Вариатор с жестким ремнем

В обычной ременной передаче мягкий резино-тканевый ремень 3 (рис. 4.4, а) за счет трения о стенки ведущего шкива 2 тянет ведомый шкив /.

В 1958 г. был выдан патент на жесткий ремень толкающего типа. Новый вид ремня работает в обратную сторону — толкает ведомый шкив. Новый ремень 4 (рис. 4.4, д) составлен из нескольких десятков тысяч стальных пластинок 5 (типа лезвий опасных бритв), т.е. является жестким. Когда ведущая ветвь упирается в стенки ведомого шкива, эти пластины собираются в один жесткий стержень, который толкает ведомый шкив, за счет чего создается передача крутящего момента. Сила трения возникает при взаимодействии бортов стальных пластин о стенки шкива. Пластины, собранные в жесткий пакет, не боятся больших значений сил сжатия от боковых стенок шкива. Такой ремень не растягивается, имеет меньшее проскальзывание, КПД такой передачи достигает 94...96%.

Раздвигая и сдвигая стенки шкивов (рис. 4.4, б, в), можно менять передаточное число передачи, т.е. в определенном диапазоне такая передача работает как бесступенчатая (вариатор). Но эта передача не обладает автоматичностью. Управлением сжатием и разжатием стенок ведущего шкива должна заниматься специальная автоматика. Чаще всего применяется гидропривод с управлением электроникой.

Вариаторы

Рис. 4.4. Вариаторы:

а — схема работы с обычным ремнем; б, в — поперечные сечения ведомого и ведущего шкивов; г— поперечное сечение жесткого ремня; д — схема работы с жестким ремнем;

  • 1,2 — ведомый и ведущий шкивы; 3 — мягкий ремень; 4 — жесткий ремень;
  • 5 — сжатые пластины

Такая система с жестким ремнем применялась даже в приводе автомобилей «Формулы 1». Фирма «Хонда» серийно выпускает такие автомобили, где жесткоременный вариатор сочетается с 4—5-ступен- чатой механической коробкой передач на базе зубчатых колес (шестерен); таким образом получаем ступенчато-бесступенчатую передачу (трансмиссию).

Способы переключения передач в ступенчатой шестеренной трансмиссии

Процесс переключения этих дополнительных передач остается проблемой. Внутри рабочего диапазона ГТ изменение крутящего момента происходит автоматически, а введение шестеренных передач нарушает эту автоматичность. Поэтому процесс переключения передач требует особого подхода. Рассмотрим процесс изменения моментов на валах трансмиссии при переключении передачи в обычной КП (рис. 4.5).

Допустим, что на валах трансмиссии был момент М{. При выжимании муфты сцепления (время ij) момент на ведущем валу резко падает (сплошная линия). Пока водитель выведет рычаг КП в нейтраль, найдет и включит следующую передачу, пройдет время, и в момент времени т2 водитель отпускает педаль сцепления. Таким образом, валы трансмиссии, а следовательно, и ведущие колеса машины на время т, ...т2 остаются без подвода энергии. За это время автомобиль теряет скорость, а трактор вообще останавливается, так как сзади плуг будет действовать как якорь, и разгоняться нужно опять с места. На разгон требуется определенная мощность (затемненная площадь на рис. 4.5), а это означает, что в дальнейшем процессе основной работы двигатель на эту величину мощности будет недогружен. Такой процесс переключения передач носит термин «разгон с разрывом потока мощности».

Схема передач с разрывом (сплошные линии) и без разрыва потока мощности

Рис. 4.5. Схема передач с разрывом (сплошные линии) и без разрыва потока мощности

(пунктир)

Чтобы машина не успевала остановиться или сбавить скорость, применяют способ переключения «без разрыва потока мощности», или переключение передач на ходу под нагрузкой. Для этого при переключении надо задержать падение момента на выключаемой передаче (на рис. 4.5 — пунктиром) и тут же включить новую передачу. В этом случае машина может не почувствовать разрыва мощности, динамические нагрузки будут минимальны, последующая загрузка двигателя будет максимальной.

Рассмотрим, какие способы переключения передач дают возможность выполнить эти варианты. Долгие годы применялся способ переключения «скользящими шестернями». На первичном валу 1 (рис. 4.6) установлена на шлицах шестерня 2. Перемещая ее, можно ввести ее в зацепление с зубчатым колесом 3. Это обеспечит передачу крутящего момента с первичного на вторичный вал 10. Для выключения передачи нужно вывести ее из зацепления. Это первый способ.

Способы переключения зубчатых передач

Рис. 4.6. Способы переключения зубчатых передач

Второй способ — переключение «зубчатыми муфтами». Шестерня 4 свободно посажена на первичный вал. Ихсоединение можно обеспечить зубчатой муфтой 6, у которой не эвольвентные, а прямоугольные зубцы. Они дешевле, радиус их расположения меньше, следовательно, меньше линейная скорость, меньше сила удара при переключении.

При перемещении муфты вправо передачи момента не происходит, хотя шестерня и зубчатое колесо 5 выполнены с постоянным зацеплением. Оба этих способа обязательно приводят к разрыву потока мощности.

Получить переключение без разрыва потока мощности можно с помощью фрикционной муфты. Шестерни 7и 9— постоянного зацепления. С первичным валом соединен корпус многодисковой муфты сцепления 8. Включая ее (сжимая диски), получаем передачу, разжимая диски — выключаем передачу. Чаще всего диски муфты сжимаются подачей масла к поршню муфты. Примененяя гидравлику для управления муфтой, можно изменять закон ее включения и добиться выполнения вышепоставленной задачи.

Схема действия гидросистемы управления двумя муфтами показана на рис. 4.7. В положении I золотник 2 управления направляет масло от насоса 1 в первую муфту А/ф[. Одновременно к ней подключен аккумулятор Лкк. Полость муфты Л/ф2 соединена со сливом. При перемещении золотника в положение II муфта А/ф1 соединяется со сливом, а масло от насоса направляется во вторую муфту А/ф2. Слив масла из первой муфты (рис. 4.7, II) сдерживают аккумулятор и дроссель 4. В это время (Xj...t2) во второй муфте происходит заполнение полости под поршнем. После заполнения во время т2 давление в правой магистрали резко повышается и становится больше, чем давление в левой магистрали. Этот перепад давления перемещает перебросной клапан 3 влево, чем отключает аккумулятор от муфты Л/ф1 и подключает его к правой муфте Л/ф2. В результате этого давление в левой муфте резко падает, а в правой из-за подключенного аккумулятора — нарастает плавно, исключая резкие динамические нагрузки на валах трансмиссии. Время (т2...т3), когда одновременно включены обе муфты, находится опытным путем и составляет 0,1 ...0,15 с.

Подобные системы управления переключением передач применяются во многих АКП. Задача электроники — в нужные моменты перемещать золотник управления, что снижает потребляемую электрическую мощность.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >