В статье описаны устройство и принцип
работы вариатора и центробежного сцепления.
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. Он состоит из
ведущего шкива, ведомого и клиновидного ремня и работает только в
зависимости от количества оборотов двигателя, не реагируя на нагрузки
(например при подъеме в гору, нагрузка на заднее колесо увеличивается, а
передаточное число остается неизменным), что является одним из его
недостатков. Начнем с самого
простого. Почему клиновидный ремень? Из рисунка 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. Чем больше обороты двигателя - тем больше
сжимается ведущий шкив и разжимается ведомый, тем самым меняя
передаточное число от коленвала к заднему колесу. Этот процесс хорошо
виден на этих рисунках: 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: 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).
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. Благодаря
пружине 3 клиновидный ремень всегда натянут, и натяжение его
пропорционально увеличивается с увеличением оборотов. Это в свою очередь
позволяет не проскальзывать ремню на более высоких оборотах, на которых
нагрузка больше чем на более низких.
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.
Что такое
центробежное автоматическое сцепление? Это механическое устройство,
которое автоматически, при определенных оборотах двигателя, с помощью
центробежных сил соединяет вторичный вал вариатора с редуктором. Оно
используется для плавного троганья мотороллера с места без каких либо
ручек и педалей. Такое сцепление установлено в основном на всех типах
мотороллеров, где установлен клиноременный вариатор.
Рассмотрим
принцип работы автоматического центробежного сцепления с помощью
рисунка:
Вторичный вал
клиноременного вариатора 2 (далее просто вал вариатора) установлен на
первичном валу редуктора 4 (далее просто вал редуктора) на подшипниках
8, и благодаря этому два вала вращаются независимо друг от друга в тот
момент когда мотороллер не заведен или работает на холостых оборотах. На валу вариатора
установлена пластина 2 к которой крепятся колодки 3 (с помощью втулок
7) с приклеенными к ним асбестовыми накладками 5. Колодки прижимаются
под действием пружин 6 в направлении к центру вала вариатора. При
определенных оборотах двигателя, под воздействием центробежных сил,
пружины разжимаются и колодки 3 начинают двигаться в направлении,
указанном стрелками с буквой С. При этом накладки 5 плавно прижимаются к
диску 1, который жестко прикручен к валу редуктора 4, вал редуктора
соединяется с валом вариатора и они начинают вращаться синхронно.
Как же получается
так, что мотороллер плавно трогается с места? Очень просто. На оборотах
двигателя, при которых мотороллер только начинает трогаться с места,
сила С показанная стрелками на рисунке еще не велика, поэтому колодки
проскальзывают (трутся) по диску 1, и он начинает вращаться, но еще с
меньшей скоростью чем вал вариатора. С увеличением оборотов, когда эта
сила возрастает, проскальзывание плавно уменьшается и наступает момент,
когда колодки 3 с накладками 5 прижимаются так сильно, что сцепляются
жестко и обороты вторичного вала вариатора 2 беспрепятственно передаются
редуктору 4 и становятся равными.
Дальше вступает в
работу редуктор, но об этом уже другая статья...
Удачи!
|