Бесступенчатая трансмиссия жесткая реверсивная

БЕССТУПЕНЧАТАЯ ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1998 года по МПК B60K17/08

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к бесступенчатой трансмиссии для автомашин, тракторов и других транспортных средств, и может быть использовано в различных установках, где требуется плавное изменение передаточного отношения.

Известна трансмиссия, содержащая корпус и расположенные в нем вариатор и редуктор (заявка Германии N 4104487, кл. B 60 K 17/06, 1991).

Известна также бесступенчатая трансмиссия транспортного средства, содержащая корпус и расположенные в нем вариатор и редуктор [1] (прототип).

Однако такие трансмиссии являются весьма громоздкими и имеют большой вес. Кроме того, эти конструкции, как правило, требуют наличия коробки перемены передач, а клиноременные вариаторы, используемые в вышеуказанных трансмиссиях, имеют ограниченный диапазон передаточных отношений.

Технической задачей изобретения является создание компактной трансмиссии с широким диапазоном передаточных отношений.

Поставленная задача решается тем, что бесступенчатая трансмиссия транспортного средства дополнительно снабжена преобразователем вращательного движения выходного вала двигателя в колебательное, связанным с входным валом вариатора и выходной вал которого соединен с преобразователем колебательного движения в реверсивное вращательное, представляющим собой ведущий вал, на котором посредством муфт свободного хода установлены одни конические шестерни, связанные между собой другими коническими шестернями и соединенными с ведомыми валами, связанными с выходным валом, соединенным через сцепную муфту с ведомым валом трансмиссии.

Трансмиссия также снабжена упругой муфтой, расположенной перед преобразователем вращательного движения выходного вала двигателя в колебательное или в связи последнего с вариатором.

Общими с прототипом существенными признаками в предлагаемой трансмиссии являются наличие корпуса и последовательно расположенные в нем и связанные между собой вариатор и реверсивный редуктор.

На чертеже изображена схема предлагаемой бесступенчатой трансмиссии.

Трансмиссия расположена в корпусе 1. Маховик 2 двигателя 3 соединен с механизмом преобразования вращательного движения выходного вала двигателя в колебательное, состоящим из кривошипа 4, связанного с маховиком 2, шатуна 5, установленного на кривошипе 4, и кулисы 6, соединенной с шатуном 5 с возможностью углового перемещения. Для уменьшения динамических нагрузок на элементы трансмиссии перед вариатором предусмотрена упругая муфта 7. В описываемом варианте упругая муфта расположена внутри маховика 2, но может быть установлена между преобразователем вращательного движения выходного вала двигателя в колебательное и вариатором. За счет упругих элементов при определенных условиях вариатор сам может выполнять функцию упругой муфты. Кулиса 6 жестко связана с ведущим валом 8 вариатора. Вариатор содержит подвижный 9, промежуточный 10, неподвижный 11 диски и стержни 12, имеющие подвижное соединение со свободой углового перемещения с указанными дисками. Промежуточный диск 10 установлен с возможностью перемещения между подвижным 9 и неподвижным 11 дисками. Выходной вал вариатора, связанный с промежуточным диском 10, является ведущим валом 13 преобразователя колебательного движения в реверсивное вращательное, снабженного ведомыми валами 14, 15, имеющими противоположные направления вращения, и выходным валом 16. Ведущий вал 13 и ведомые валы 14 и 15 связаны между собой коническими шестернями 17-20, находящимися в постоянном зацеплении друг с другом. Конические шестерни 17 и 18 установлены на ведущем валу 13 и соединены с ним посредством муфт 21 и 22 свободного хода соответственно, имеющих противоположные направления заклинивания. Коническая шестерня 19 соединена с ведомым валом 14, а коническая шестерня 20 — с ведомым валом 15. Расположенная на выходном валу 16 сцепная муфта 23, перемещаясь с помощью вилки 24, обеспечивает соединение выходного вала 16 с ведомым валом 14 или 15.

Бесступенчатая трансмиссия работает следующим образом.

