Хочу показать зубчатый вариатор. Автоматически изменяет передаточное отношение от приложенной нагрузки. Состоит из небольшого количества деталей.
Диапазон изменения отношения - до 4.
Конструкция позволяет ставить устройство на каждое колесо в отдельности.
На видео кинематическая схема, уже реализованная в металле.
Вторая генерация на подходе.
А в чем плюс с текущей схемой? Тут деталей больше в разы. Значит и надежность пропорционально снизится.
Зубчатый вариатор не имеет проскальзывания, значит может передать более серьезный крутящий момент. И КПД выше.
Если речь о автомобильных вариаторах - там очень технологичный и сложный ремень из металла и кинематика не предусматривает автоматики, реагирующей на нагрузку.
То есть, нужна смазка, охлаждение контактных поверхностей, механизм изменения отношения и т.д.
Нужны демпферные пружины на зубчатых роликах, позволяющие им проворачиваться вокруг своей оси, по двум причинам:
1) ролики образуют не плавную обегающую, а многоугольную, поэтому цепь будет заходить и двигаться на них не плавно, а небольшими рывками.
2) при изменении передаточного числа будет изменяться (уменьшаться/увеличиваться) расстояние между зубцами, при неизменном расстоянии между звеньями цепи. Нужно чтобы зубчатые ролики могли проворачиваться на какой то угол, обеспечивая неизменность расстояния между зубцами = расстоянию между захваченными ими звеньями цепи, а потом, когда зубчатые ролики выходят из зацепления с цепью, возвращались в нормальное положение.
Звездочки (ролики) стоят на муфтах обратного хода, это центр конструкции. Они сами встают в цепь при контакте и взаимно перемещаются при изменении отношения. Крутящий момент динамически перераспределяется между ними, при росте нагрузки на звездочку, муфта начинает проворачиваться и нагружает следующие ролики. Именно это и позволяет постоянное изменение передаточного отношения, это и есть идея вариатора. А механизм перемещения и синхронизации звездочек в следующей генерации совсем другой, красивее и технологичнее. Диски просто для понимания идеи удобны.
Окей, ждем следующую генерацию ) хотя вариант с муфтами обратного хода я бы все таки пересмотрел. Как только начинает работать муфта, проворачиваться, она перестает нести нагрузку, таким образом в момент изменения передаточного числа работать будет только один ролик из всех, находящихся в зацеплении, остальные не несут нагрузку т.к. их выводит из зацепления муфта. При выходе ролика, несущего нагрузку, из работы нагрузку будет брать следующий, и конструкцию немножко будет "трясти" в эти моменты, пока муфта следующего ролика проворачивается, беря на себя нагрузку.
Чем больше зубьев, тем плавнее. Для 200 мм диаметра цепь/ремень на 6 роликах, как у автора, будет прыгать вниз-вверх на 13 мм, что много для скоростных систем, для 200 мм на 12 роликах уже 3 мм, т.е. вибрация уменьшается в 4,5 раза. Если же взять обычное зубчатое колесо скажем с 50 зубцами, то там значение "прыжка" вверх-вниз составляет 0,2 мм, т.е. вибрация на зубчатом колесе почти в 100 раз ниже чем вибрация на 6-роликовом, при прочих равных.
Рисунок ниже чисто для понимания.
Хорошо, что дочитал до этого момента: мой комментарий был бы очень похожим. Кинематическая схема хорошая, но может понадобиться некое упругое/демпфирующее звено в трансмиссии. Возможен и цепной вариант. Реально передача будет иметь не гладкую характеристику, а скачки "в один зуб.". Автору респект. Мало кто доводит идеи до железа.
А если дополнительный диск с роликами который при уменьшении радиуса будут убираться или вставляться при увелечении? Будет уже как обычная коробка, да. Простите , меня как обывателя смущает неравномерные перегибы в цепи-ремне и распределении нагрузок на ролики при изменении радиуса.
Он за счет проскальзывания имеет возможность, в том числе, принимать ударные нагрузки, в предложенной схеме ремень слетит, если не будет представлять из себя очень технологичного и сложного ремня из металла) К тому же, компактность схемы под вопросом, по сравнению с классическим вариатором. Шуметь будет. Для каких то габаритных конструкций, с небольшой нагрузкой, где требуется плавное изменение скорости вращения, пойдет, если там невозможна установка электромотора.
Ударные нагрузки были одним из разделов программы испытаний. В этой конструкции удары гасятся за счет срабатывания механизма изменения отношения - диски перемещаются, пружины амортизируют нагрузки. В прототипе применена цепь, а не ремень. Натяжение обеспечивают те же пружины, что отвечают за автоматику. Цепь не слетает)
Пружины гасят радиальные нагрузки, при этом передаточное число скакать будет? И слабым местом можно считать паз-ось шестерни, клинить это все будет в одностороннем варианте расположения шестерен, там же трение, я правильно понимаю?
Ось шестерни опирается на паз с двух сторон, не клинит.
Да, там и есть основное слабое место этой конструкции.
Во второй генерации пазов и скольжения нет совсем, только оси и подшипники.
Первый вариант - скорее наглядная демонстрация принципа работы, не слишком удачная с точки зрения механики сопряжений.
В автоматах прямое зацепление шестерен (после гидротрансформатора). А по похожему принципу сделаны, собственно, коробки-вариаторы, только в них нет шестерен, а есть зацепление трением. Т.е. автор, как и многие, хочет соединить давнюю мечту бесступенчатости (беспередаточности) вариатора с одной стороны, и зубьев - с другой.
