Vapaarata

Ylikierroskytkin (myös vapaapyörä ) on osa mekaanista voimansiirtoa , joka estää vääntömomentin siirtymisen vetävältä akselilta takaisin käyttöakselille, jos vedetty jostain syystä alkaa pyöriä nopeammin. Vapaarattaan tunnetuin sovellus on pyöräajo . Sillä hetkellä, kun kuljettaja lopettaa polkimisen ja pyörä jatkaa liikkumista hitaudella, ylikäyntikytkin aktivoituu vapauttaen pyörän polkimista, eivätkä ne osu jalkoihin. Ylikäyntikytkimiä käytetään joskus autoissa, joissa on kaksitahtimoottoreita., joille "moottorijarrutus" -tila on mahdoton voiteluperiaatteen erityispiirteiden vuoksi ja voi poistaa ne käytöstä. Toinen ylikierroskytkimen laajalle levinnyt käyttötapa on sen käyttö ICE-käynnistimissä estämään käynnistimen tuhoaminen käynnissä olevan moottorin vuoksi. Myös ylikierroskytkintä käytetään laajalti helikoptereissa , mikä tarjoaa niille mahdollisuuden lentää yhdellä moottorilla ja automaattisella kierrolla .

Laite

Yksinkertaisin ylivirtakytkin koostuu kahdesta renkaasta, jotka on asetettu toisiinsa. Poikittaiset urat on koneistettu ulkorenkaan sisäpinnalle. Sisäpuolella on joko jousikuormitettuja palloja tai rullia tai terälehtiä, jotka koskettavat ulkorengasta. Suunnittelu on tehty siten, että yhdessä pyörimissuunnassa jousien vaikutuksen alaiset kuulat liikkuvat ulos urista ja juuttuvat molemmat renkaat, ja vastakkaiseen suuntaan (tai siinä tapauksessa, että ulkorengas liikkuu nopeammin kuin sisempi), ne uppoavat ja renkaat pyörivät itsenäisesti. Käytettäessä kääntökeilat toimivat samalla tavalla kuin räikkä . On myös mahdollisuus, kun momentti välittyy jousen kautta, joka on kierretty yhdelle akselille. Yhdessä suunnassa jousi kiristää ja yhdistää akseleita, ja vastakkaisessa suunnassa se heikentää ja vapauttaa niitä.

Sovellus

Ylikäyntikytkimiä käytetään laajalti seuraavissa laitteissa:

