Устройство и принцип работы вариатора
Всі
Авторське
Досвід
Заходи
Подорожі
Про все
Ремзона
Вихлопна система
Двигун
Довідник
Електрообладнання
Підвіска
Система живлення
Трансмісія
Автор: GiS
Что такое вариатор? Вариатор – это механическая бесступенчатая передача. Он используется для плавного изменения частоты вращения ведомого вала. В основном на всех типах мотороллеров установлен клиноременный вариатор.
Начнем с самого простого. Почему клиновидный ремень? Из рисунка слева видно, что ремень в разрезе имеет трапециевидную форму и «вклинивается» в шкив только своими боковыми поверхностями. При износе этих поверхностей, благодаря своей форме, он врезается глубже в шкив и все равно остается в хорошей сцепке с ним.
Как изменяется передаточное число? Устройство ведущего шкива (ведущий шкив вращается коленвалом) таково, что его щеки при воздействии центробежных сил плавно сжимаются и выталкивают клиновидный ремень все дальше и дальше от центра шкива. Ведомый же шкив при этом наоборот, разжимается, и ремень на нем плавно утопает все ближе и ближе к центру шкива.
Двигатель не запущен.
Малые обороты двигателя.
Средние обороты двигателя.
Максимальные обороты двигателя.
На рисунках показаны также положения клиновидного ремня в разрезе на ведущем шкиве (слева) и ведомом (справа) при разных режимах работы двигателя.
Как устроен ведущий центробежный шкив вариатора? Довольно просто!
Разберемся в его конструкции, показанной на рисунке:
Ведущий центробежный шкив вариатора.
1 — неподвижная щека шкива, жестко прикрученная к цапфе (хвостику) коленчатого вала 5 болтом 8 с шайбой 6.
Клиновидный ремень 2 размещен между щеками 1 и 3. Щека 3 устроена так, что свободно перемещается на валу 5. Перемещают ее ролики 4 которые упираются в упорную и неподвижную щеку 9. Под воздействием центробежной силы, ролики 4 расходятся от центра вала 5, тем самым сдвигая щеку 3 ближе к щеке 1 и выталкивая ремень 2 дальше от вала 5. Положения роликов 4 и щеки 3 на разных оборотах двигателя Вы уже видели на четырех рисунках выше.
Теперь немного о ведомом шкиве (рисунок ниже).
Ведомый шкив.
От ведущего шкива он отличается тем, что у него нет роликов, вместо них пружина (смотрите рисунок справа). В тот момент когда на ведущем шкиве щеки сближаются, выталкивая при этом ремень, на ведомом шкиве щеки (а именно двигается щека 5 по валу 7, щека 6 установлена жестко и неподвижна) наоборот, расходятся, сжимая пружину 3, и ремень опускается глубже, что опять таки видно на режимах работы двигателя выше на четырех рисунках.
Существуют также более простые модели мотороллеров у которых отсутствует вариатор на ведущем валу. Вместо него установлен простой шкив и передаточное число от него к ведомому фиксированное на всех оборотах двигателя. Такие модели больше 50 км/ч. не развивают и «тупо» набирают обороты с места. Ведомый же шкив у них такой же как и у вариаторных — под пружиной и служит только для натяжения ремня. Единственный плюс такого устройства — ремень служит дольше.
Дальше вступает в работу автоматическое сцепление, которое находится в сборе с ведомым шкивом, но об этом другая статья.
Фото 1/8
01.11.2002 р., переглядів: 7606
Подібні статті
Коментарі7
Устройство вариатора квадроцикла
Вариаторная трансмиссия — удачный компромисс между автоматической и механической.
Она не такая дорогая и сложная в ремонте, как автомат, и не требует столько внимания водителя, как механика. Поэтому все квадроциклы CFMOTO оснащены вариаторами канадской фирмы CVTech. Это производитель с мировым именем, который разрабатывает вариаторные системы специально для квадроциклов.
В этой статье мы рассмотрим механизм вариатора и расскажем, на что обратить внимание в обслуживании и уходе, чтобы уменьшить износ деталей.
Принцип работы вариатора
Устройство вариатора на примере СFMOTO X4: 1 — ведущий шкив, 2 — болт, 3 — ведомый шкив, 4 — ремень, 5 — шайба, 6 — блок грузика, 7 — грузик, 8 — слайдер.