Вращающий момент от двигателя 3 передается через маховик 2, упругую муфту 7 и кривошип 4 на шатун 5, который сообщает колебательное движение кулисе 6, которая в свою очередь передает это движение на ведущий вал 8 вариатора. При этом подвижный диск 9 поворачивается на определенный угол, вызывая угловое перемещение стержней 12 относительно неподвижного диска 11. При прижатии промежуточного диска 10 к подвижному диску 9 обеспечиваются максимальная амплитуда колебаний и наименьший крутящий момент. При перемещении промежуточного диска 10 к неподвижному диску 11 амплитуда колебаний уменьшается, а крутящий момент увеличивается. При прижатии промежуточного диска 10 к неподвижному диску 11 амплитуда колебаний практически становится равной нулю, в результате чего происходит отключение кинематической связи, исключающее необходимость применения муфты сцепления.

Таким образом, вариатор выполняет функцию коробки перемены передач и муфты сцепления. С вариатора колебательное движение передается на ведущий вал 13 преобразователя колебательного движения в реверсивное вращательное (выходной вал вариатора является ведущим валом преобразователя). При движении ведущего вала 13 (например, по часовой стрелке) коническая шестерня 17 и муфта 21 свободного хода передают это движение на конические шестерни 19 и 20, которые начинают вращаться в противоположных направлениях и вращать в тех же направлениях жестко связанные с ними ведомые валы 14 и 15. Коническая шестерня 18 движется в противоположном направлении, но муфта 22 свободного хода при движении ведущего вала 13 по часовой стрелке расцеплена.

При движении против часовой стрелки ведущего вала 13 муфта 21 свободного хода расцепляет коническую шестерню 17 с ведущим валом 13, а муфта 22 свободного хода обеспечивает сцепление ведущего вала 13 с конической шестерней 18, через которую движение передается на конические шестерни 19 и 20, вращая их и жестко связанные с ними ведомые валы 14 и 15 в том же направлении, что и шестерня 17.

Таким образом, конические шестерни 19 и 20 вращаются во взаимно противоположных направлениях вне зависимости от направления движения ведущего вала 13, обеспечивая постоянное взаимно противоположное движение ведомых валов 14 и 15.

Механизм реверсирования работает следующим образом.

При движении вилки 24 от оси вариатора происходит сцепление ведомого вала 14 с выходным валом 16, в результате чего он движется против часовой стрелки. При движении вилки 24 к оси вариатора происходят расцепление выходного вала 16 с ведомым валом 14 и сцепление ведомого вала 15 с выходным валом 16, который начинает двигаться по часовой стрелке. При установке вилки 24 в нейтральное положение (как показано на чертеже) происходит расцепление ведущего 13 и выходного 16 валов.

Похожие патенты RU2108926C1

  • Максимов М.Н.
  • Кондратьева Л.И.
  • Крушинская Н.М.
  • Скворцова Е.Н.
  • Максимов М.Н.
  • Крушинская Н.М.
  • Кондратьева Л.И.
  • Скворцова Е.Н.
  • Максимов М.Н.
  • Кондратьева Л.И.
  • Крушинская Н.М.
  • Скворцова Е.Н.
  • Максимов М.Н.
  • Кондратьева Л.И.
  • Крушинская Н.М.
  • Скворцова Е.Н.
  • Кропп Абрам Ефроимович
  • Блохин Александр Николаевич
  • Маньковский Василий Владимирович
  • Кошурина Алла Александровна
  • Гулиа Нурбей Владимирович
  • Лахтюхов Михаил Георгиевич
  • Иванов Василий Александрович
  • Лопотов Вячеслав Александрович
  • Смирнов Геннадий Владимирович
  • Комбаров Виктор Владимирович
  • Хатагов Александр Черменович
  • Хатагов Заурбек Александрович
  • Аджиманбетов Султанхан Багатович

Реферат патента 1998 года БЕССТУПЕНЧАТАЯ ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение может быть использовано в транспортном машиностроении, а именно в бесступенчатой трансмиссии на автомобилях, тракторах и других траснспортных средствах. Бесступенчатая трансмиссия содержит корпус и размещенные в нем вариатор и редуктор. Новым в трансмиссии является наличие механизма преобразователя вращательного движения выходного вала двигателя в колебательное, соединенного с вариатором колебательного движения, выполняющего функции коробки перемены передач и муфты сцепления. Перед вариатором установлена упругая муфта, уменьшающая динамические нагрузки на элементе трансмиссии. За счет упругих элементов вариатор сам может выполнять функцию упругой муфты при определенных условиях. Редуктор выполнен в виде преобразователя колебательного движения в реверсивное вращательное. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Читайте также  Какое масло лучше залить в трансмиссию нивы 21214

