Бесступенчатый привод транспортного средства

 

Использование: бесступенчатого привода в транспортном средстве в области транспортного машиностроения. Сущность изобретения в том, что достигнута максимальная простота управления автомобилем, для чего применен клиноременный вариатор. Бесступенчатый привод обеспечивает автоматическое изменение передаточного числа трансмиссии в зависимости от оборотов двигателя и сопротивления движения автомобиля, плавное трогание с места, автоматическое изменение рабочих диаметров ведущих и ведомых шкивов с помощью центробежного регулятора и нагрузочной кулачковой муфты при изменении дорожных условий, кроме того, двухременная передача выполнена вместо одноременной и передача усилий осуществлена через шестеренчатый реверс-редуктор с валом вместо цепи. 12 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано как транспортное средство для широкого использования начинающими автолюбителями, пожилыми людьми и инвалидами вследствие простоты управления.

Известны автомобили с подобным устройством, а именно с клиноременным вариатором. Фирма "ДАФ" в течение десятков лет применяла на легковых автомобилях клиноременную передачу, а затем на "Вольво 343". В последние годы появилась новая разновидность клиноременной передачи. Ремень в ней набранный из стальных трапециевидных звеньев. Он позволяет (по зарубежным данным) получить КПД свыше 0,90 и намного долговечнее обычного ремня. С 1984 года такой передачей снабжены легковые автомобили "ФИАТ-УНО-70". Во Франции выпускаются автомобили особо малого класса с клиноременными передачами с приводом на передние колеса. Ведущие фирмы: "ЖАНО", "ЛИЖЬЕ", "ЭРАД", "МАДЕН", "ДЮПОР" и др. В нашей стране известен самодельный автомобиль В.С.Миронова (авт. св. N 937839, кл. F16Н 9/00, 1980), в котором клиноременный вариатор расположен сзади с приводом на задние колеса. Эти данные взяты из журналов: "ТМ" N 6, 1970, N 8, 1983, "За рулем" N 6, 1985, N 8, 1991.

Известен бесступенчатый привод автомобиля, содержащий два клиноременных вариатора и два редуктора, каждые из которых установлен на отдельных валах, каждый ведомый шкив клиноременной передачи кинематически связан с редуктором, связанным кинематически с валом колеса, а ведущие шкивы клиноременной передачи установлены на едином валу.

Задачей изобретения является максимальная простота управления автомобилем, так как он рассчитан на широкий круг автолюбителей и инвалидов, а также снижение его стоимости при простоте обслуживания и надежности.

Для достижения этой цели клиноременный вариатор (бесступенчатый привод) в отличие от прототипа принят двухременным с двумя парами ведущих и ведомых шкивов, расположенным симметрично относительно продольной оси автомобиля. Кроме того ведомые шкивы имеют кулачковые нагрузочные муфты, которые исключают применение очень сложных устройств, о которых писалось выше. Двухременный вариатор повышает надежность и долговечность устройства, так как в случае обрыва одного из ремней можно продолжать движение до ближайшего пункта. Благодаря простому натяжному устройству замена ремня занимает меньше времени и усилий, чем замена колес автомобиля.

Для быстрой реализации этого изобретения автор предлагает кузов отечественного автомобиля "Ока" с двигателем в 30 л.с. который был предназначен для инвалидов, но к сожалению в этом качестве не был реализован. Автомобиль "Запорожец" в настоящее время снят с производства. По этой причине реализация этого изобретения становится очень актуальной.

На фиг. 1 показана общая компоновка устройства в моторном отсеке автомобиля с дифференциалом: на фиг.2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 сечение В-В на фиг.1; на фиг.5 сечение Г-Г на фиг.1; на фиг.6 сечение Д-Д на фиг.4; на фиг.7 сечение Е-Е на фиг.4; на фиг.8 сечение Ж-Ж на фиг.3; на фиг.9 общая компоновка устройства в моторном отсеке со спаренным реверс-редуктором; на фиг.10 сечение И-И на фиг.9; на фиг.11 сечение К-К на фиг.4; на фиг.12 сечение Л-Л на фиг.4.