Вариатор регулирует скорость квадроцикла в зависимости от количества оборотов двигателя. Он состоит из двух параллельно расположенных шкивов с подвижными коническими дисками или щеками.
Коленвал вращает ведущий шкив, а от него крутящий момент передается ведомому с помощью зубчатого ремня. Чем выше количество оборотов, тем сильнее воздействие центробежной силы.
Диски ведущего шкива сближаются, выталкивая ремень на больший радиус. У ведомого вала диски сходятся, сжимают пружину, и ремень уходит в центр между ними, тем самым плавно меняя передаточное число. Пружина отвечает за то, чтобы ремень был всегда натянут. Когда обороты увеличиваются, ремень пропорционально натягивается, что позволяет ему не проскальзывать.
Обслуживание и уход
Чистка
У вариатора есть недостаток: необходимо следить за чистотой механизмов и состоянием ремня. Если квадроциклу приходится часто ездить по глубоким и грязным лужам, не ленитесь периодически открывать крышку вариатора и осматривать механизм.
Попавшие внутрь песок и глина мешают работе вариатора и ускоряют износ его элементов. Чаще всего ситуацию можно исправить — достаточно промыть механизм водой из шланга после поездки. Если глина засохла, нужно полностью разобрать механизм, снять шкивы и вычистить ее.
Замена ремня
Износ зубчатого клиновидного ремня — процесс необратимый: это такой же расходный элемент, как колодки или масляный фильтр.
При аккуратной эксплуатации ремень квадроцикла способен пробежать от 4 до 8 тыс. километров.
Ремень подлежит замене, если:
- Его ширина стала близка к минимальному значению, указанному в инструкции
- Возникли глубокие трещины
- Отсутствуют зубья
- Появился дым или запах жженой резины
- Начал отслаиваться корд.
Заменить ремень несложно. В одних версиях конструкции нужно снимать шкивы, других достаточно вкрутить длинный болт в ведомый шкив — его боковины разойдутся и высвободят ремень.
Чтобы вариатор служил дольше, эксперты CFMOTO рекомендуют использовать оригинальные ремни фирмы Mitsuboshi belting ltd. Этот японский производитель выпускает приводные ремни высокого качества с увеличенным сроком службы — такие ремни не порвутся в лоскуты после 1000 км пробега.
Ревизию вариатора следует проводить перед каждой дальней поездкой. Это несложная процедура, и её проще провести в гараже, чем во время поездки.
Где купить расходники для вариатора
Приобрести оригинальные расходники, пройти ТО или отремонтировать квадроцикл можно в салоне официального дилера CFMOTO в вашем городе.
Адреса официальных дилеров CFMOTO
Заявка на патент США на УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ТРАНСМИССИИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ВКЛЮЧАЮЩЕЕ ВАРИАТОР, ПЛАНЕТАРНУЮ РЕДУКТОРУ И БЛОК РУЧНОЙ ТРАНСМИССИИ Патентная заявка (заявка № 20110100732, выданная 5 мая 2011 г.) 060754, поданной 15 августа 2008 г., в которой испрашивается приоритет по заявке на патент Германии с серийным номером. 10 2008 040 448.9 подана 16 июля 2008 г.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к трансмиссионному устройству для транспортного средства, содержащему вариатор, планетарную передачу и механическую коробку передач.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Из DE 10 2006 025 348 A1 известна гидрообъемно-механическая тракторная трансмиссия с бесступенчатым гидростатическим приводом. Гидростатический привод состоит из гидростатического насоса, приводимого в действие двигателем внутреннего сгорания, и гидромотора, приводимого в движение насосом.
Насос и гидромотор соединены одним общим поворотным элементом и могут регулироваться таким образом, что насос может поворачиваться между минимальным и максимальным углом, в то время как двигатель вращается синхронно между максимальным угол поворота и минимальный угол поворота. Насос предназначен для подачи объемного потока только в одном направлении. Механическая коробка передач с несколькими ступенями переключения, которая может включаться посредством сцепления, подключена ниже по потоку.
