вариатор в скутере что это такое
Спортивный вариатор на китайском скутере – основы установки и настройки
Скутера и мопеды в наши дни приобретают все большую популярность и востребованность. Неудивительно, ведь именно с таким видом транспорта не страшны пробки и заторы в больших городах, не требуются дорогостоящее техническое обслуживание и большие затраты на топливо. Пожалуй, единственным недостатком скутеров и мопедов, как и всех подобных средств передвижения в условиях отечественных дорог, являются достаточно частые поломки. Вариатор — один из элементов мототранспорта, который наиболее подвержен возникновению неисправностей. Зачем же нужна эта деталь, почему она выходит из строя и где купить вариатор на скутер недорого?
Разбег по радиусу
Более корректной формулировкой для технической характеристики трансмиссии скутера была бы следующая: «автоматическая бесступенчатая». На самом деле, речь идет о таком типе трансмиссии как клиноременный вариатор, который появился довольно давно, но в силу своих особенностей наибольшее развитие получил именно на скутерной технике, а также на снегоходах.
Устройство такой трансмиссии куда проще классической ручной коробки переключения передач, и уж тем более пресловутых «автоматов», которыми оснащают автомобили (кстати, некоторые представители четырехколесного мира также имеют вариатор, но иной, нежели на скутерах). Понять, как работает вариатор, очень просто, если вспомнить систему изменения передаточных отношений на велосипедах: несколько звездочек спереди, несколько сзади, а соединены они цепью.
Правда, никаких звездочек у клиноременного вариатора нет, зато есть два шкива V-об-разного сечения, состоящие из двух конусовидных половин. Эти половинки, именуемые щеками, могут приближаться или отдаляться друг от друга. Соединяет шкивы гибкий ремень вариатора, имеющий в сечении форму равнобедренной трапеции. В зависимости от положения щек шкивов относительно друг друга ремень в шкиве вариатора может находиться либо ближе к оси шкива (внутри), либо же ближе к внешней кромке шкива (снаружи). Чем ближе к оси шкива находится ремень, тем меньше радиус, по которому ходит ремень, или, как принято говорить, рабочий радиус шкива вариатора. Теперь представим в действии систему из двух шкивов и ремня. Если «рабочие радиусы» у каждого из шкивов одинаковы, то при вращении одного другой будет вращаться точно с такой же скоростью. Если же мы будем вращать шкив, рабочий радиус которого больше, то другой (радиус которого меньше) будет вращаться быстрее. Здесь в пору снова вспомнить «велосипедные звездочки»,просто в вариаторе большей звездочке соответствует больший рабочий радиус шкива, а меньшей звездочке — меньший радиус.
Вариации на ручку
Итак, с общими принципами изменения передаточного отношения все должно быть ясно, теперь самое время приступить к механизму этого изменения, то есть как заставить шкивы вариатора скутера сдвигаться и раздвигаться именно тогда, когда это требуется. Для этого сразу оговоримся, что в скутерном вариаторе принято выделять ведущий шкив (находится на коленвалу) и ведомый (находится на валу сцепления). В недрах ведущего шкива находятся специальные грузики цилиндрической формы (иногда также называемые роликами). Эти облитые пластиком металлические втулки помещены в специальные канавки, в которых они могут двигаться в радиальном направлении. Если перемещать грузики в ведущем шкиве от центра наружу, то они неизбежно будут сдвигать щеки шкива вместе. На самом деле, разумеется, движется лишь одна щека шкива вариатора, но это не принципиально. При вращении шкива грузики под действием центробежной силы стремятся наружу и, сдвигая щеки шкива, выталкивают наружу ремень. Чем быстрее вращается шкив, тем сильнее центробежная сила, действующая на грузики, и тем дальше наружу сжимающиеся щеки шкива вытолкнут ремень. Ведомый шкив не имеет грузиков, зато имеет большую пружину, которая постоянно стремится сжать его щеки вместе и вытолкнуть ремень наружу. Как и ведущий шкив, ведомый имеет лишь одну подвижную часть — внешнюю (именуемую в иностранной литературе torque driver). Именно торкдрайвер движется либо наружу, преодолевая сопротивление пружины и давая возможность ремню «провалиться» внутрь шкива, либо, наоборот, внутрь, ближе к зафиксированной части шкива. Таким образом,изменение рабочих радиусов шкивов вариатора скутера происходит всегда синхронно. Когда в ведущем шкиве ремень выходит наружу, то в ведомом, преодолевая сопротивление пружины, ремень, наоборот, продвигается внутрь, ближе к оси шкива вариатора.
