За плавный ход

Одной из самых актуальных задач современной механики является создание коробки передач для обеспечения плавного изменения передаточного числа в широком диапазоне. Непрерывная трансмиссия и есть тот «святой Грааль» транспортной индустрии. С ее помощью стало бы возможным уменьшение конструкции автомобилей. Можно было бы смело отказаться от сцепления. Машины стали бы более удобными в управлении и дешевыми. Устройства - вариаторы, которые разрабатывают уже очень давно, одо сих пор имеют ряд недостатков. Они или недостаточно надежные, или очень сложные и дорогие. У них узкий рабочий диапазон. В этом случае основной коробкой передач остается трансмиссия с жестко фиксированными скоростями. При этом происходит последовательное присоединение ведущего вала к шестерням с разным диаметром.

2006 г. озаменован заявлением компании Fallbrook Technologies о создании нового вариатора. Он лишен большинства «болезней» своих предшественников – непрерывно изменяемой планетарной трансмиссии NuVinci (Continuously Variable Planetary Transmission, CVP NuVinci). Устройство получило название в честь легендарного итальянского художника и ученого Леонардо да Винчи. Ему приписывают изобретение трансмиссии с плавным изменением передаточного числа. Свой чертеж вариатора примитивной формы Леонардо да Винчи нарисовал в 1490 г.

Основа трансмиссии NuVinci состоит из двух дисков - ведущего и ведомого с загнутыми кромками. Осуществляется упор краев дисков в систему металлических шариков, которые могут вращаться вокруг фиксированных осей. Передача вращающегося момента с диска на диск осуществляется именно через них. При перпендикулярном положении оси вращения шариковотносительно плоскости дисков, передаточное число системы равно единице. При ее отклонении в сторону, передаточное число начинает меняться. В этом случае при совершении одного оборота шарик начнет пробегать по разным дискам разное расстояние. Начнет вращаться тот диск, в сторону которого наклонились шарики. Противоположный начинает работать медленно.

Эта элегантная схема обладает серьезным недостатком – ее гладкие шарики следует удерживать от проскальзывания. Создателями NuVinci эта проблем была решена при помощи смазочного вещества с твердыми микрочастицами. Благодаря Таким вкраплениям, происходит обеспечение прочного сцепления шариков с поверхностью дисков. Они играют при этом роль своеобразного уплотнителя. А жидкие компоненты смазки способствуют защите движущихся частей от коррозии и износа. Передача становится герметичной. Она смазывается на заводе, не требует никакого обслуживания во время срока ее эксплуатации. Это устройство обладает высокой надежностью и простотой в своем производстве.

Первое транспортное средство с использованием вариатора NuVinci - велосипед Ellsworth Ride. Процесс переключения передач у этого велосипеда напоминает настройку радиоприемника. Изменение скорости происходит с помощью поворота ручки, которая зафиксирована на руле. Передаточное число меняется плавно и бесшумно... нет щелчков, рывков при переключении шестеренок. По словам разработчиков, велосипед — это начало: вариатор можно будет применить и в производстве мотоциклов, автомобилей, газовых турбин, ветряных генераторов...

Текст: popmech.ru.

Источник: popmech.ru