КОНСТРУКТИВНЫЕ УЛУЧШЕНИЯамериканскихАмериканские автомобильные фирмы вв 1937 г. направили свои усилия главным образом на усовершенствование и доработку более ранних конструкций, улучшением которых пренебрегали в прошлом. В данной статье мы хотим познакомить читателей с тремя валсными улучшениями, введенными в ряд американских легковых автомобилей в 1937 г.УСКОРЯЮЩАЯ ПЕРЕДАЧАавтомобилейИнж. А. ДУШКЕВИЧУскоряющая передача или «овердрайв», как говорят американцы, добавляется к нормальной коробке передач или выполняется в виде двухсменной главной передачи в. заднем, мосту. Ускоряющая передача дает передаточное отношение от двигателя к ведущим колесам меньшее, чем на прямой передаче. Она является своеобразной прямой передачей для высоких скоростей при загородном двилсении, снижая обороты двигателя на 25—30% (по сравнению с прямой передачей). При этих условиях двигатель избавлен от чрезмерного напряжения, вызываемого длительной работой на высоких оборотах. Обороты его при скорости 100 км/час на ускоряющей передача ае больше, чем при скорости 70 км/чае на прямой передаче. Это дает значительную экономию топлива, так как двигатель работает на более экономичном реясиме. Правда, ускоряющая передача ведет к известной потере мою- ч ности, но последняя незначительна и пол-' ностью компенсируется получаемыми преимуществами. Применение ускоряющей передачи уменьшает также износ двигателя. В современных быстроходных двигателях подшипники страдают больше от, инерционных нагрузок, создаваемых шатунно-йривошипным '• механизмом, чем от непосредственной Нагрузки, вызываемой вспышками в цилиндрах. Соответственно этому, если ускоряющая передача уменьшает обороты двигателя в отношении 4к 3, инерционные нагрузки, которые изменяются пропорционально квадрату скорости. уменьшаются в отношении 16 к 9. Недостатки ускоряющей передачи заключаются в том, что, с одной стороны, несколько усложняется трансмиссия автомобиля, а с другой — уменьшается запас мощности, необходимый для ускорения и^ преодоления под'емов, по сравнению с запасом мощности при езде на прямой передаче. Поэтому ускоряющую передачу полезно применять главным образом при езде на шоссе, свободном от интенсивного движения, где можно поддерживать высокие скорости. Таким образом наличие ускоряющей передачи дает возможность наиболее правильно использовать автомобиль (в отношении его динамических качеств) как в городе, где требуется хорошая приемистость, так и на шоссе, где требуется высокая максимальная скорость.Рис. 1. Установка полуавтоматической ускоряющей передачи сзади коробки передач на автомобиле Крайслер ':^g Отдельные фирмы, отказываясь от примеются специальными спидометрами, которые нения ускоряющей передачи, пошли по пути показывают водителю понижение оборотов •снижения передаточного отношения в заднем двигателя в результате применения ускоряю•мосту и соответственного увеличения литращей передачи. Ниже мы рассмотрим наиболее совершенный тип ускорителя Уорнер, устажа двигателя. Ускоряющая передача уже в течение ряда навливаемого фирмой Студебекер. • Эта последняя модель, помимо большой лет применяется ив Германии под названием «Шнельганг». В последнее время в связи компактности, отличается от остальных главе строительством 'автострад она начинает поным образом деталями управления. Она молучать там особенно широкое применение не жет быть включена или выключена по желатолько на легковых автомобилях, но и на грунию водителя на любой скорости свыше зовых и особенно на скоростных автобусах 56 км/час (35 миль). Включение и выключе(см. «За рулем» № 18 за 1936 г.). В США ние осуществляется быстрым поднятием ноги ускоряющие передачи встречались главным с подали акселератора и новым нажатием. Поперечный разрез новой модели ускориобразом на грузовиках, где они предназначались для повышения скорости при движении теля Уорнер показан на рис. 2. Поперечные. на хороших дорогах и езде порожняком. Чаразрезы ускорителя вынесены отдельно в состо они выполняются в виде задних мостов ответствующих местах и даны в масштабе в два раза меньшем. о двойным передаточным отношением. Весь ускорителя помещен в отВ 1937 г. ряд американских фирм на своих дельноммеханизм