Для более полного понимания процесса посмотрим, как ведет себя вариатор скутера при разных режимах работы двигателя. На холостом ходу частота вращения ведущего шкива вариатора минимальна. На грузики хоть и действует определенная центробежная сила, ее недостаточно, чтобы вывести ремень наружу. Ведь для этого требуется преодолеть сопротивление большой пружины ведомого шкива! Но вот газ открыт, обороты коленвала подскакивают, и теперь центробежной силы, действующей на грузики, уже достаточно, чтобы вытолкнуть ремень вариатора в ведущем шкиве чуть наружу.
Муфта ведущего шкива: крышка; направляющая пластина; корпус муфты; ролики.
Передаточное отношение меняется. Скорость вращения ведомого шкива вариатора значительно увеличивается, что заставляет сработать центробежное сцепление. Скутер трогается с места. Обороты двигателя выходят на свой рабочий уровень, тем временем ремень продолжает продвигаться все дальше и дальше наружу в ведущем шкиве вариатора, а в ведомом — глубже. То есть обороты остаются неизменными, а передаточное отношение постепенно меняется, заставляя скутер ехать все быстрее и быстрее. В этом, кстати, скрывается одно из больших достоинств вариатора — разгон происходит при постоянных оборотах, поэтому можно настроить всю систему так, что на протяжении разгона двигатель будет работать со своей максимальной мощностью (например, на механической коробке передач достичь такого нереально). Наконец, ремень достигает своего максимального конструктивного радиуса в ведущем шкиве вариатора, и минимального — в ведомом. Однако, как правило, удается разогнаться еще немного быстрее, но уже за счет увеличения оборотов двигателя скутера, а не за счет трансмиссии.
Когда газ закрывается во время движения, какое-то время происходит торможение скутера двигателем, пока не выключится центробежное сцепление. Как только оно выключается, под действием большой пружины ведомого шкива ремень принимает свое исходное положение, как при работе на холостом ходу скутера. Но как правило, сцепление скутера выключается только при почти полной остановке (10 — 25 км/ч).
Кстати, о сцеплении скутера. Устройство это, хоть и выполняет самостоятельные функции, очень тесно связано с самим вариатором скутера: при неправильной работе сцепления не будет правильно работать и вариатор, и наоборот. Скутерное центробежное сцепление — это почти всегда три колодки типа тормозных на барабанном тормозе, которые под действием центробежной силы выходят наружу и зацепляются с барабаном сцепления. Сам узел сцепления закреплен на ведомом шкиве вариатора и вращается, а вот барабан сцепления — на валу, который посредством несложного редуктора передает момент на заднее колесо. Таким образом, чтобы заставить скутер ехать,надо заставить крутиться барабан сцепления. Происходит это, как только ведомый шкив вариатора скутера наберет достаточную скорость вращения, чтобы центробежная сила стала достаточно велика, и колодки могли преодолеть силу упругости пружин сцепления, препятствующих их свободному движению наружу. Эти же пружинки и «выключат» сцепление, сжав колодки вместе, когда скорость вращения ведомого шкива упадет ниже критического для срабатывания сцепления уровня. Как видим, система проста. И действует практически безупречно, сводя управление силовым агрегатом к выкручиванию ручки «газа» (отсюда, кстати, пошло название одного популярного скутерного журнала: Twist’n’go — «Крути и езжай!»). Что не в последнюю очередь определило нынешнюю волну популярности скутеров.
На этом видео вариатор в действии. Показано как нельзя лучше.
Существует несколько параметров, которые определяют правильную работу вариатора и свидетельствуют о его хорошей настройке. Во-первых, ремень не должен проскальзывать в шкивах. Минимальное проскальзывание там, разумеется, неизбежно, но оно должно быть таким, чтобы владелец скутера его не замечал. Проскальзывание ремня вариатора вдвойне вредно для скутерной трансмиссии. Это и снижение КПД, и повышенный износ деталей (проскальзывание ремня в ведущем шкиве чревато также расплавленной из-за перегрева пластиковой оболочкой грузиков вариатора). Характерный симптом проскальзывания — выбег оборотов двигателя при старте с места, который не сопровождается ожидаемым ускорением («ревет, но не едет»). От чего зависит проскальзывание ремня вариатора? Прежде всего, от жесткости большой пружины ведомого шкива. Чем жестче пружина, тем сильнее натянется ремень, прежде чем он продвинется наружу в ведущем шкиве вариатора, а следовательно, тем меньше он и проскальзывает. Однако жесткость пружины не должна быть избыточной, иначе упадет максимальная скорость. Есть и другие факторы, также сказывающиеся на проскальзывании ремня. Это, например, его износ. Тут метод борьбы, разумеется, один — своевременная замена.
