1.3.5. Дополнительные и раздаточные коробки

Дополнительные коробки применяются в виде конструкции в отдельном картере. Ранее такого рода коробки нередко применялись в качестве, например, повышающей передачи (overdrive - коробка передач Borg Warner с автоматическим включением). В настоящее время такие коробки применяются крайне редко.

В полноприводных автомобилях устанавливаются раздаточные коробки, которые, как правило, одновременно выполняют функцию демультипликатора, что увеличивает диапазон передаточных чисел и улучшает тяговые качества автомобиля.

Раздаточные коробки классифицируются: по расположению ведомых валов – с соосными и несоосными ведомыми валами; по приводу ведомых валов - с блокированным и дифференциальных приводом; по числу передач – одноступенчатые, двухступенчатые, трёхступенчатые.

Основные схемы раздаточных коробок приведены на рис.45, где I – ведущий вал, II – ведомые валы.

Блокированный привод, показанный на рис.45а,б вызывает циркулирование мощности, для предотвращения этого требуется отключение переднего моста. Схема рис.45б с несоосными валами (ЗИЛ-131) позволяет получить компактную коробку, с малой металлоемкостью, высокий КПД и низкий уровень шума. На рис.45в,г показан симметричный (в) и несимметричный (г) дифференциалы.

1.3.6. Бесступенчатые передачи

Идеальной с точки зрения использования мощности двигателя является передача бесступенчатая, которая обеспечивает гиперболическую зависимость:

N = P  V,

где N – мощность двигателя;

P – сила тяги;

V – скорость автомобиля.

Выше рассматривалась бесступенчатая передача – гидротрансформатор – гидродинамическая передача, использующая движение жидкости. Кроме этого, возможны бесступенчатые передачи фрикционного типа (вариаторы), которые могут быть с гибкой связью (клиноременные вариаторы) и с непосредственным контактом (лобовой вариатор с телами качения).

Бесступенчатые фрикционные передачи в отличие от гидродинамических не обладают свойством внутренней автоматичности изменения передаточного числа, поэтому они требуют применения специального регулятора, реагирующего на нагрузку и скорость движения. Необходимо также сцепление и реверс (задний ход).

Наиболее уязвимым элементом клиноременного вариатора является клиновой ремень, не способный обеспечить надёжную передачу значительной мощности.

Шаг вперёд в части совершенствования клиноременной передачи сделали инженеры голландской фирмы VDT (детище энтузиаста вариаторов Хуба ван Доорна), которые создали стальной толкающий наборный ремень.

Сегодня на всех клиноременных передачах применяются ремни от VDT, в том числе и на самом мощном вариаторе, установленном на новейшем легковом автомобиле Nissan Primera с двухлитровым мотором (140 л.с., 181 Нм).

Развитие этого рода конструкций привело к созданию клиновой цепи вместо клинового ремня. Это пластинчатая многорядная цепь, которая используется в новейшем вариатора Multitronic (диапазон от 1 : 2, 1 : 12,7) легкового автомобиля Audi А6 с двигателем рабочего объема 2,8 л мощностью 193 л.с.

Лобовой вариатор с телами качения, называемый иначе торовым, представляет собой конструкцию, в которой между двумя соосными дисками располагается ролик. Ролик заключён в тороидальную полость, образованную между дисками, и может поворачиваться, обкатывая левый и правый диск по разным радиусам, тем самым меняется передаточное отношение между дисками.

Такой вариатор в тридцатых годах прошлого столетия выпускала фирма Hayes серийно. В 1939 году торовый вариатор устанавливался на автомобилях Austin.

Однако трудно, связанные с применением торовых вариаторов состояли в том, что все усилия прикладываются в одном пятне контакта диска и ролика и следует не допустить проскальзывания при передаче момента.

Первый патент на торовый вариатор был получен Чарльзом Хантом в 1877 году, но только в 1999 году был разработан серийный торовый вариатор Extroid (фирма Nissan), который работает с двигателем мощностью более 200 л.с.