и картере легковых автомобилях установил ускоряюки, как показано на монтирован сзади коробрисунке. Ускоряющая пещую передачу в виде дополнительной передачи, монтированной за коробкой (рис. Д). редача состоит 2 из Апланетарного комплекта шестерен (рис. и В). Вокруг неподвижВключение ее осуществляется полуавтоматиной центральнойшестерни 1 обкатываются чески посредством особых кулачков — грутри сателита 2, свободно сидящих на пальзов, находящихся под воздействием центре*- цах крестовины 3, вращаемой главным валом бежных сил, на любой скорости свыше 56 или 4, который является вторичным валом короб70 км/час (в зависимости от конструкции). находятВ настоящее время ускорители устанавлики передач. ( Одновременно сателиты имеющей ся в зацеплении с шестерней 5, ваются на ряде моделей4 автомобилей Крайвнутренний зуб. Кроме того имеется мехаслер, Де Сото, Грехэм, Нэш, Студебекер. и свободного хода типа, ведоПирс-Арроу. Некоторые автомобили обор'уду- низмобойма которого броликового шлицах вемая сидит на домого вала 7. По обойме центрируется и имеет свободное вращение корпус шестерни 5с внутренним зубом. Ведущая обойма 8 жестко соединена, как и крестовина сателитов, с главным валом. Обе обоймы свободного хода* и корпус шестерни 5 имеют два общих радиальных прорезных паза, в которых могут свободно перемещаться два центробежных кулачка-груза 9 (рис. 2 — А и С). При движении автомобиля на прямой при скорости ниже 56 км/час центробежные кулачки-грузы, находясь в нижней части пазов, блокируют; обе обоймы свободного хода, позволяя шестерне 5 иметь свободное вращение относительно ведомо"й обоймы. Таким образом мы имеем тесную связь между главным и ведомым валом, т. е. прямую передачу. Путь крутящего момента показан на рис. 2 сплошной стрелкой. Кулачки-грузы удерживаются на своих местах специальными пружинами. Очевидно, что эти кулачки-грузы на любой скорости свыше 56 км/час (в это время центробежные силы преодолевают силу пружин) стремятся переместиться по радиальным пазам наружу. Но от этого перемещения их удерживает сила трения, возникающая под влиянием передачи ими крутящего ^момента, которая исчезает. когда мы резко* закрываем дроссель, быстро отпуская педаль акселератора. Ускоряющая передача получается, когда оба кулачка-груза, двигаясь под действием центробежных сил по пазам нарулсу, входят в пазы корпуса шесторни 5. Таким образом она соединяется с ведомой обоймой свободного хода, лсестко связанной с ведомым валом 7, одновременно кулачки-грузы выходят из пазов ведущей гис- 2. Поперечный разрез и детали конструкобоймы свободного хода 8, освоболсдая о%, ции полуавтоматического ускорителя Уорнер. блокировки главный вал. Крутящий момент Включение и выключение осуществляются на начинает передаваться теперь от главного любой скорости свыше 56 км (35 миль) в час вала через крестовину сателитов, сателиты, с помощью только одной педали акселератора шестерню е внутренним зубом, кулачки-грузы и ведомую обойму свободного хода ведомому валу. Иначе говоря, главный вал i заставляет сателиты обкатываться вокруг центральной неподвижнбй шестерни 1и вести зацепляющуюся с ними шестерню 5с оборотами большими, чем обороты главного вала. , Путь крутящего момента при включенной ' . ускоряющей передаче показан пунктирной стрелкой, i Дополнительный кулачок-груз 10 служит только для притормаживания корпуса шестерни 5, для облегчения входа в ее пазы основных кулачков-грузов 9. Аналогичное назначение он. имеет и для ведущей обоймы свободного хода при соответственном сншкенйи скорости автомобиля. Удерлсивающая его пружина слабая и "поэтому кулачок начинает перемещаться при сравнительно низких скоростях. Форма кулачка не позволит ему быть включенным. Для того чтобы вернуться от ускоряющей передачи к прямой при скорости свыше 56 км/час, не требуется обратного возвращения кулачков-грузов, находящихся под воздействием центробелсных сил. В этом случае достаточно дать возмолсность центральной неподвижной шестерне 1 свободно вращаться. Благодаря этому планетарный механизм пе/ рестает выполнять свои функции (вращаясь вхолостую) и главный вал ведет ведомый через свободный ход. Необходимое освоболсдение центральной шестерни