Редукторы-вариаторы. Вариаторный двигатель
Мотор вариатор
Вам может быть интересны также другие типы вариаторов:
Вариаторы, сопряженные с асинхронными электрическими двигателями общепромышленного назначения называются мотор-вариаторами. Они могут взаимодействовать с различными типами двигателей. В качестве дополнительной опции обычно устанавливается система редукторов, увеличивающая гибкость всей системы, червячная или цилиндрическая передача.
При помощи связки мотора, редуктора и вариатора можно добиться значительных крутящих моментов.
Принципиальная схема устройства
Рассмотрим её на одной из моделей:
Пара солнечных колец (1 и 2) объединена в единый узел с пружинами тарельчатой формы (3). Солнце надевается на входной вал. На корпусе вариатора надежно зафиксированы в неподвижном состоянии два наружных колеса (5 и 6). В планетарном механизме установлен диск (7), который вращается вокруг своей оси, а также он совершает вращательно-поступательное движение относительно своего носителя (8). Сам носитель проходит радиальный путь внутри водила (9), которое закреплено на выходном валу.
Пара солнц (1 и 2) плотно поджата пружинами к планетарным дискам (7), а с внешней стороны они зажаты внешними колесами (5 и 6). Благодаря этому каждое солнце может вращаться вокруг своей оси, а также вокруг оси внешнего колеса в составе парной системы. Ось, на которой закреплен планетарный диск, соединена с водилом, а это значит, что они вращаются синхронно. Экспоненциальное изменение скорости возможно благодаря мощному маховику (10). Именно благодаря ему вращается внешнее колесо, а также пара механических узлов – слезковой (12) и кулачковый (11). В этот момент внешнее колесо (6) приходит в движение, а интервал между ним и вторым подобным колесом (5) может изменяться. Планетарные диски могут вдавливаться или выдавливаться, что провоцирует изменение диаметра, которые катятся по поверхности солнц и каждого из неподвижно закрепленных колёс (5 и 6). Радиальное передвижение позволяет варьировать скорость вращения и крутящий момент, возникающий на выходном валу.
Применение мотор-вариаторов
Они нашли широкое применение в промышленности за счёт надежности функционирования и возможности длительной бесперебойной работы. Эти механические узлы стали популярны из-за неприхотливости в обслуживании и небольшим требованиям к системе охлаждения. В качестве примера можно привести промышленные миксеры, созданные на базе мотор-вариаторов, используемые в пищевой промышленности.
variator-cvt.ru
Шаговый мотор вариатора
Вам может быть интересны также другие типы вариаторов:
Бесступенчатые коробки передач в своё время совершили настоящую революцию в мире автомобилестроения. Сейчас они получили широкое разнообразие и целый ряд необычных конструктивных решений. Они долгое время не могли быть использованы из-за отсутствия синхронизации между ведущим валом и внутренними частями. Это приводило к срезанию зубьев зацеплений, перекосам и полному заклиниванию. Решить эту проблему помог шаговый мотор для вариатора.
Это изобретение впервые появилось в рамках робототехники. Японские инженеры Ниссан, искали достойную замену дорогостоящим сервоприводам.
Основы функционала
Это устройство также часто называют Step Motor. Оно изготовлено для того, чтобы синхронизировать передаточное отношение пары конусных шкивов посредством увеличения или уменьшения расстояния между ними. Классический шаговый потом – это асинхронный электродвигатель без щеток. Его особенность заключается в том, что полный оборот вала может быть точно разделен на определенное количество точно заданных ступеней.
Агрегат работает в паре с клапаном, который управляет коэффициентом передачи. Он обеспечивает три базовых состояния: заполнение, поддержка и выпуск. Давление гидравлической жидкости и определяет взаимное расположение конусов шкива вариатора. Электронный блок управления в ответ на действия водителя даёт сигнал и шаговый двигатель перемещается, меня также и положение управляющего клапана. Ведомые шкивы движутся благодаря усилию, создаваемому ремнём или цепью. А вот ведущие шкивы двигает как раз Step Motor.