если считать классический - гидротрансформаторный вариант, то совсем нет. Просто автоматическая коробка может быть реализована и как робот, и как вариатор, и как классическая схема. Все они будут разными, и при этом все - "автомат"
сюда надо еще добавить, что диапазон = 4 - это очень мало и убивает часть (немаленькую такую) смысла вариатора
+ автор пишет про увеличенный крутящий момент (вариаторы ауди и субару передают привет автору) - хотелось бы узнать сколько способен он переварить в теории и как долго?
ps
а еще это ппц шумная штука и имеет кучу движущихся частей
Диапазон 4 - в принципе решает большинство задач трансмиссии.
Вот блин, больше 30 лет прошло, но как снова все вспомнил - лекции по приводу и задачи на расчет передаточного отношения первой и высшей передач. Ничего не забыто)
Но на случай необходимости, конструкция предусматривает последовательную установку двух вариаторов, тогда диапазон будет 4*4 =16.
Этого должно хватить)
тогда нужна четкая выкладка где ваш агрегат имеет явно преимущество и почему =))) просто учеба брата в МАМИ наложило на меня автомобильный отпечаток и его дипломную кпп для вездехода я не забуду никогда =)))))
поэтому тут нужно просто написать - есть в вариатор ХХХХ, используется в ХХХХ, но мой:
- дешевле (2 р против 10р)
- легче на 2кг (а значит можно впихнуть что-то другое или просто легче)
- требует смазки на 30% меньше (экономия бабла)
- ТО каждые 10м/ч (у конкурента каждые 5)
и т.д. и т.п.
просто сейчас ваш "вариатор" вызывает много вопросов, а если лезть в дебри производства типа: марка метала, точность обработки и т.д. то совсем будет много вопросов =))))
ps
что касается диапазона, то если брать всем понятную сферу типа авто и мото, то 4 - это мало для них =)))) у мкпп и того больше =)
Это для продвижения нужно. Не сейчас.
Сейчас надо понимать - автостроение это что-то вроде стратосферы, вроде она есть, но мало кто там был.
Я не знаю реальных массовых разработок в в автостроении у нас, к сожалению.
Блин, двигатель не могут новый сделать, стыдно.
Когда учился, был преподаватель на кафедре "автомобили", придумал свой вариант газораспределения в ДВС.
Долго бился, лет 15.
Теперь в штатах живет, вроде по этой же теме работает.
Так что еще лет через 10 и эта разработка постепенно появится)
Имитация развития гораздо выгоднее.
И за границей тоже)
ну не знаю, imho автостроение - это давно изведанная и изученная область в которой тупо не хватает несуществующих вещей типа:
- масло которое очень сильно снижает трение и не умирает через 1км и не стоит как золотой мост
- батарейка способная отдавать много и долго и при этом не быть потенциальным чернобылем и не стоит как мост =))
- ии способный управлять транспортом и при этом инфраструктура не должна стоить как мост =)))
всё уже придумано до нас =))) и ваш вариант вариатор и двигатели (у меня просто знакомых с автоваза тех времен много и по их словам мы напридумывали на 100 лет вперед, только бизнесу это не нужно)
любую хорошую разработку покупают в 2х вариантах:
1 это реально инновация
2 купить и положить в сундук и торговать старьем
как мне кажется, вашего варианта тут нет. Просто гемора больше чем профита в любых вариантах
На пальцах - изготавливая сотни тысяч стандартных вариаторов - это дешевле чем запускать что-то новое
важный момент - это моё личное мнение и я могу ошибаться =)) просто я вижу классическую ошибку - изобретать то что хочется, а не то что надо. В вашем случае я лично не вижу потребности в "новых вариаторах". Кому они нужны? Кто-то ходит и плачет - сделайте вариатор который будет легче и дешевле и я куплю 1 000 000 штук? =))
Еще раз - вариатор придумал в 1991 году, на 5-ом курсе. Когда диплом делал по трансмиссии на мини трактор.
Сделал реально, чтобы не пропала идея.
Продвинуть можно, это вопрос усилий и средств.
Продвинуть можно вообще все)
Про "автоваз" я знаю много)
Повезло, что не уехал в Тольятти после выпуска - звали.
НТЦ автоваза действительно работал в советское время, сейчас многое утратили.
То, "что надо", тоже придумываю. Иногда, когда у заводов деньги появляются)
у меня на мотоцикле FZ6 SA S2 на первой передаче скорость до 98км/ч. максималка 235. Т.е. диапазон 2.3. Диапазона 4 вполне достаточно для мотоцикла. Ну кроме совсем слабосильных.
а словосочетания "крутящий момент" вам знакомо? или у вас "полка" момента с 0 до отсечки? =)) Иль как у всех - до 6000-8000 тысяч "не едет"? Большой диапазон вариатора как раз и нужен для того, чтобы реализовать ту небольшую полочку момента, что есть у большинства двигателей (не электрических)
Словосочетания "крутящий момент" и "полка момента" мне знакомо достаточно хорошо, чтобы слать всех лесом, мне важна полка мощности.
На штатной коробке с диапазоном 2.3, а не 4 разгон до 50км/ч(около 7к оборотов) занимает пару секунд. На вариаторе с диапазоном 4, выход на 7к оборотов явно будет ещё раньше.
блин, я даже не знаю что писать в ответ про "полку мощности "=(((
пойду скажу своим 300нм, что они лохи, а вот именно 90 поней машинку и разгоняют - им и овса =)))
я предлагаю закончить на этом, вам же всё равно хватает вашего диапазона, а вариатор придумали лошки, что бы пилить 60 в правом ряду =) привет от всех мотористов =)
Ага, они лохи. Если вам лошадей хватает, но не хватает момента, поставьте редуктор. И вместо 300нм, хоть 3000 получайте. Только толку от этого 0.