Устройство и принцип работы вариатора скутера
Что такое вариатор? Вариатор – это механическая бесступенчатая передача. Он используется для плавного изменения частоты вращения ведомого вала. В основном на всех типах мотороллеров установлен клиноременный вариатор. Он состоит из ведущего шкива, ведомого и клиновидного ремня и работает только в зависимости от количества оборотов двигателя, не реагируя на нагрузки (например при подъеме в гору, нагрузка на заднее колесо увеличивается, а передаточное число остается неизменным), что является одним из его недостатков.
Начнем с самого простого. Почему клиновидный ремень? Из рисунка слева 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 этих рисунках:
Двигатель не запущен.
Малые обороты двигателя.
Средние обороты двигателя.
Максимальные обороты двигателя.
На рисунках показаны также положения клиновидного ремня в разрезе на ведущем шкиве (слева) и ведомом (справа) при разных режимах работы двигателя.
Вариатор скутера: принцип работы, устройство и назначение
Все скутера рано или поздно выходят из строя. Конечно же, можно попытаться найти информацию о неисправности в интернете, закупить оборудование и запчасти и самостоятельно провести ремонт своего транспорта. Однако, это слишком затратно как по времени, так и по финансам. Лучше всего обратиться к профессионалам, которые быстро и качественно отремонтируют Ваш скутер, в частности — его вариатор. К слову, не многие владельцы мототранспорта знают, что такое вариатор на скутер и зачем он нужен. Подробнее об этой запчасти — далее.
Что такое вариатор скутера?
Вариатор на скутере — это что-то вроде коробки передач в автомобиле. Эта деталь является важной составной частью двигателя мототранспорта, которая используется в трансмиссии. Вариатор на скутер нужен для того, чтобы установить необходимый скоростной режим во время движения мототранспорта.
Вариаторы бывают двух видов:
Также выделяют литые и составные вариаторы. Инженеры разработали множество типов конструкций этих деталей, однако наиболее часто в скутерах используются именно клиноременные вариаторы.
Где в скутере вариатор?
Вариатор на скутере расположен в трансмиссии между двигателем и колесами. Чтобы найти вариатор, необходимо убрать специальную защитную крышку трансмиссии. За ней расположены все составные части механизма, который обеспечивает движение мототранспорта.
Как устроен вариатор скутера?
Поскольку клиноременной вариатор — это наиболее часто используемая конструкция, которая устанавливается на скутер, устройство вариатора этого типа будет описано далее.
Вариатор для скутера устроен таким образом, чтобы обеспечивать автоматическую бесступенчатую трансмиссию. Вариатор у скутера состоит из ведущего и ведомого шкивов и клиновидного ремня. Ремень в разрезе имеет форму трапеции. Ведущий шкив представляет собой небольшую конусовидную деталь, которая имеет две половины (щеки). Одна щека неподвижная. Она прикручена к цапфе (хвостику) коленчатого вала болтом и шайбой. Вторая щека шкива опирается на специальные ролики и перемещается с помощью них по валу. Ролики, в свою очередь, упираются в неподвижную щеку ведущего шкива. Ведомый шкив имеет то же строение, что и ведущий. Однако, вместо роликов на нем установлена пружина.
Вариатор скутера, устройство которого может немного отличаться в разных моделях мототранспорта, — намного проще, чем стандартная ручная или автоматическая коробка передач. Его замена и ремонт обойдутся намного дешевле, по сравнению с классическими МКПП и АКПП. Кроме этого, водитель при управлении скутером с вариатором практически не участвует в переключении скоростей, поскольку работа вариатора зависит от количества оборотов самого двигателя.
Как работает вариатор скутера?
Чтобы понять принцип работы вариатора скутера, необходимо представить себе систему изменения передаточных отношений в обычном велосипеде: звездочки спереди и сзади, и цепь между ними. Роль звездочек в вариаторе скутера выполняют шкивы (ведущий и ведомый), а роль цепи — трапециевидный ремень. Щеки шкивов могут приближаться и отдаляться друг от друга, благодаря чему меняется положение ремня вариатора. Чем ближе щеки шкивов, тем ближе ремень к оси шкивов (внутри), чем дальше — тем ремень ближе к внешней кромке шкивов (снаружи). Если ремень находится совсем рядом с осью шкивов, радиус, по которому он перемещается, небольшой. Радиус перемещения ремня еще называют рабочим радиусом вариатора.
Вариатор на скутере, принцип работы которого достаточно прост, действует по следующему механизму: если рабочие радиусы обоих шкивов одинаковые, они вращаются с одинаковой скоростью; если же вращать шкив с большим рабочим радиусом быстрее, то шкив с меньшим рабочим радиусом также будет вращаться быстрее.
При увеличении оборотов двигателя (при увеличении скорости транспорта), ведущий шкив сжимается, а ведомый раздвигается. Это ведет к тому, что изменяется передаточное число. Стоит обратить внимание, что радиусы обоих шкивов всегда изменяются синхронно.
Чтобы скутер работал исправно, а скорости переключались плавно, необходимо качественно настроить вариатор. Это можно провести вручную или с использованием специальных инструментов. Для того, чтобы настроить вариатор скутера, лучше всего обратиться к опытному мастеру. Он не только проведет настройку механизма передач, но и выполнит профилактический осмотр и ремонт всей трансмиссии. Правильная работа вариатора и трансмиссии не только продлит жизнь скутера, но и предотвратит возможную аварию.
Устройство и принцип работы вариатора скутера
Что такое вариатор? Вариатор — это механическая бесступенчатая передача. Он используется для плавного изменения частоты вращения ведомого вала. В основном на всех типах мотороллеров установлен клиноременный вариатор. Он состоит из ведущего шкива, ведомого и клиновидного ремня и работает только в зависимости от количества оборотов двигателя, не реагируя на нагрузки (например при подъеме в гору, нагрузка на заднее колесо увеличивается, а передаточное число остается неизменным), что является одним из его недостатков.
Начнем с самого простого. Почему клиновидный ремень? Из рисунка слева 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 этих рисунках:
Двигатель не запущен.
Малые обороты двигателя.
Средние обороты двигателя.
Максимальные обороты двигателя.
На рисунках показаны также положения клиновидного ремня в разрезе на ведущем шкиве (слева) и ведомом (справа) при разных режимах работы двигателя.
Как устроен ведущий центробежный шкив вариатора? Довольно просто!
Разберемся в его конструкции, показанной на рисунке:
Ведущий центробежный шкив вариатора.
1 — неподвижная щека шкива, жестко прикрученная к цапфе (хвостику) коленчатого вала 5 болтом 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 и неподвижную щеку 9. 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 ниже).
От ведущего шкива он отличается тем, что у него нет роликов, вместо них пружина (смотрите рисунок справа). 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, и натяжение его пропорционально увеличивается с увеличением оборотов. Это в свою очередь позволяет не проскальзывать ремню на более высоких оборотах, на которых нагрузка больше чем на более низких.
Существуют также более простые модели мотороллеров у которых отсутствует вариатор на ведущем валу. Вместо него установлен простой шкив и передаточное число от него к ведомому фиксированное на всех оборотах двигателя. Такие модели больше 50 км/ч. не развивают и «тупо» набирают обороты с места. Ведомый же шкив у них такой же как и у вариаторных — под пружиной и служит только для натяжения ремня. Единственный плюс такого устройства — ремень служит дольше.
Дальше вступает в работу автоматическое сцепление, которое находится в сборе с ведомым шкивом.
Устройство вариатора на скутере
Вариатор — это современное устройство КПП, и его применение в различной технике с каждым днём набирает популярности. Механизм вариаторной коробки на скутерах очень прост: его разработчики основывались на действии центробежной силы, чем и добились легкости конструкции.
Составляющие вариатора
Скутер имеет небольшую массу и габариты (по сравнению с мотоциклами и авто), соответственно, и коробка переключения передач должна быть небольшой.
От автомобильного, вариатор скутера унаследовал:
Вот и всё наследие.
Положение клиновидных половинок (щёк) ведущего шкива регулируют ролики. Размыканием и смыканием щёк ведомого шкива занимается центральная пружина, соединённая со сцеплением.
Подробнее о принципе работы
Итак… Скутер заведён и работает на холостом ходу. Что происходит в вариаторе? Ведущий шкив вращается на минимальных оборотах. Ремень находится чуть выше от центра соприкосновения щёк. Щёки ведомого сжаты центральной пружиной. Ремень на них движется по максимальному радиусу.
Скутер пришёл в движение. Здесь стоит упомянуть ролики. Они находятся за внутренней щекой ведущего шкива. Когда увеличивается скорость вращения этого шкива, центробежная сила выталкивает ролики к внешнему радиусу, тем самым сжимая половинки ведущего шкива вместе. Ремень между этими половинками смещается наружу — увеличивается радиус его оборота на ведущих щеках.
Ведомый шкив действует с точностью до наоборот. Во время набора скорости на него так же, как и на ролики действует центробежная сила, с помощью которой щёки раздвигаются, сжимая центральную пружину и пропуская ремень между собой. Так происходит разгон.
За счёт такой синхронной работы шкивов набор скорости происходит на постоянных оборотах и максимальной мощности двигателя.
Настройка вариатора на скутере
Регулировкой вариатора добиваются желаемой динамики скутера. Улучшить её можно с помощью замены как заводских роликов, так и пружины.
Работа роликов на вариаторе скутера зависит от их веса. Изготовитель подбирает оптимальный при сборе коробки. Но любители быстрой езды меняют их на более тяжёлые. С утяжелёнными роликами скутер с вариатором медленнее разгоняется на старте, зато после набора максимальных оборотов двигатель выдаёт скорость на 10-15 км/ч больше, чем с заводскими роликами.
Использование роликов меньшего веса приводит к обратному принципу: скутер стартует резко, но достичь максимальной скорости ему тяжело.
Изменение жёсткости пружины также влияет на скорость. Растянутая и слабая, она не сможет плотно прижимать щёки ведомого шкива. Это приведёт к работе ремня постоянно на меньшем радиусе, чем необходимо. Слишком жёсткая пружина, наоборот, не даст уменьшить этот радиус (соответственно увеличить обороты ведомого шкива) и развить максимальную скорость скутера.
Ремонт вариатора на скутере. Замена элементов
Изменение скорости разгона и появление посторонних шумов в вариаторе свидетельствуют о том, что какая-то деталь (или детали) изношена и требует замены.
Чтобы узнать причину неисправности, следует вариатор разобрать:
Существует два главных признака, по которым определяется качество работы вариатора: движение ремня и обороты двигателя. В исправном вариаторе ремень не проскальзывает в шкивах. Но, если мотор ревёт, а скутер не едет — это первый сигнал о том, что пора заглянуть внутрь устройства и изучить состояние ремня и пружины.
Рабочие обороты двигателя должны соответствовать оборотам его максимальной мощности. Если же этого не происходит — пора заняться настройкой работы вариатора.
Спортивный вариатор на китайском скутере – основы установки и настройки
Скутера и мопеды в наши дни приобретают все большую популярность и востребованность. Неудивительно, ведь именно с таким видом транспорта не страшны пробки и заторы в больших городах, не требуются дорогостоящее техническое обслуживание и большие затраты на топливо. Пожалуй, единственным недостатком скутеров и мопедов, как и всех подобных средств передвижения в условиях отечественных дорог, являются достаточно частые поломки. Вариатор — один из элементов мототранспорта, который наиболее подвержен возникновению неисправностей. Зачем же нужна эта деталь, почему она выходит из строя и где купить вариатор на скутер недорого?
Разбег по радиусу
Более корректной формулировкой для технической характеристики трансмиссии скутера была бы следующая: «автоматическая бесступенчатая». На самом деле, речь идет о таком типе трансмиссии как клиноременный вариатор, который появился довольно давно, но в силу своих особенностей наибольшее развитие получил именно на скутерной технике, а также на снегоходах.
Устройство такой трансмиссии куда проще классической ручной коробки переключения передач, и уж тем более пресловутых «автоматов», которыми оснащают автомобили (кстати, некоторые представители четырехколесного мира также имеют вариатор, но иной, нежели на скутерах). Понять, как работает вариатор, очень просто, если вспомнить систему изменения передаточных отношений на велосипедах: несколько звездочек спереди, несколько сзади, а соединены они цепью.