достигается весьма просто (рис. 2 — А и Д). Шестерня имеет на своем конце диск 11с горизонтальными пазами и удерживается от вращения защелкой 12. Последняя моясёт только радиально перемещаться в прорези кольцевого груза 13. Этот груз в свою очередь входит своими выступами между неподвижными кулачками и имеет относительно них зазор, дающий возможность небольшого перемещения (рис. 2 — Д). Защелка прилсимается внутрь паза диска 11 длинной цилиндрической пружиной. При открытом дросселе, при включенной ускоряющей передаче центральная шестерня с диском и следовательно кольцевой груз стремятся повернуться по часовой стрелке, но удерживаются неподвижными кулачками. % При закрытии дросселя, т. е. снижении оборотов главного вала, эти детали стремятся повернуться в обратном направлении на величину зазора. Наклонная плоскость 14 защелки в этот момент перемещается относительно неподвилсного штифта 15. Защелка поднимается и освоболсдает центральную шестерню, позволяя ей свободно вращаться и выключать планетарную передачу. При новом открытии дросселя шестерня опять стремится вращаться по часовой стрелке. Если дроссель открывать, медленно, защелка имеет время снова застопорить центральную шестерню и тем самым включить ускоряющую передачу. При быстром открытии дросселя защелка не успевает включиться, центральная шестерня продоллсает свободно вращаться, и получается прямая передача через свободный ход, как указывалось выше. При снижении скорости нилсё 56 км/час центробелсные кулачки-грузы опускаются вниз, выключая планетарную передачу и, блокируя свободный ход, обеспечивают всегда прямую передачу. Таким образом здесь получается так,fclvXiSr..-,,*«*..!!Рис. 3. Общий вид заднего моста с гипоидной передачей. Внизу показаны сравнительные размеры и принципиальное различие между главной передачей с обычными коническими шестернями (справа) и гипоидными (слева) что если хочешь ехать быстро — нажимай педаль акселератора медленно, и наоборот. Шестерни ускорителя' выполнены с- косым зубомл что обеспечивает ему бесшумность работы. Основным преимуществом этой конструкции является возмолсность выключения ускоряющей передачи в любой момент, когда требуется использовать полный запас мощности двигателя простым нажатием на педаль акселератора. А это весьма валсный момент, предопределяющий даже возможность дальнейшего распространения подобных -полуавтоматических ускорителей. I ГИПОИДНЫЕ ШЕСТЕРНИ Вторым нововведением в конструкции шасси надо считать широкое'применение гипоидной передачи в задних- мостах. Гипоидная передача применяется на Бюике, Кадиллаке, Шевроле, Крайслере, Де Сото, Додже, Дюзенберге, ЛаТ!алле, Паккарде, Пирс-Арроу, Плимуте и Студебекере, т. е. фактически почти на 70% легковых американских автомобилей. Широкое применение гипоидной передачи об'ясняется двумя причинами. Во-первых, постоянное увеличение мощности и скорости автомобилей значительно, повысило давление, а следовательно и напрялсення в зубьях шестерен заднего моста. Необходимость получения более сильного зуба шестерни, без увеличения ее размеров, вызвала применение этого типа шестерен. Применение гипоидной передачи позволило уменьшить общую высоту автомобиля, без уменьшения высоты внутреннего помещения. Это обеспечило автомобилю устойчивость и * ГТР лучшее держание дороги. «» происходят задирание, наваривание и другие Гипоидная передача — это пара конических дефекты на поверхности зуба, приводящие шестерен со спиральным зубом, оси которых не пересекаются (рис. 3). В автомобильной в результате к поломке. передаче ведущей является обычно меньшая Специальные смазочные масла для гипоидшестерня ив этом случае ось ее лелсит нилсе ных передач содерлсат хлористую серу, сероси большей шестерни. Смещение оси малой нистые ясирные масла, различные хлористые шестерни в вертикальной плоскости, по отнои фосфористые соединения. Эти компоненты шению центра оси большой шестерни, составприменяются в различных комбинациях с миляет около половины радиуса последней. неральными маслами. Качество этой смазки Практически для легкового автомобиля это зависит от химической активности ее компосоставляет в среднем 2" (50,8 мм), что позвонентов. ляет опустить соответственно карданный вал, Смена смазки и промывка картера должны а следовательно, и пол кузова. производиться примерно каждые 5 000 миль Гипоидные шестерни стоят посредине меж(8 050 км). 