Формула изобретения RU 2 108 926 C1

1. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства, содержащая корпус и последовательно расположенные в нем и связанные между собой вариатор и реверсивный редуктор, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена преобразователем вращательного движения выходного вала двигателя в колебательное, связанным с входным валом вариатора, и выходной вал которого соединен с преобразователем колебательного движения в реверсивное вращательное, представляющим собой ведущий вал, на котором посредством муфт свободного хода установлены одни конические шестерни, связанные между собой другими коническими шестернями и соединенными с ведомыми валами, связанными с выходным валом, соединенным через сцепную муфту с ведомым валом трансмиссии. 2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена упругой муфтой, расположенной перед преобразователем вращательного движения выходного вала двигателя в колебательное или в связи последнего с вариатором.

Изобретатель, специалист в области автомобилестроения, не сомневается в работоспособности своего НОУ-ХАУ — автоматической коробки передач, с зубчатым вариатором. При проведении испытательных работ должны быть проведены мероприятия, чтобы довести работу узлов и механизмов до совершенства.

Стандартная автоматическая коробка передач используется на массовых автомобилях гораздо дольше, чем вариатор, оттого и имеется миф о ее большей надежности. Конструкция такой коробки передач немного может отличаться, в зависимости от производителя, но, в целом, устроена она следующим образом.

Крутящий момент от ДВС передается через гидротрансформатор. Работа проходит под давлением, то есть между агрегатами нет жесткого зацепления. Можно подумать, что из-за отсутствия жесткого зацепления и ломаться нечему, но это не так. В конструкции автоматической коробки передач присутствуют валы с планетарной передачей и стальные диски с фрикционами, при сжатии и разжимании которых происходит переключение передач, то есть подключение необходимых муфт. Еще два важных элемента в конструкции автомата — это гидроблок и насос высокого давления.

Причины по ломок коробки автомата. В процессе работы коробки передач масло в ней постепенно теряет свои свойства и в нем появляется много мусора. Это приводит к тому, что забиваются элементы коробки передач — фильтры, гидроблок, радиатор и так далее. В итоге, масляный фильтр не может работать нормально и создавать необходимое давление, что приводит к прокручиванию фрикционов на металлических дисках. Водитель ощущает эту проблему как толчки при переключении коробки передач, либо вовсе коробка перестает включать нужные передачи. Указанные выше проблемы в коробке передач могут привести к еще большим неприятностям, вплоть до физического повреждения планетарных шестерен и износа фрикционной накладки гидротрансформатора.

Ресурс у автомата. Водители, которые привыкли ездить на механике, часто говорят, что не переходят на автомат из-за их малого ресурса работы.

Общая конструкция коробки передач KRG не сложна. Текущая коробка передач KRG в основном предназначена для горизонтального двигателя . После выхода мощности из двигателя она напрямую подключается к сцеплению (KRG может быть оснащен

гидротрансформаром и сухое сцепление), входной вал и планетарная передача. Шестерни соединяются, а затем конус входного ролика — конусное кольцо — конус выходного ролика, а затем мощность выводится на дифференциал — полуось .

Что касается сцепления, то сухое сцепление, используемое KRG, управляется электроникой, как коробка передач AMT. Разница в том, что в механизме управления сцеплением не используется электрогидравлическая система управления (система управления, состоящая из электронных масляных насосов, гидравлических приводов и т. д.) Для управления включением и выключением сцепления, как в большинстве коробок передач AMT, используется управление двигателем. Муфта имеет более простую конструкцию и более высокую скорость срабатывания. Конечно, он также может использовать гидравлический преобразователь крутящего момента.