Кроме того, из DE 1952966 А известно трансмиссионное устройство с разветвлением мощности, которое содержит вариатор, двойную планетарную передачу и блок механической трансмиссии для обеспечения множества диапазонов движения. Насосно-моторный агрегат вариатора, выполненный в виде гидростатического устройства, может регулироваться с помощью общего коромысла.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является дальнейшая разработка передаточных устройств, известных из предшествующего уровня техники, таким образом, чтобы они также могли быть установлены на транспортных средствах, в которых поперечное пространство ограничено заданной конструкцией рамы.
В трансмиссионном устройстве согласно изобретению для транспортного средства, содержащем вариатор, планетарный редуктор и механическую трансмиссию, в котором вариатор длиннее, чем его ширина и глубина, продольная протяженность вариатора в его посадке положение в автомобиле ориентировано, по крайней мере, приблизительно по диагонали.
Таким образом, трансмиссионное устройство в соответствии с изобретением может быть установлено в конструктивном пространстве, имеющемся в транспортном средстве, в котором боковое пространство ограничено определенной конструкцией рамы, а верхнее и нижнее пространство ограничено надстройкой транспортного средства и/или желаемый дорожный просвет без необходимости изменения конструкции существующих систем автомобиля.
В предпочтительном усовершенствовании трансмиссионного устройства согласно изобретению вариатор расположен, по крайней мере, частично ниже уровня масла в масляном поддоне, чтобы обеспечить особенно простой демонтаж вариатора с нижней стороны автомобиль.
Во избежание потерь мощности из-за разбрызгивания масла на вращающиеся детали вариатора при работе трансмиссионного устройства согласно изобретению область вариатора ниже уровня масла ограждается от рабочей жидкости в масляном картере перегородкой. элементы.
Альтернативно, в предпочтительном варианте трансмиссионного устройства согласно изобретению вариатор расположен выше уровня масла в масляном поддоне, чтобы избежать потерь от разбрызгивания.
Другой вариант трансмиссионного устройства в соответствии с изобретением выполнен с вариатором, выполненным в виде гидростатического устройства, чтобы иметь возможность передавать как можно больше мощности с помощью трансмиссионного устройства, которое занимает мало конструктивного пространства, от ведущей машины транспортного средства через трансмиссионное устройство к приводному выходу транспортного средства.
Недорогая дальнейшая разработка передаточного устройства в соответствии с изобретением, отличающаяся простой конструкцией, разработана с гидростатическим устройством, содержащим по меньшей мере один постоянный узел.
В другом варианте осуществления трансмиссионного устройства в соответствии с изобретением, в котором гидростатическое устройство содержит, по меньшей мере, один регулируемый насосный агрегат и, по меньшей мере, один регулируемый двигательный агрегат, которые могут регулироваться независимо друг от друга, диапазоны передаточного отношения создаются с помощью вариатор, планетарный редуктор и механическая коробка передач, у которых передаточное число бесступенчатое, могут быть получены с большим разбросом.
В варианте осуществления трансмиссионного устройства в соответствии с изобретением, альтернативном вышеизложенному, гидростатическое устройство содержит по меньшей мере одно регулируемое насосное устройство и по меньшей мере одно моторное устройство, которые можно регулировать вместе. Таким образом, по сравнению с ранее упомянутым вариантом выполнения передаточного устройства согласно изобретению регулировка гидростатического устройства имеет простую конструкцию и может быть произведена с меньшими затратами.
В предпочтительном дальнейшем развитии трансмиссионного устройства в соответствии с изобретением простым способом и по отношению к планетарному редуктору и механическому трансмиссионному блоку вариатор может быть расположен в любом желаемом положении, поскольку в области первого вала, а в области второго вала вариатор соединен угловой передачей соответственно с валом планетарного редуктора. Кроме того, соединение вариатора с помощью угловых передач имеет то преимущество, что вариатор может быть активно соединен с планетарным редуктором и механической коробкой передач с меньшими зубчатыми колесами, чем если бы вариатор был соединен с помощью цилиндрической передачи.
В предпочтительном усовершенствовании трансмиссионного устройства в соответствии с изобретением вариатор в установленном положении расположен между ведущей машиной транспортного средства и планетарной передачей и блоком механической коробки передач. Проще говоря, это позволяет снять вариатор с автомобиля, вытянув его вперед, если доступ к картеру трансмиссии сбоку недоступен.