1 ду обычными коническими шестернями и червячной передачей и обладают некоторыми НОВЫЕ РАМЫ характерными свойствами каждой из них. Они имеют более длинный и прочный зуб, С появлением баллонных шин большего большее количество зубьев в зацеплении и большую поверхность контакта между ними. сечения и независимой подвески выявилась Поэтому крепость зуба гипоидной шестерни необходимость в более лсесткой раме шасси, иначе говоря с более высоким сопротивлена 50% больше, чем в обычной спиральной нием скручиванию. В этом отношении наитех же самых размеров, и могут передавать большую нагрузку и мощность. Большая поболее подходящим и широко распространенверхность контакта зубьев дает меньший изным типом рамы является рама с Х-образнос, а следовательно и меньшую необходиной поперечиной. Этот тип рамы получил по, всеместное распространение и применяетсв мость в регулировке. таклсе на наших автомобилях М-1 и ЗИС-101. Зубья пары простых спиральных шестерен Однако рама, как показали испытания, нужзацепляются без относительного взаимного скольжения. По крайней мере, в итоге скольдается в еще большем увеличении жесткости. За последнее время были сделаны изжение незначительно. Зубья гипоидных шевестные улучшения в этой области. Наибольстерен. частично скользят в зацеплении, подобно тому как это наблюдается в червячной ших результатов достиг американский рамный концерн Смит Корпорейшен, снабжаюпередаче. Таким образом структура зуба и характер контакта таковы, что здесь при защий рамами большинство американских автоцеплении имеется комбинированное скольжемобилей. ние и обкатывание. Это обеспечивает бесшумБыло установлено, что нормальные рамы ность действия, позволяя при изготовлении с этого типа имеют неправильное распределебольшей легкостью добиться бесшумности, ние материала Основные лонжероны выполчем в обычных спиральных шестернях. нены более сильного сечения, чем Х-образная Но гипоидная передача, имея значительные поперечина, тогда как последняя испытыва-механические преимущества, весьма чувствиет наиболее сильные напряжения в отношетельна к смазке. Это об'ясняется тем, что нии скручивания. Основные лонясероны на скольжение производит дополнительное теплоучастке поперечины фактически не работают выделение и при этом зубья работают под и даже могут быть свободно удалены.- Подобзначительно большим давлением. Таким обные Х-образные рамы имеются на европейразом скольжение и образующееся при этом ских автомобилях Фиат-1500 и Стандарт. тепло уменьшают вязкость смазки на поверхСлабость Х-образной поперечины об'ясняетности зуба в точках его контакта. Смазка не ся в основном применением в ней швеллерподдерживает масляной пленки между этими ного сечения. Ввиду необходимости получеповерхностями, а высокое давление стремится ния легкой конструкции швеллеры штампувыжимать смазку прочь. Вследствие этого ются из тонкого материала, толщина 3которого во многих случаях не выше 2,5 мм ( /а2"). Другим дефектом обычной Х-образной поУ//МУ//Л перечины является невозможность получения достаточно прочного и жесткого соединенна в центре поперечины, в результате чего полки легко деформируются и поперечина плохо выполняет свое назначение. Некоторые фирмы, в частности Шевроле, отказались от использования подобных рам и перешли кiii применению сварных закрытых лонжеронов 1 коробчатого сечения. На рис. 4 показана деформация, происходящая в полке швеллера Х-образной попересжатие чины. В новом типе рамы, при сохранении одного и того же веса, удалось получить сопроtTzovZZVx растяжение-**** тивление скручиванию эквивалентное сопротивлению скручиванию стандартного автомобиля в целом. Такие необыкновенные реРис. 4. Сравнительные размеры лонжеронов Х-образной поперечины старой и новой рамы. зультаты дало применение для Х-образной поперечины материала двухтаврового проПунктиром показаны деформации лонжерона Х-образной поперечины в старом типе рамы филя. Причем^ учитывая величину изгибаюпри скручивании щих моментов, двухтавровые сечения выпол1