Другим практическим воплощением в мире вариаторов стала б есступенчатая трансмиссия Torotrak . Вот ссылка на видео: https://vimeo.com/channels/optical3d/41904036

Каждое из этих технических решений имеют свои достоинства и недостатки.

Но в одном они проигрывают предложенному НОУ-ХАУ — поскольку они все выполнены как вариаторы, без зубчатого зацепления. то имеют низкий КПД, так, как часть энергии тратится на трение.

Бесступенчатая трансмиссия

Бесступенчатая трансмиссия (англ. Continuously Variable Transmission, CVT ) — вид трансмиссии (передаточного устройства между двигателем и движителем (колёсами, гребным винтом и т. п.)), которая способна плавно изменять коэффициент передачи (отношение скоростей вращения и вращающих моментов двигателя и движителя) во всём рабочем диапазоне скоростей и тяговых усилий.

Бесступенчатые трансмиссии, как правило, классифицируются по типу передачи, обеспечивающей бесступенчатое изменение коэффициента передачи:

  • Электрическая передача — двигатель вращает генератор, электромоторы — колёса (автомобили Белаз, трактор ДЭТ-250, ЗИС-154).
  • Гидрообъёмная передача — двигатель вращает регулируемый гидронасос, поток масла по трубкам подаётся в гидромоторы, вращающие колёса (зерноуборочные комбайныДон-1500).
  • Гидродинамическая передача, или гидротрансформатор — устройство из расположенных соответственно колёс с лопатками, перебрасывающих масло между колёсами. Хорошо сочетается с характеристиками ДВС, автоматически изменяя передаточное число, однако увеличение момента незначительно (до 2,5) и требует дополнительной коробки перемены передач (применяется в большинстве автоматических коробок передач легковых автомобилей и автобусов).
  • Вариатор — механическая передача, основанная на передаче вращения (момента) трением через промежуточное тело (ремень, ролик, шарик), которое можно переводить в любую точку переменного радиуса ведущего и/или ведомого колёс, получая изменение передаточного отношения. Наибольшее распространение получил «клиноременной вариатор» (применяется в некоторых моделях современных легковых автомобилей, скутерах, а также в зерноуборочных комбайнах «Нива» для управления жаткой и молотилкой).
  • Комбинированная трансмиссия — основной момент передаётся через обычные механические передачи, а меньшая часть момента — бесступенчато, что позволяет до некоторой степени совместить достоинства разных типов передач.
  • Двухпоточная трансмиссия — трансмиссия в которой последовательно, с помощью дифференциалов, производится разделение силового потока на две части, затем их сложение. В силовой цепи, между двух дифференциалов, происходит обращение направления вращения одного из потоков. Также между дифференциалами установлен механизм изменяющий передаточное отношение.С точки зрения эксплуатационных характеристик двухпоточная трансмиссия наиболее близка к вариаторам, по причине отсутствия фиксированных передач и возможности гибкой настройки алгоритма работы.

В основе большинства современных автомобильных вариаторов — клиноременная передача. Левая боковина на ведущем шкиве и правая на ведомом подвижные. Зазор между боковинами в простейшем случае определяется центробежным регулятором, также могут применяться нагрузочные муфты. При повышении частоты вращения двигателя и ведущего вала боковины ведущего вала сдвигаются, тем самым посадочный диаметр шкива увеличивается, а коэффициент передачи — уменьшается.

Ременная передача целесообразна для мопедов и автомобилей особо малого класса; для более тяжёлых машин применяется цепная передача на том же конструктивном принципе.

Такая трансмиссия сама по себе не может ни стоять на месте, ни двигаться задним ходом — потому в большинстве автомобилей с вариаторами имеются гидротрансформатор и один планетарный ряд. Существует гибрид вариатора и робота — вариатор со сцеплением. В мопедах — автоматическое (центробежное) сцепление.