Кроме того, при наличии соответствующего доступа вариатор также может быть просто извлечен из-под автомобиля без дополнительного демонтажа компонентов автомобиля или опрокидывания кабины автомобиля.
В конструкциях трансмиссионного устройства, имеющих небольшое конструктивное установочное пространство в радиальном направлении, либо вариатор размещается между планетарной передачей и ручным трансмиссионным механизмом, либо механическая трансмиссия размещается между планетарным рядом и вариатором.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙДополнительные преимущества и выгодные дополнительные усовершенствования изобретения вытекают из формулы изобретения и примеров осуществления, принцип которых описан со ссылкой на чертеж; для ясности в описании примерных вариантов осуществления одни и те же индексы используются для структурно и функционально эквивалентных компонентов.
На чертежах показано:
РИС. 1: схема зубчатой передачи первого примерного варианта осуществления трансмиссионного устройства согласно изобретению;
РИС.
2: схематический трехмерный вид сбоку передающего устройства по фиг. 1;
РИС. 3: схема зубчатой передачи второго примерного варианта осуществления трансмиссионного устройства в соответствии с изобретением;
РИС. 4: компоновка зубчатой передачи третьего примера воплощения трансмиссионного устройства согласно изобретению; и
РИС. 5: Схема зубчатой передачи четвертого варианта осуществления трансмиссионного устройства в соответствии с изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ
РИС. 1 показана схема зубчатого зацепления трансмиссионного устройства 1 с бесступенчатой регулировкой передаточного числа, которое можно использовать, например, в сельскохозяйственных транспортных средствах. В этом случае трансмиссионное устройство 1 может создавать три диапазона передаточных чисел или диапазонов движения для движения вперед и один диапазон передаточных чисел для движения задним ходом, в пределах которых передаточное число трансмиссионного устройства 1 плавно регулируется.
Плавная регулировка передаточного числа трансмиссии обеспечивается приводом непрерывного действия 2 , состоящим из вариатора 3 и планетарного редуктора 4 . С помощью планетарного редуктора 4 плавная регулировка скорости вариатора 3 накладывается на скорость, регулируемую только в ограниченной степени, входного вала коробки передач 5 , соединенного с приводной машиной транспортное средство. В результате такого наложения в области планетарного редуктора 4 два вала 6 , 7 планетарного редуктора 4 с бесступенчатой регулировкой скорости, первый вал 6 выполнен в виде водила планетарного редуктора 4 и соединен с регулируемым насосным агрегатом 3 A вариатора 3 . Второй вал 7 представляет собой солнечную шестерню планетарного редуктора 4 , которая находится в активном соединении через прямозубую шестерню 9.
0005 8 с регулируемым моторным блоком 3 Б вариатора 3 . Насосный агрегат 3 A и моторный агрегат 3 B вариатора 3 , выполненные в виде гидростатического устройства, в каждом случае выполнены с наклонной осью и могут поворачиваться в области поворотной оси 11 посредством средство общего ярма 12 .
Непрерывный привод 2 соединен с механической коробкой передач 9 , конструкция которой зависит от мощности вариатора 3 а также на конструкцию планетарного редуктора 4 . Посредством узла механической коробки передач 9 мощность передается от узла непрерывного привода 2 к выходному валу коробки передач 10 . Кроме того, в области блока механической коробки передач 9 достигаются требуемые выходные скорости привода в различных диапазонах передаточных чисел.
Блок механической коробки передач 9 выполнен с четырьмя фрикционными переключающими элементами S 1 — S 4 , так что, когда задействован первый элемент переключения S 1 , в трансмиссионном устройстве 1 задействован диапазон движения для заднего хода. Элементы переключения с S 2 по S 4 предназначены для создания трех диапазонов движения для переднего хода.
Вторая солнечная шестерня 13 планетарного редуктора 4 соединена с первичным валом коробки передач 5 . Итак, валы вариатора 14 и 15 соответственно соединены с валами 6 , 7 планетарного редуктора 4 , которые не имеют прямого соединения с первичным валом коробки передач 5 . Кроме того, валы вариатора 14 и 15 расположены осепараллельно валам 6 , 7 планетарного редуктора 4 .
