Новый адаптивный фрикционный вариатор для бесступенчатой трансмиссии автомобиля
В настоящее время перспективность использования вариаторов для бесступенчатой автоматической трансмиссии автомобиля не вызывает сомнений. Особенно большой экономический и экологический эффект ожидается от применения гибридных силовых агрегатов, где двигатель работает только на оптимальном режиме, а выработанная энергия, запасаемая в накопителе, расходуется на движение автомобиля. Наиболее подходящие к использованию на автомобиле накопители механической энергии – супермаховики, требуют именно механической бесступенчатой трансмиссии, то есть вариаторов. Вариаторный привод эффективен и тогда, когда источником первичной энергии на автомобиле являются аккумуляторы или топливные элементы.
Существующие трансмиссии автомобилей на основе фрикционных вариаторов автоматические, но эта автоматичность осуществляется при помощи соответствующих датчиков, электронных блоков управления и сервоприводов изменения передаточного отношения с соответствующими электро- или гидродвигателями и редукторами. Напомним, что большинство вариаторов для автомобильных трансмиссий имеют даже механизм нажима фрикционных тел, снабженный сервоприводом. В результате сервосистемы вариаторного привода автомобилей по объему, массе и стоимости соизмеримы с его силовой частью.
Отличительной особенностью нового вариатора, делающей трансмиссию с таким вариатором автоматической, является его адаптивность к нагрузке, причем регулируемая. Адаптивность является «врожденным» или органически присущим свойством конструкции нового вариатора, как это имеет место, например, в гидротрансформаторах, где при увеличении нагрузки (момента сопротивления) на выходном валу, частота вращения этого вала снижается. Но в каждом конкретном случае эта «мягкая» характеристика зависимости момента от частоты вращения определенная и конкретная. В новом же вариаторе «мягкость» по желанию оператора может изменяться. Используя пример с гидротрансформатором можно отметить, что имеются уникальные конструкции гидротрансформаторов с переменным объемом рабочей жидкости («заливные»). При малом объеме рабочей жидкости такой гидротрансформатор резко снижает частоту вращения турбинного колеса (выходного вала) при увеличении нагрузки на него; при заполнении полости жидкостью рабочая характеристика гидротрансформатора становится все более жесткой, достигая максимума при полном заполнении. При этом частота вращения входного вала (насосного колеса) подразумевается конкретной постоянной.
Вот такую характеристику «переменной жесткости» имеет новый вариатор с регулируемой адаптивностью. С той разницей, конечно, что диапазон варьирования передаточного отношения здесь не менее восьми, а КПД всей бесступенчатой коробки передач с таким вариатором от примерно 0,8 при трогании с места до 0,95 .0,96 при наиболее нужном для автомобиля минимальном передаточном отношении, что значительно больше, чем у коробки передач с гидротрансформатором (ГМП). Коробка передач с новым вариатором, кроме того, значительно меньше существующих ГМП и легче их, не требует переключения ступеней, да и не содержит их вообще; момент при движении вперед не проходит никаких зубчатых передач, что существенно улучшает акустические показатели такой коробки передач.
Такие свойства нового вариатора достигаются особенностями его конструкции, отраженными в патентах России №2140028 от 26.05.98 г. «Многодисковый планетарный вариатор» и №2138710 от 16.06.98 г. «Автоматическая бесступенчатая передача» и заявке на международный патент РСТ/RU99/00162 (автор – Н.В. Гулиа).
Принципиальная схема автоматической бесступенчатой коробки передач автомобиля на основе нового адаптивного вариатора представлена на рис. 1. На этой схеме вариатор включает всего два ряда центральных фрикционных дисков – внешних 10 и внутренних 5 с зажатыми между ними сателлитами 7 при помощи тарельчатых (или просто плоских дисковых) пружин 4 и 9, соответственно. Однако по схеме понятно, что этих рядов может быть сколь угодно много, сколько выдержат по прочностным и жесткостным показателям оси сателлитов 11, и их подшипники 6. Не исключаются и промежуточные поддерживающие опоры на осях 11, преимущественно при числе рядов выше четырех. Число сателлитов в одном ряде преимущественно шесть, хотя для мощных устройств с малым диапазоном варьирования их может быть до 12. Подшипники 6 осей 11 находятся на одном конце поворотных рычагов 21, на других концах которых размещены противовесы 12, одна группа которых снабжена роликами 13, находящимися в фасонных прорезях 22 диска 14, связанного с выходным валом 19.
Немного больше о технологиях >>>
Экспериментальное исследование нелинейных эффектов в динамической магнитной системе
Цель
нашей работы заключалась в экспериментальном исследовании физических эффектов,
возникающих в системе с вращающимися постоянными магнитами [1] и изучении
сопутствующих эффектов. Построенную нами экспериментальную установку будем
далее по тексту называть конвертором. Вся лаб ...
Механика. Античность и эллинский период
Исторический экскурс в прошлое физики, вне
всякого сомнения, позволяет лучше понять логику формирования и развития этой
науки, приведшую к современному ее состоянию. Нам представляется, что понимание
причины возникновения физики, ее изначальных целей, знакомство с этапами ее
ра ...