Вариатор не может работать с огромными крутящими моментами — на «низких передачах», используемых для резкого старта и форсирования препятствий [1] , ведущий шкив имеет минимальный размер, и весь крутящий момент передаётся через минимальную площадь ремня. Возможна прокрутка ремня, что очень вредно — царапается шкив, что ускоряет износ всего вариатора. На плохих дорогах бывает и такое: машина буксует на льду, добуксовывает до дороги и цепляется за неё, что тоже может привести к прокрутке. Этому есть несколько решений [1] :

  • Электроника ограничивает мощность мотора в рискованных режимах.
  • Планетарный ряд, расположенный после вариатора, преобразует скорость в силу и этим частично разгружает вариатор (линейка трансмиссий SubaruLineartronic).
  • Всю нагрузку берёт на себя стартовая передача, действующая в обход вариатора (ToyotaDirect-Shift CVT, появившаяся в 2018 — некоторые модели Toyota Corolla, Lexus UX200[2] ).
Читайте также  Жидкость для автоматических трансмиссий куда заливать

Применение

Вариатор в качестве трансмиссии на колёса применяется широко:

  • В автомобилях класса до малого: Nissan Jatco, Nissan Qashqai,, Juke. Toyota Rav4 K310 311 (DAF 600 и последующие до DAF 66, 1959—1975; Ford Fiesta, 1983—2002; Fiat Uno, 1983—89). Именно на них проявляются преимущества вариатора и не важны недостатки.
  • В мотороллерах.

Вариатор применяется редко:

  • В автомобилях классов до семейного (Toyota Corolla, Subaru Legacy), лёгкий и средний кроссовер (Subaru Forester). Существуют производители (в основном японские), специализирующиеся именно на вариаторных авто.

Вариатор не применяется:

  • В крупных и внедорожных автомобилях. Вариатор на такие нагрузки не способен.
  • В гоночных и спортивных автомобилях. Разработки по гоночным вариаторам, начавшиеся в конце 1980-х, были пресечены правилами гонок. Спорткар повторяет некоторые черты гоночного, и потому вариатора (даже механико-вариаторного гибрида на манер Toyota Direct-Shift CVT) иметь в принципе не может.

История вариаторных трансмиссий

Первая бесступенчатая трансмиссия была запатентована в 1886 году. С 1950-х годов бесступенчатые трансмиссии широко применялись для бортовых авиационных электрогенераторов, приводимых в действие вспомогательными двигателями.

Первая автомобильная бесступенчатая трансмиссия c резиновыми клиновыми ремнями была применена в малогабаритных голландских автомобилях DAF (DAF 600), а после продажи отделения DAF, выпускавшего пассажирские автомобили, патент унаследовала Volvo.

В 1987 году клиновые вариаторы с цепным приводом были запущены в массовое производство Ford и FIAT (Ford Fiesta, FIAT Uno). В то же время Subaru наладило производство своей CVT, которую поставляло и поставляет другим автопроизводителям.

В конце 1990-х годов вариаторы начали устанавливать и на машины среднего класса, взамен традиционных гидромеханических АКПП.

Toyota Direct-Shift CVT

Механико-вариаторный гибрид, призванный побороть главный недостаток вариатора — проблемы со стартом. Состоит из вариатора и стартовой зубчатой передачи, действующей в обход вариатора. Последняя работает в самых сложных для вариатора режимах — старте и вытаскивании из грязи.

e-CVT (планетарно-электрический «вариатор» гибридных автомобилей)

CVT, установленная на автомобиле Toyota Prius, разработчики назвали PSD (Power Split Device, устройство распределения мощности, «трёхходовая муфта»). Построено PSD на основе планетарной передачи, где с «солнцем» соединён генератор, «водило сателлитов» соединено с двигателем, а «коронная шестерня» — с электромотором и колёсами. Поскольку соотношение диаметров (числа зубьев) шестерён планетарной передачи постоянное, планетарная передача делит крутящий момент двигателя внутреннего сгорания в постоянном отношении. Однако мотор-генератор, соединённый с «солнцем» планетарной передачи, может быть больше или меньше нагружен электрическим током.

Управляет этим процессом контроллер гибридной системы автомобиля. Момент торможения и, соответственно, обороты генератора могут изменяться в широких пределах (от −6000 об/мин до +6000 об/мин), то есть генератор может работать и как электромотор. Поэтому скорость вращения колёс автомобиля изменяется плавно, бесступенчато. При этом мощность, получаемая генератором, не пропадает — в виде электрической энергии она поступает на «тяговый» электромотор и, объединяя усилия с моментом двигателя, приводит в движение автомобиль. Такой гибридный привод в целом называется гибридный синергетический привод.

Основные проблемы трансмиссии Honda CVT

Трансмиссия Хонда CVT фото

Автомобили Honda, выпущенные в 1999-2004 годах, обычно сталкиваются с проблемами трансмиссии. Такие модели автомобилей, как Accord, Civic и Odyssey, являются тому примером. Из-за неисправности вариатора (бесступенчатая трансмиссия) автомобиль может перестать нормально работать и передвигаться. Если вы обнаружите, что автомобиль дергается при ускорении, это признак проблем с трансмиссией.

Проблемы Honda, связанные с бесступенчатой ​​трансмиссией

Коробка передач CVT — по другому вариатор или бесступенчатая трансмиссия. Буквы CVT образовываются от английского словосочетания Continuously Variable Transmission, что переводится, как непрерывно изменяющая передачи. Cистема улучшенного ускорения и экономии топлива, но многие люди все еще сомневаются в ее эффективности.

Вот список некоторых проблем трансмиссии Honda CVT:

1. Раздражающий шум

Раздражающий шум от вариатора у Хонды фото

Автомобили с этой системой создают шум во время начального ускорения. Этот шум возникает из-за того, что вариатор пытается отрегулировать частоту вращения двигателя. Такие шумы могут вызывать раздражение, особенно когда шум сравнивается со звуком проскальзывания сцепления, исходящим от механической коробки передач. Так что, если вы привыкли управлять автомобилем с автоматической коробкой передач, у вас могут возникнуть небольшие проблемы!

2. Динамическая езда противопоказана

Автомобили с бесступенчатой ​​трансмиссией должны обеспечивать плавный переход при максимальной мощности. Однако при начальном ускорении возникает проблема с резкими движениями.

Кроме того, люди также жалуются на дребезжащие звуки на медленной скорости. Также были замечены некоторые проблемы при резких движениях в пусковой системе двигателя. Также если резко увеличился расход топлива, это явный признак проблемы с трансмиссией.

3. Высокая стоимость авто и дорогостоящий ремонт

Водители, которые ранее водили автомобили с механической или автоматической коробкой передач, обычно сразу сталкиваются с трудностями когда пересаживаются на автомобиль с вариатором. Для них покупка и содержание автомобиля с вариатором — получится дороже по сравнению с покупкой авто с другими системами трансмиссии.

4. Нет реакции при переключении передачи

Автомобили с системой CVT не дают ощущения каких-либо переключений передач, как автомобиль с автоматической коробкой передач. Другими словами, вы не чувствуете изменения частоты вращения двигателя при переключении передач.

Такая проблема актуальна и для автоматической коробки переключения передач. Проявляется при смене режимов ПАРК и ДРАЙВ. Переход должен происходить быстро и без задержек, если ваш автомобиль начинает задумываться перед переходом, поздравляем, коробка передач вышла из строя.

Трансмиссия CVT ХОНДА фото

Что является причиной проблем с трансмиссией Honda CVT?

CVT — это система автоматической трансмиссии автомобиля, использующая ремень и шкив для неограниченного диапазона передаточного числа. Это та часть автомобиля, которая превращает вращение двигателя в крутящий момент, позволяя авто двигаться с разной скоростью.

Однако, если после включения двигателя, автомобиль все равно не переключится на передачу; в результате неисправен гидротрансформатор. В большинстве автомобилей Honda преобразователь крутящего момента выходит из строя из-за протекающей трансмиссионной жидкости.

Проблемы с трансмиссией Honda CVT влекут за собой довольно сложный и дорогой ремонт. Итак, на начальном этапе лучше следовать нескольким советам по обслуживанию автомобиля. Регулярная проверка на предмет утечек трансмиссионной жидкости. А для решения более сложных задач немедленная доставка автомобиля на станцию ​​технического обслуживания.

ПОМНИТЕ: Вы всегда можете обратиться в наш автосервис, где Вашему автомобилю с радостью окажут профессиональную техническую помощь. Также Вы можете записаться к нам на плановый технический осмотр! Ознакомитесь пожалуйста с нашими услугами по ремонту и диагностике автомобиля.