Правда, никаких звездочек у клиноременного вариатора нет, зато есть два шкива V-об-разного сечения, состоящие из двух конусовидных половин. Эти половинки, именуемые щеками, могут приближаться или отдаляться друг от друга. Соединяет шкивы гибкий ремень вариатора, имеющий в сечении форму равнобедренной трапеции. В зависимости от положения щек шкивов относительно друг друга ремень в шкиве вариатора может находиться либо ближе к оси шкива (внутри), либо же ближе к внешней кромке шкива (снаружи). Чем ближе к оси шкива находится ремень, тем меньше радиус, по которому ходит ремень, или, как принято говорить, рабочий радиус шкива вариатора. Теперь представим в действии систему из двух шкивов и ремня. Если «рабочие радиусы» у каждого из шкивов одинаковы, то при вращении одного другой будет вращаться точно с такой же скоростью. Если же мы будем вращать шкив, рабочий радиус которого больше, то другой (радиус которого меньше) будет вращаться быстрее. Здесь в пору снова вспомнить «велосипедные звездочки»,просто в вариаторе большей звездочке соответствует больший рабочий радиус шкива, а меньшей звездочке — меньший радиус.
Вариации на ручку
Итак, с общими принципами изменения передаточного отношения все должно быть ясно, теперь самое время приступить к механизму этого изменения, то есть как заставить шкивы вариатора скутера сдвигаться и раздвигаться именно тогда, когда это требуется. Для этого сразу оговоримся, что в скутерном вариаторе принято выделять ведущий шкив (находится на коленвалу) и ведомый (находится на валу сцепления). В недрах ведущего шкива находятся специальные грузики цилиндрической формы (иногда также называемые роликами). Эти облитые пластиком металлические втулки помещены в специальные канавки, в которых они могут двигаться в радиальном направлении. Если перемещать грузики в ведущем шкиве от центра наружу, то они неизбежно будут сдвигать щеки шкива вместе. На самом деле, разумеется, движется лишь одна щека шкива вариатора, но это не принципиально. При вращении шкива грузики под действием центробежной силы стремятся наружу и, сдвигая щеки шкива, выталкивают наружу ремень. Чем быстрее вращается шкив, тем сильнее центробежная сила, действующая на грузики, и тем дальше наружу сжимающиеся щеки шкива вытолкнут ремень. Ведомый шкив не имеет грузиков, зато имеет большую пружину, которая постоянно стремится сжать его щеки вместе и вытолкнуть ремень наружу. Как и ведущий шкив, ведомый имеет лишь одну подвижную часть — внешнюю (именуемую в иностранной литературе torque driver). Именно торкдрайвер движется либо наружу, преодолевая сопротивление пружины и давая возможность ремню «провалиться» внутрь шкива, либо, наоборот, внутрь, ближе к зафиксированной части шкива. Таким образом,изменение рабочих радиусов шкивов вариатора скутера происходит всегда синхронно. Когда в ведущем шкиве ремень выходит наружу, то в ведомом, преодолевая сопротивление пружины, ремень, наоборот, продвигается внутрь, ближе к оси шкива вариатора.
Для более полного понимания процесса посмотрим, как ведет себя вариатор скутера при разных режимах работы двигателя. На холостом ходу частота вращения ведущего шкива вариатора минимальна. На грузики хоть и действует определенная центробежная сила, ее недостаточно, чтобы вывести ремень наружу. Ведь для этого требуется преодолеть сопротивление большой пружины ведомого шкива! Но вот газ открыт, обороты коленвала подскакивают, и теперь центробежной силы, действующей на грузики, уже достаточно, чтобы вытолкнуть ремень вариатора в ведущем шкиве чуть наружу.
Муфта ведущего шкива: крышка; направляющая пластина; корпус муфты; ролики.
Передаточное отношение меняется. Скорость вращения ведомого шкива вариатора значительно увеличивается, что заставляет сработать центробежное сцепление. Скутер трогается с места. Обороты двигателя выходят на свой рабочий уровень, тем временем ремень продолжает продвигаться все дальше и дальше наружу в ведущем шкиве вариатора, а в ведомом — глубже. То есть обороты остаются неизменными, а передаточное отношение постепенно меняется, заставляя скутер ехать все быстрее и быстрее. В этом, кстати, скрывается одно из больших достоинств вариатора — разгон происходит при постоянных оборотах, поэтому можно настроить всю систему так, что на протяжении разгона двигатель будет работать со своей максимальной мощностью (например, на механической коробке передач достичь такого нереально). Наконец, ремень достигает своего максимального конструктивного радиуса в ведущем шкиве вариатора, и минимального — в ведомом. Однако, как правило, удается разогнаться еще немного быстрее, но уже за счет увеличения оборотов двигателя скутера, а не за счет трансмиссии.