Коэффициент передачи может быть снижен за счёт того, что всего за половину оборота шагового двигателя клапан переходит в режим стравливания давления. Тогда стенки шкивов расходятся, а вся система переходит на передачу с самым большим крутящим моментом (понижение передаточного отношения). В процессе движения эти циклы происходят бесконечное количество раз до отказа агрегата.
Основные неисправности
Самая частая причина поломки – это повреждение обмоток. Ремонт не имеет смысла из-за большой стоимости этой части. Чаще всего мотор крепится на несколько болтов. Обычно специалисты рекомендуют заменить его совместно с полной сменой масла в коробке, а также всех фильтрующих элементов. Без должного опыта произвести ремонтные работы шагового двигателя невозможно, поэтому делайте это только на базе автотранспортных предприятий и СТО.
variator-cvt.ru
Редуктор вариатор - замена частотному преобразователю
Устройства совмещают в едином быстросъемном блоке возможности как редуктора, так и частотного преобразователя. При этом обладают более практичной функциональностью:
- когда нужно регулировать величину передаваемого крутящего момента, но конструкция электродвигателя не позволяет применить частотный преобразователь;
- когда нужно понизить обороты на 50% и более, но сохранить КПД привода не менее 45% и иметь возможность регулировки.
Модельный ряд вариаторов INNORED
Практичная функциональность вариаторов INNORED
Вариаторы INNORED – экономичные модули для передачи крутящего момента электродвигателя с понижением и плавной регулировкой частоты вращения.
Фрикционный планетарный механизм делает вариатор INNORED незаменимой альтернативой электронным преобразователям частоты, благодаря возможности бесступенчато понижать обороты ведущего вала на 29…87% без существенной потери КПД привода (45…86% в зависимости от значения редукции).
Ручной регулятор со шкалой-индикатором позволяет быстро настроить необходимую частоту вращения в диапазоне 130…2000 об/мин.
Отсутствие зубчатых передач исключает удары при передаче крутящего момента, тем самым улучшая акустические показатели вариатора по сравнению с редуктором.
Синтетическое масло с диапазоном температур -25…+80°С гарантирует смазку и охлаждение механизма.
Простой и быстрый монтаж вариаторов INNORED
Компактная модульная конструкция позволяет легко установить вариатор INNORED непосредственно между приводом и технологическим оборудованием двумя решениями, которые экономят рабочее пространство и время монтажа:
- мотор-вариатор (электродвигатель + вариатор)
- мотор-вариатор + редуктор
Стандартизованные монтажные фланцы допускают установку на любой электродвигатель размера 56…132 с фланцем B5 IEC 60072.
Унифицированные присоединения дают возможность интегрировать вариатор INNORED в уже готовую компоновку, не меняя крепежные элементы.
Экономичность вариаторов INNORED
Пониженные ресурсы валов и подшипников уменьшают затраты на обслуживание в случае, если приобретение нового изделия выгоднее капитального ремонта.
Механическая обработка и сборка обычной точности снижают себестоимость вариатора INNORED – экономически целесообразно, когда нет требований к кинематической точности и плавности хода.
Смазка на весь срок службы не требует замены, что снижает затраты на техническое обслуживание изделия.
rusautomation.ru
Вариатор — Энциклопедия журнала "За рулем"
Вариатор - вид бесступенчатой автоматической трансмиссии, в которой изменение частоты оборотов и крутящего момента двигателя, передаваемых на ведущие колеса автомобиля, изменяется плавно. Отличается простотой принципиальной схемы и технологичностью производства. Наибольшее распространение В получил на маломощных транспортных средствах с двигателем мощностью менее 200 л.с.
Разновидности
По типу способа передачи крутящего момента вариаторы подразделяются на фрикционные и вариаторы зацепления. К фрикционным вариаторам относят конусные ременные и роликовые, шаровые, многодисковые, торовые, лобовые, волновые и клиноременные механизмы. К вариаторам зацепления - цепные. Наибольшее распространение в маломощной транспортной технике (легковых автомобилях, мотоциклах, скутерах, снегоходах и так далее) получили клиноременные вариаторы, в трансмиссиях легковых автомобилей с мощными двигателями (ДВС и в гибридных системах) цепные вариаторы. Другие разновидности механического вариатора используются в специальной технике и в металлообрабатывающих станках.