• turbiinilaitosten kääntölaitteet. Ohjauskytkin mahdollistaa turbiinin roottorin automaattisen kytkeytymisen TLU-käyttöön nopeuden alenemalla turbiiniyksikön sammuttamisen jälkeen ja irti, kun turbiini kiihtyy käyttöönoton jälkeen;
• maatalousperävaunut, joissa on traktorin voimanottoakseli . Ohjauskytkimien käyttö mahdollistaa traktorin voimansiirron vaurioitumisen välttämisen, jos perävaunun mekaanikko ei jostain syystä pysty pyörimään vaaditulla taajuudella;
• mekaaniset kaivinnosturit ja polttomoottorilla varustetut nosturit, jotka on varustettu momentinmuuntimella . Ylivirtauskytkin ei salli turbiinin pyörän ja vastaavasti koneen mekanismien pyörimistä nopeammin kuin moottoriin kytketty pumpun pyörä;
• polkupyörien takanapassa (paitsi kiinteävaihteiset polkupyörät );
• monien polttomoottoreiden käynnistyskäytöissä . Tällaisten moottoreiden käynnistimet on suunniteltu riittävän alhaiselle nopeudelle, joka tarvitaan vain käynnistyksessä. Kun moottori on jo käynnistynyt ja saavuttanut käyntinopeuden, käynnistin on irrotettava siitä, mikä tapahtuu ylikäyntikytkimen avulla, vaikka virta-avain on vielä "käynnistys"-asennossa. Tämä estää "ankkurin karkaamisen" (ankkurin vetämisen). käämit ulos urista, keskipakovoima ja niiden kosketus staattoriin);
• radio-ohjatuissa autoissa;
• helikopterit, lentokoneet, gyrolentit autorotation aikana ;
• tulostimien ja kopiokoneiden paperiradalla. Katkaisee vaihteiston, kun se poistaa juuttunutta paperia manuaalisesti;
• inertiattomien kalastusrullien mekanismeissa;
• klassisen tyyppisissä automaattisissa vaihteistoissa , joissa ne tarjoavat automaattisen vääntömomentin uudelleenjaon planeettavaihteiston nivelten välillä hydraulisesti ohjattujen kytkimien ja jarrujen päälle (pois) kytkemisen hetkellä, mikä mahdollistaa vaihteiden vaihtamisen yksinkertaistamisen ( vaihdettaessa suuremmalle vaihteelle ei tarvitse sammuttaa tasaisesti alempia kytkimiä / jarruja), tehdä vaihtamisesta tasaisempaa, suorittaa vaihtaminen keskeytyksettä voimanvirtauksessa ja varmistaa auton liikkuminen matalilla vaihteilla (vapaapyörät eivät toimi suoralla ja ylivaihteella). Moottorijarrutuksen mahdollistamiseksi vapaapyörät estetään lisähydraulisesti ohjatuilla jarruilla. Ylikierroskytkimillä varustettujen automaattivaihteistojen haittana on merkittävä koon ja painon kasvu sekä tarve suurelle määrälle ohjauselementtejä (kitkakytkimet, jarrut). Automaattivaihteiston elektronisen ohjauksen kehityksen myötä vaihteenvaihdon aikana tapahtuvat transienttiprosessit saadaan aikaan säätämällä ohjauspainetta kitkakytkimien ja jarrujen käyttöjärjestelmissä luistosäätimellä, mikä mahdollistaa vaihteiden vaihtamisen sujuvasti ja tehovirtaa katkaisematta ilman ylivuotokytkimien avulla. Tämän avulla voit vähentää ohjauselementtien määrää, automaattivaihteiston kokoa ja painoa. Vertailun vuoksi Audi Q7:n ja Toyota Land Cruiser Prado 150:n samankokoisissa automaattivaihteistoissa on kummassakin 6 vaihdetta, mutta Audissa ei ole ylikierroskytkimiä, kun taas Toyotassa on. Samaan aikaan Audin automaattivaihteistossa on vain 5 ohjattua elementtiä, kun taas Toyotassa on 8 plus kolme ylivirtakytkintä. Tämän seurauksena Audin vastaavalla moottoriteholla varustetun automaattivaihteiston massa on 30 kg pienempi kuin Toyotassa. Mutta toimiakseen ilman ylikäytäviä kytkimiä automaattivaihteiston kytkimien sisällä tapahtuvien ohimenevien prosessien toteuttamiseksi Audi tarvitsee erityisen synteettisen työnesteen, kytkimien ja jarrujen työlevyjen erityisen keraamisen pinnoitteen sekä elektronisen ohjausyksikön sijoittamisen suoraan automaattivaihteistossa (vähentämään nopeiden moduloitujen sähkömagneettisten venttiilien sähköisten ohjauspiirien induktanssia ja aktiivista vastusta), kun taas Toyota-automaattivaihteistossa, jossa transientteja esiintyy vapaapyörissä, käytetään laajalti käytettyä puolisynteettistä nestettä, on kaivo -todistettu työlevyjen paperipinnoite ja elektroninen ohjausyksikkö voidaan liittää automaattivaihteistoon riittävän pitkillä johtoilla;
• jos etutasauspyörästö puuttuu tai on lukittu, ne asennetaan useiden kilpa-autojen etupyöriin.

Keksintöhistoria

Vapaaratasta käytettiin ensimmäisen kerran Van Anden Dexterin polkupyörän etupyörän navassa vuonna 1869 [1] . Oikeudet keksintöön kirjattiin patenttiin US88238 A "Improvement of the polkupyörä".

Vaihtoehtoiset otsikot

• vapaapyörä ( Freewheel )
• räikkä kytkin
• räikkä
• bendix (auton käynnistimen vanhentuneen jousikuormitetun vapautusmekanismin valmistajan nimen mukaan)

Muistiinpanot

1. ↑ Van Anden Dexter velocipede, 1869 Arkistoitu 8. marraskuuta 2014 Wayback Machinessa / National Museum of American  History

Kirjallisuus

• Anuryev V.I. Suunnittelija-koneenrakentajan käsikirja: 3 osassa  / toim. I. N. Zhestkovoy. - 8. painos, tarkistettu. ja ylimääräistä - M .  : Mashinostroenie, 2001. - T. 2. - 912 s. - BBK 34,42 ya2. - UDC  621.001.66 (035) . — ISBN 5-217-02964-1 .