Когда газ закрывается во время движения, какое-то время происходит торможение скутера двигателем, пока не выключится центробежное сцепление. Как только оно выключается, под действием большой пружины ведомого шкива ремень принимает свое исходное положение, как при работе на холостом ходу скутера. Но как правило, сцепление скутера выключается только при почти полной остановке (10 — 25 км/ч).
Кстати, о сцеплении скутера. Устройство это, хоть и выполняет самостоятельные функции, очень тесно связано с самим вариатором скутера: при неправильной работе сцепления не будет правильно работать и вариатор, и наоборот. Скутерное центробежное сцепление — это почти всегда три колодки типа тормозных на барабанном тормозе, которые под действием центробежной силы выходят наружу и зацепляются с барабаном сцепления. Сам узел сцепления закреплен на ведомом шкиве вариатора и вращается, а вот барабан сцепления — на валу, который посредством несложного редуктора передает момент на заднее колесо. Таким образом, чтобы заставить скутер ехать,надо заставить крутиться барабан сцепления. Происходит это, как только ведомый шкив вариатора скутера наберет достаточную скорость вращения, чтобы центробежная сила стала достаточно велика, и колодки могли преодолеть силу упругости пружин сцепления, препятствующих их свободному движению наружу. Эти же пружинки и «выключат» сцепление, сжав колодки вместе, когда скорость вращения ведомого шкива упадет ниже критического для срабатывания сцепления уровня. Как видим, система проста. И действует практически безупречно, сводя управление силовым агрегатом к выкручиванию ручки «газа» (отсюда, кстати, пошло название одного популярного скутерного журнала: Twist’n’go — «Крути и езжай!»). Что не в последнюю очередь определило нынешнюю волну популярности скутеров.
На этом видео вариатор в действии. Показано как нельзя лучше.
Существует несколько параметров, которые определяют правильную работу вариатора и свидетельствуют о его хорошей настройке. Во-первых, ремень не должен проскальзывать в шкивах. Минимальное проскальзывание там, разумеется, неизбежно, но оно должно быть таким, чтобы владелец скутера его не замечал. Проскальзывание ремня вариатора вдвойне вредно для скутерной трансмиссии. Это и снижение КПД, и повышенный износ деталей (проскальзывание ремня в ведущем шкиве чревато также расплавленной из-за перегрева пластиковой оболочкой грузиков вариатора). Характерный симптом проскальзывания — выбег оборотов двигателя при старте с места, который не сопровождается ожидаемым ускорением («ревет, но не едет»). От чего зависит проскальзывание ремня вариатора? Прежде всего, от жесткости большой пружины ведомого шкива. Чем жестче пружина, тем сильнее натянется ремень, прежде чем он продвинется наружу в ведущем шкиве вариатора, а следовательно, тем меньше он и проскальзывает. Однако жесткость пружины не должна быть избыточной, иначе упадет максимальная скорость. Есть и другие факторы, также сказывающиеся на проскальзывании ремня. Это, например, его износ. Тут метод борьбы, разумеется, один — своевременная замена.
Устройство и принцип работы вариатора скутера
Что такое вариатор? Вариатор – это механическая бесступенчатая передача. Он используется для плавного изменения частоты вращения ведомого вала. В основном на всех типах мотороллеров установлен клиноременный вариатор. Он состоит из ведущего шкива, ведомого и клиновидного ремня и работает только в зависимости от количества оборотов двигателя, не реагируя на нагрузки (например при подъеме в гору, нагрузка на заднее колесо увеличивается, а передаточное число остается неизменным), что является одним из его недостатков.
Начнем с самого простого. Почему клиновидный ремень? Из рисунка слева 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 этих рисунках:
Двигатель не запущен.
Малые обороты двигателя.
Средние обороты двигателя.
Максимальные обороты двигателя.
На рисунках показаны также положения клиновидного ремня в разрезе на ведущем шкиве (слева) и ведомом (справа) при разных режимах работы двигателя.