Бесступенчатая трансмиссия

Бесступенчатая трансмиссия (англ.  Continuously Variable Transmission, CVT ) — вид трансмиссии (передаточного устройства между двигателем и движителем (колёсами, гребным винтом и т. п.)), которая способна плавно изменять коэффициент передачи (отношение скоростей вращения и вращающих моментов двигателя и движителя) во всём рабочем диапазоне скоростей и тяговых усилий.

Содержание

Типы бесступенчатых трансмиссий [ | ]

Бесступенчатые трансмиссии, как правило, классифицируются по типу передачи, обеспечивающей бесступенчатое изменение коэффициента передачи:

  • Электрическая передача — двигатель вращает генератор, электромоторы — колёса (автомобили Белаз, трактор ДЭТ-250, ЗИС-154).
  • Гидрообъёмная передача — двигатель вращает регулируемый гидронасос, поток масла по трубкам подаётся в гидромоторы, вращающие колёса (зерноуборочные комбайныДон-1500).
  • Гидродинамическая передача, или гидротрансформатор — устройство из расположенных соответственно колёс с лопатками, перебрасывающих масло между колёсами. Хорошо сочетается с характеристиками ДВС, автоматически изменяя передаточное число, однако увеличение момента незначительно (до 2,5) и требует дополнительной коробки перемены передач (применяется в большинстве автоматических коробок передач легковых автомобилей и автобусов).
  • Вариатор — механическая передача, основанная на передаче вращения (момента) трением через промежуточное тело (ремень, ролик, шарик), которое можно переводить в любую точку переменного радиуса ведущего и/или ведомого колёс, получая изменение передаточного отношения. Наибольшее распространение получил «клиноременной вариатор» (применяется в некоторых моделях современных легковых автомобилей, скутерах, а также в зерноуборочных комбайнах «Нива» для управления жаткой и молотилкой).
  • Комбинированная трансмиссия — основной момент передаётся через обычные механические передачи, а меньшая часть момента — бесступенчато, что позволяет до некоторой степени совместить достоинства разных типов передач.
  • Двухпоточная трансмиссия — трансмиссия в которой последовательно, с помощью дифференциалов, производится разделение силового потока на две части, затем их сложение. В силовой цепи, между двух дифференциалов, происходит обращение направления вращения одного из потоков. Также между дифференциалами установлен механизм изменяющий передаточное отношение.С точки зрения эксплуатационных характеристик двухпоточная трансмиссия наиболее близка к вариаторам, по причине отсутствия фиксированных передач и возможности гибкой настройки алгоритма работы.
Читайте также  Трансмиссия datsun on do

Вариаторная трансмиссия [ | ]

В основе большинства современных автомобильных вариаторов — клиноременная передача. Левая боковина на ведущем шкиве и правая на ведомом подвижные. Зазор между боковинами в простейшем случае определяется центробежным регулятором, также могут применяться нагрузочные муфты. При повышении частоты вращения двигателя и ведущего вала боковины ведущего вала сдвигаются, тем самым посадочный диаметр шкива увеличивается, а коэффициент передачи — уменьшается.

Ременная передача целесообразна для мопедов и автомобилей особо малого класса; для более тяжёлых машин применяется цепная передача на том же конструктивном принципе.

Такая трансмиссия сама по себе не может ни стоять на месте, ни двигаться задним ходом — потому в большинстве автомобилей с вариаторами имеются гидротрансформатор и один планетарный ряд. Существует гибрид вариатора и робота — вариатор со сцеплением. В мопедах — автоматическое (центробежное) сцепление.

Вариатор не может работать с огромными крутящими моментами — на «низких передачах», используемых для резкого старта и форсирования препятствий [1] , ведущий шкив имеет минимальный размер, и весь крутящий момент передаётся через минимальную площадь ремня. Возможна прокрутка ремня, что очень вредно — царапается шкив, что ускоряет износ всего вариатора. На плохих дорогах бывает и такое: машина буксует на льду, добуксовывает до дороги и цепляется за неё, что тоже может привести к прокрутке. Этому есть несколько решений [1] :

  • Электроника ограничивает мощность мотора в рискованных режимах.
  • Планетарный ряд, расположенный после вариатора, преобразует скорость в силу и этим частично разгружает вариатор (линейка трансмиссий SubaruLineartronic).
  • Всю нагрузку берёт на себя стартовая передача, действующая в обход вариатора (ToyotaDirect-Shift CVT, появившаяся в 2018 — некоторые модели Toyota Corolla, Lexus UX200[2] ).