Фото: конусный вариатор
Устройство клиноременного вариатора
Самым распространенным типом бесступенчатой трансмиссии является клиноременный вариатор. Он состоит из ведущего и ведомого шкива с конусными раздвижными боковинами. Крутящий момент с ведущего на ведомый шкив передается армированным зубчатым клиновидным ремнем, который может выполняться из резины или в виде собранной из металлических звеньев металлической ленты. В цепных вариаторах функцию ремня выполняет цепь.
Для автоматической регулировки диаметра ведущего шкива применяется встроенный в ступицу центробежный регулятор. При раскручивании шкива ведущим валом двигателя грузики, увлекаемые центробежной силой, стремятся к периферии шкива, оказывая давления на подвижную боковину. Боковины шкива сближаются, диаметр внутренней поверхности увеличивается. В этот момент ремень оказывает давление на боковины ведомого шкива (поскольку длина ремня остается неизменной), преодолевает сопротивление стягивающей боковины пружины - боковины ведомого шкива раздвигаются, диаметр внутренней поверхности уменьшается. В результате бесступенчато, плавно изменяется передаточное отношение вариатора. При уменьшении частоты вращения ведущего вала двигателя преобразование крутящего момента происходит в обратном порядке - боковины ведущего шкива вариатора расходятся, ведомого, наоборот, сближаются.В режиме остановки при работающем двигателе ремень лежит на поверхности ступицы ведущего шкива, которая не связана с валом двигателя механически. В этот момент ведущий шкив медленно вращается, ремень относительно боковин шкива проскальзывает, крутящий момент не передается. При увеличении скорости вращения шкива боковины сближаются и ремень за счет сил трения приходит в движение, приводя во вращение ведомый шкив.
Особенности вариаторной трансмиссии
Вариаторы обладают относительно небольшим диапазоном изменения крутящего момента. Передаточное отношение наиболее распространенных клиноременных вариаторов колеблется в диапазоне от 1:3, до 1:6, у автомобильных вариаторов передаточное отношение может достигать 1:10. Наиболее долговечными являются цепные вариаторы - цепь работает в маслянной ванне, поэтому не подвержена интенсивному износу. Клиноременные вариаторы относятся к устройствам сухого типа. Армированный стальной проволокой (для предотвращения растягивания) зубчатый ремень изнашивается достаточно интенсивно, срок его службы обычно не превышает 50 тыс.км.На скутерах и автомобилях с простым вариатором невозможно торможение двигателем. Для реализации заднего хода необходимо применение дополнительного редуктора, поэтому в современных автомобилях с бесступенчатой трансмиссией чаще используют сблокированную с вариатором планетарную коробку передач. К достоинствам вариаторной трансмиссии относят простоту конструкции и системы управления. На скутерах, оборудованных вариатором, отсутствует рукоятка сцепления и рычаг переключения передач. Управление осуществляется при помощи одной вращающейся рукоятки «газа» и двумя рукоятками тормозов - переднего и заднего. При легком нажатии на любую из тормозных рукояток вариатор переводится в состояние холостого хода, передача крутящего момента прекращается. При отпускании тормозных рукояток и проворачивании рукоятки «газа» в сторону увеличения оборотов двигателя, вариатор переводится в рабочее состояние, скутер трогается с места. На легковом автомобиле клиноременный вариатор появился в 60-е годы - на голландской машине DAF 600. Это был первый в мире автомобиль с бесступенчатой автоматической трансмиссией, который к тому же был очень недорогим. Эти автомобили имели репутацию ненадежной машины - в вариаторе DAF 600 работал ремень из резины, который деформировался и часто рвался.
Статья в журнале "За рулем" №9, 1967
Статья в журнале "За рулем" №6, 1985
Статья в журнале "За рулем" №1, 1988
Статья в журнале "За рулем" №7, 1995
wiki.zr.ru
