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! |