Применение [ | ]

Вариатор в качестве трансмиссии на колёса применяется широко:

  • В автомобилях класса до малого: Nissan Jatco, Nissan Qashqai,, Juke. Toyota Rav4 K310 311 (DAF 600 и последующие до DAF 66, 1959—1975; Ford Fiesta, 1983—2002; Fiat Uno, 1983—89). Именно на них проявляются преимущества вариатора и не важны недостатки.
  • В мотороллерах.

Вариатор применяется редко:

  • В автомобилях классов до семейного (Toyota Corolla, Subaru Legacy), лёгкий и средний кроссовер (Subaru Forester). Существуют производители (в основном японские), специализирующиеся именно на вариаторных авто.

Вариатор не применяется:

  • В крупных и внедорожных автомобилях. Вариатор на такие нагрузки не способен.
  • В гоночных и спортивных автомобилях. Разработки по гоночным вариаторам, начавшиеся в конце 1980-х, были пресечены правилами гонок. Спорткар повторяет некоторые черты гоночного, и потому вариатора (даже механико-вариаторного гибрида на манер Toyota Direct-Shift CVT) иметь в принципе не может.

История вариаторных трансмиссий [ | ]

Первая бесступенчатая трансмиссия была запатентована в 1886 году. С 1950-х годов бесступенчатые трансмиссии широко применялись для бортовых авиационных электрогенераторов, приводимых в действие вспомогательными двигателями.

Первая автомобильная бесступенчатая трансмиссия c резиновыми клиновыми ремнями была применена в малогабаритных голландских автомобилях DAF (DAF 600), а после продажи отделения DAF, выпускавшего пассажирские автомобили, патент унаследовала Volvo.

В 1987 году клиновые вариаторы с цепным приводом были запущены в массовое производство Ford и FIAT (Ford Fiesta, FIAT Uno). В то же время Subaru наладило производство своей CVT, которую поставляло и поставляет другим автопроизводителям.

В конце 1990-х годов вариаторы начали устанавливать и на машины среднего класса, взамен традиционных гидромеханических АКПП.

Комбинированная трансмиссия [ | ]

Toyota Direct-Shift CVT [ | ]

Механико-вариаторный гибрид, призванный побороть главный недостаток вариатора — проблемы со стартом. Состоит из вариатора и стартовой зубчатой передачи, действующей в обход вариатора. Последняя работает в самых сложных для вариатора режимах — старте и вытаскивании из грязи.

e-CVT (планетарно-электрический «вариатор» гибридных автомобилей) [ | ]

CVT, установленная на автомобиле Toyota Prius, разработчики назвали PSD (Power Split Device, устройство распределения мощности, «трёхходовая муфта»). Построено PSD на основе планетарной передачи, где с «солнцем» соединён генератор, «водило сателлитов» соединено с двигателем, а «коронная шестерня» — с электромотором и колёсами. Поскольку соотношение диаметров (числа зубьев) шестерён планетарной передачи постоянное, планетарная передача делит крутящий момент двигателя внутреннего сгорания в постоянном отношении. Однако мотор-генератор, соединённый с «солнцем» планетарной передачи, может быть больше или меньше нагружен электрическим током.

Управляет этим процессом контроллер гибридной системы автомобиля. Момент торможения и, соответственно, обороты генератора могут изменяться в широких пределах (от −6000 об/мин до +6000 об/мин), то есть генератор может работать и как электромотор. Поэтому скорость вращения колёс автомобиля изменяется плавно, бесступенчато. При этом мощность, получаемая генератором, не пропадает — в виде электрической энергии она поступает на «тяговый» электромотор и, объединяя усилия с моментом двигателя, приводит в движение автомобиль. Такой гибридный привод в целом называется гибридный синергетический привод.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: