Трансмиссия скутеретт / скутербайков / скутеров / мопедов

8. Трансмиссия

Когда-то, в качестве трансмиссий скутеров, называвшихся еще мотороллерами, преобладали механические коробки передач (от двух — до четырех ступеней). Они переключались поворотной левой рукояткой руля или по-мотоциклетному - рычагом под левой ногой.

Главное отличие современного скутера от своих предшественников и мотоциклов — это отсутствие механической коробки передач. Ее функцию выполняет автоматическая трансмиссия — клиноременный вариатор.

Изменение передаточного числа происходит путем взаимного сближения подвижных половинок одного шкива вариатора и удаления половинок другого шкива. Половинки шкива, закрепленного на коленчатом валу, сдвигаются под действием роликов-грузов, перемещающихся в пазах шкива, и при разгоне скутера ремень постепенно переходит на его больший радиус. Соответственно увеличивается скорость ведомого шкива, включается центробежное сцепление и крутящий момент передается через редуктор главной передачи на заднее колесо скутера.

При увеличении сопротивления движению обороты двигателя падают, ведущий шкив раздвигается, и передаточное число трансмиссии увеличивается, позволяя скутеру двигаться, например, в гору или по песку.

На самых простых и дешевых 50-кубовых (и менее) аппаратах нет вариатора, имеется только центробежное сцепление и передача на колесо.

Устройство и принцип действия

Для передачи мощности от коленвала к заднему колесу служит трансмиссия, состоящая из вариатора и сцепления,

1. корпус редуктора
2. первичный вал
3. промежуточный вал
4. вторичный вал, являющийся осью колеса
5. колесо.

Рис. 1

Рис. 2

Рассмотрим работу трансмиссии подробнее, начнем с вариатора. Его назначение – изменять передаточное число от двигателя к колесу, аналогично автоматической коробке передач автомобиля, только плавно. Он состоит из ведущего шкива, ведомого и клиновидного ремня.

Работает в зависимости от количества оборотов двигателя.

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 рисунках 3-6. На этих рисунках показаны также положения клиновидного ремня в разрезе на ведущем шкиве (слева) и ведомом (справа) при разных режимах работы двигателя.

Рис. 3: Двигатель не запущен

Рис. 4: Малые обороты двигателя

Рис. 5: Средние обороты двигателя

Рис. 6: Максимальные обороты двигателя

Устройство ведущего шкива вариатора показано на рисунке 7.

Рис. 7

Неподвижная щека 1 шкива, жестко прикрученная к цапфе (хвостику) коленчатого вала 5 гайкой 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 пластину 9, относительно коленвала она неподвижна. 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 8).

Рис. 8

От ведущего шкива он отличается тем, что у него нет роликов, вместо них пружина (смотрите справа, на рисунке 8). 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.

Дальше вступает в работу автоматическое сцепление, которое находится в сборе с ведомым шкивом. Это механическое устройство, которое автоматически, при определенных оборотах двигателя, с помощью центробежных сил соединяет вторичный вал вариатора с редуктором. Оно используется для плавного трогания скутера с места, без каких либо ручек и педалей.

Рассмотрим принцип работы автоматического центробежного сцепления с помощью рисунка, 9.

Рис. 9

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.

Трогание с места происходит так. На оборотах двигателя, при которых скутер 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.

Типы трансмиссий скутеров

а - с механической коробкой передач;

б - с клиноременным вариатором;

в - только с центробежным сцеплением;

1. коленчатый вал;
2. сцепление (обычное или центробежное);
3. моторная передача;
4. клиноременной вариатор;
5. шкив;
6. пружина;
7. задний редуктор;
8. механическая коробка передач;
9. главная (цепная) передача;
10. колесо

Задний редуктор главной передачи применяется на скутерах с клиноременным вариатором или цепной передачей и служит для увеличения передаточного отношения трансмиссии.

Необходимость включения его в конструкцию обусловлена тем, что скорость вращения коленчатого вала двигателя несоизмеримо велика по отношению к скорости вращения колеса, и, хотя вариатор или цепная передача и способны понижать частоту вращения, но этого все равно недостаточно. В конструкции мотоциклов, в отличие от скутеров, помимо КП и главной передачи, имеется еще и моторная передача, которая в несколько раз увеличивает передаточное отношение трансмиссии.

В конструкции скутеров это техническое решение неприменимо, потому что ведущий шкив вариатора жестко закреплен на цапфе коленчатого вала и имеет ту же частоту вращения.

Редуктор главной передачи представляет собой две пары шестерен, малые - ведущие и большие — ведомые, размеры которых подобраны так, что передаточное отношение, уже измененное вариатором или цепной передачей, окончательно приобретает то значение, при котором скорости вращения коленчатого вала и колеса согласуются.