Вариатор 3 длиннее, чем его ширина и глубина, и в установленном положении, показанном на РИС. 2 расположен, по крайней мере, приблизительно по диагонали в раме 9 транспортного средства.0005 17 . Таким образом, доступное структурное пространство для установки, которое ограничено по бокам конструкцией рамы транспортного средства 17 , а также ограничено вверх в направлении вертикальной оси транспортного средства 16 и вниз конструкцией кузова транспортного средства и желаемый дорожный просвет, максимально используется для установки вариатора 3 и трансмиссии 1 .
Кроме того, вариатор 3 расположен перед планетарной передачей 4 и механической коробкой передач 9 , если смотреть в направлении движения автомобиля вперед, указанном стрелкой X на ФИГ. 2. Передаточное устройство 1 характеризуется, с одной стороны, ограниченной потребностью в конструкционном монтажном пространстве в радиальном направлении, а с другой стороны, большей осевой длиной.
Кроме того, благодаря своему расположению спереди в направлении Х движения вперед, вариатор 3 можно просто демонтировать, так что в зависимости от конструкции в каждом конкретном случае вариатор 3 можно снять вперед, или по отношению к верху автомобиля вниз, или по направлению вертикальной оси автомобиля 16 вверх из рамы автомобиля 17 , который, помимо других компонентов автомобиля, ограничивает имеющееся в автомобиле пространство для конструктивной установки трансмиссии 1 .
Если, как в данном случае, вариатор 3 расположен хотя бы частично ниже уровня масла 18 в трансмиссии 1 , вариатор 3 должен быть защищен соответствующими разделительными элементами от гидравлической жидкости, находящейся в масляном поддоне (не показан) трансмиссии. передающее устройство 1 , чтобы простым способом избежать так называемых потерь на разбрызгивание во время работы передающего устройства 1 и последующего ухудшения общего КПД передающего устройства 1 .
РИС. 3 показана схема зубчатого зацепления второго примерного варианта осуществления трансмиссионного устройства 1 , в котором два вала вариатора 14 и 15 соответственно соединены с валами так называемыми угловыми передачами 19 и 20 . 6 и 7 планетарного редуктора 4 , угловые передачи 19 , 20 в каждом случае образованы коническими зубчатыми колесами или коническими зубчатыми колесами, которые зацепляются друг с другом. Валы вариатора 14 и 15 расположены перпендикулярно валам 6 и 7 планетарного редуктора 4 . Простым образом соединение вариатора 3 с планетарным редуктором 4 через две угловые передачи 19 и 20 обеспечивает возможность размещения вариатора 3 в пространственных положениях, показанных на фиг.
. 4 и 5.
По сравнению с первым примерным вариантом осуществления, показанным на ФИГ. 1 и 2, в которых вариатор 3 соединяется с валами 6 , 7 планетарного редуктора 4 посредством цилиндрического зубчатого зацепления, второй пример выполнения передаточного устройства 1 занимает меньше места в осевом посадочном месте. Кроме того, для разборки вариатор 3 можно без особых усилий вытащить вбок из штекерного соединения и в сторону от конической передачи угловых передач 19 и 20 , без предварительного демонтажа других компонентов автомобиля. .
Однако, в зависимости от применения в каждом конкретном случае, возможно также подключение вариатора в схеме, показанной на РИС. 1 и 2 с помощью угловых приводов к планетарному редуктору.
Если недостаточно места для установки вариатора 3 в области входа коробки передач, вариатор 3 можно расположить, как показано на РИС.
4, пространственно между планетарным редуктором 4 и блоком механической коробки передач 9 с диагональной ориентацией или так, как показано на ФИГ. 5, пространственно позади блока механической коробки передач 9 , если смотреть в направлении движения X вперед, так что блок механической коробки передач 9 расположен между планетарным редуктором 4 и вариатором 3 и относительно Передняя ось автомобиля, трансмиссионное устройство 1 будет занимать несколько больше радиального места для установки в задней области.
В принципе, вместо вариатора в виде гидростатического устройства разветвленное трансмиссионное устройство также может быть выполнено с другими подходящими вариаторами, такими как вариатор ременного типа, вариатор с фрикционным колесом и т.п., чтобы способный изменять передаточное отношение трансмиссионного устройства непрерывно и в зависимости от условий эксплуатации в желаемой степени.