Применение роликовых муфт

Впервые роликовые муфты нашли широкое применение в качестве механизма свободного хода велосипеда. С помощью роликовой муфты в звездочке или шестерне колеса велосипедист может двигаться под уклон, как, впрочем, и покровной дороге, не вращая педалей и тем самым экономя мышечную энергию.

Роликовые муфты устанавливались в некоторых системах электрооборудования первых автомобилей с бензиновым двигателем. Такое оборудование включало в себя электрическую машину, которая работает как стартер при пуске двигателя и как генератор для зарядки аккумуляторных батарей, когда скорость вращения коленчатого вала двигателя превышает скорость холостого хода. Привод к машине осуществлялся с обоих концов коленчатого вала двигателя. Каждый привод включал в себя роликовую муфту. Когда эта электрическая машина подключалась к батарее включателем стартера, она работала как мотор и пуск двигателя осуществлялся через привод на заднем конце коленчатого вала, имеющем на маховике зубчатый венец большого диаметра. При этом привод на переднем конце не работал, так как его роликовая муфта могла передавать крутящий момент лишь от коленчатого вала к валу якоря электрической машины. При пуске двигателя вал якоря вращался быстрее, чем коленчатый вал, а поэтому нельзя было передавать крутящий, момент от коленчатого вала к валу якоря. Как только двигатель начинал работать, скорость вращения коленчатого вала увеличивалась, в результате этого роликовая муфта в заднем приводе получала свободный ход, а в переднем начинала работать. Чтобы развить достаточно большой пусковой крутящий момент с помощью электродвигателя средней величины, привод заднего конца должен был понижать скорость вращения в отношении 10: 1 или более, в то время как скорость вращения якоря машины и качестве генератора не должна была превышать примерно половины скорости вращения коленчатого вала.

Рис. 2. Роликовая муфта Уормер-Гир.

Механизм свободного хода. В дальнейшем роликовые муфты, применялись в автомобилях в виде механизма свободного хода, который обычно устанавливался непосредственно за коробкой пере-, дач. Это давало некоторое сокращение расхода топлива, но основным преимуществом являлось то, что механизм свободного хода облегчает в определенных условиях переключение передач, давая приблизительно такой же эффект, что и синхронизатор, который появился несколько раньше. Однако эти преимущества сопровождались также рядом недостатков. При наличии механизма свободного хода нельзя было использовать двигатель для торможения автомобиля, если только не выключить свободный ход при помощи специальной муфты, управляемой водителем.

Кроме того, механизм холостого хода увеличивал опасность заноса автомобиля при торможении на скользкой дороге, так как блокировка задних колес при пользовании тормозами возникает более легко тогда, когда колеса не имеют принудительного привода от двигателя. Применение механизма холостого хода иногда приводило к увеличению износа обшивок тормозных колодок, а также к необходимости применять генератор увеличенной мощности, чтобы обеспечить достаточно полную зарядку аккумуляторной батареи.

Механизм свободного хода был распространен на легковых автомобилях всего лишь неокольцо лет.

В дальнейшем .роликовые муфты применялись и в автоматических ускоряющих передачах, которые улучшают качества четырехступенчатой коробки передач: повышают топливную экономичность и бесшумность работы двигателя, не требуя такого частого переключения передач, как при обычных коробках передач этого типа. Автоматические ускоряющие передачи как специальное оборудование начали появляться еще в 1955 г.1.

Муфты свободного хода в автоматических коробках передач. Позже роликовые муфты начали применяться в автоматических коробках передач как механического, так и гидродинамического типа.

Рассмотрим механическую двухступенчатую коробку передач с соосными ведущим и ведомым валами и промежуточным валом с двумя шестернями, одна из которых находится .в постоянном зацеплении с шестерней ведущего вала, а другая — с шестерней ведомого вала. Для получения высшей передачи ведущий и ведомый (валы соединяются управляемой муфтой. В шестерню промежуточного вала встроена роликовая муфта, которая находится в зацеплении с шестерней ведущего вала. На низшей передаче управляемая муфта между двумя валами выключена, и крутящий момент передается с ведущего вала через роликовую муфту к промежуточному валу и от промежуточного вала через вторую пару шестерен к ведомому валу. Когда управляемая муфта будет включена автоматически в зависимости от скорости движения автомобиля или скорости вращения коленчатого вала двигателя, крутящий момент начнет передаваться непосредственно от ведущего к ведомому валу, а роликовая муфта в шестерне промежуточного вала будет иметь свободный ход. Это дает высшую передачу. Если скорость понижается и происходит автоматическое переключение, крутящий момент опять будет передаваться от ведущего вала через роликовую муфту к промежуточному валу и от промежуточного вала через вто.рую пару шестерен к ведомому валу.

В гидротрансформаторах роликовые муфты используются, для того чтобы при увеличении крутящего момента удержать реактор от вращения и дать ему возможность вращаться в направлении вращения колеса насоса при работе гидротрансформатора на режиме гидромуфты, т. е. без преобразования крутящего момента. В одной из конструкций гидротрансформатора колесо насоса и реактор были изготовлены каждое в виде двух отдельных элементов, один из которых соединялся с другим роликовой муфтой свободного хода.