Бесступенчатый привод клиноременный вариатор с реверс-редуктором передает крутящий момент от двигателя к коробке реверса, обеспечивает автоматическое бесступенчатое изменение рабочих диаметров ведущего и ведомого шкивов с помощью центробежного регулятора при изменении оборотов двигателя и кулачковой нагрузочной муфты при изменении дорожных условий (например, движение на подъем). К основным частям вариатора относятся ведущий шкив 1 с центробежным регулятором 2, установленным на валу двигателя 3, ведомый шкив 4 с нагрузочной кулачковой муфтой 5 на приводном валу 6 коробки реверса 6 и клиновой курдшнуровой ремень 7.

Ведущий шкив состоит из неподвижного конуса 8 на шпонке 9 подшипника 10, пружины 11, подвижного конуса 12 и центробежного регулятора 2. Оба конусу -подвижный и неподвижный алюминиевые со стальным валиком и втулкой изготовленны как одно целое.

Центробежный регулятор состоит из стальной крестовины 13, установленных на осях четырех грузов 14 и защитного кожуха 15. Крепление крестовины к валику неподвижного конуса осуществляется болтом 16 и шпонкой 9.

Ведомый шкив состоит из неподвижного конуса 17, подвижного конуса 18, возвратной пружины 11, нагрузочной кулачной муфты 4 на шпонке 9. Муфта имеет кулачки с винтовой поверхностью, которые при работе вариатора скользят по винтовым выступам подвижного конуса. Пружина размещена между полумуфтой и подвижным конусом, имеет предварительное поджатие и закрутку на 120^o. Разрезное кольцо 19, закрепленное в выточке вала, служит ограничителем движения подвижного конуса и упором для неподвижного конуса, закрепленного на валу с помощью шпонки 9 и болта 16.

При неработающем двигателе вариаторный ремень свободно лежит на малом диаметре ведущего шкива, а на ведомом шкиве он находится на максимальном диаметре и зажат между конусами пружиной. В неподжатом состоянии ремень находится на оборотах холостого хода, так как центробежных сил недостаточно для преодоления предварительного усилия сжатия пружины на валу ведущего шкива. Автомобиль придет в движение при увеличении оборотов двигателя и за счет уменьшения передаточного отношения вследствие перехода ремня на ведущем шкиве на большие рабочие диаметры. После выхода двигателя на заданный режим работы моменты движущих сил и сил сопротивления выравниваются и автомобиль движется с постоянной скоростью. При изменении дорожных условий при неизменном положении дросселя карбюратора передаточное отношение вариатора автоматически меняется, что вызывает изменение скорости движения. Уменьшение или увеличение подачи топливной смеси в двигатель при одинаковых дорожных условиях изменяет автоматически передаточное отношение, а, следовательно, и скорость движения. Реверс-редуктор состоит из вала, на шлицах которого сидит кулачковая муфта 20. Муфта имеет три фиксированных положения: передний ход, нейтраль, задний ход с помощью шарикового фиксатора. При включении кулачковой муфты, через шестерни 21, свободно сидящие на валу редуктора, усилие передается на вертикальный вал через сидящую на шлицах шестерню 22 и далее через шестерню 23 дифференциал 24 и полуоси колес. Кроме основного предлагается вариант передачи усилий через спаренный реверс-редуктор, принципиально не отличающийся от основного, но исключающий дифференциал, что обеспечивает независимую передачу на левое и правое переднее колесо, что в условиях бездорожья может сыграть положительную роль. Натяжное устройство ремня не нуждается в подробном описании, так как на чертеже ясно видно его устройство. Для замены ремня необходимо ослабить затяжку двух болтов 25, повернув реверс-редуктор вперед, натянуть ремень поворотом редуктора назад и затянуть болт.

Главные результат это простота управления, так как исключается такая сложная операция, как переключение скоростей и, как следствие, снижение аварийности. Кроме того, снижение стоимости автомобиля, так как вариатор значительно дешевле и проще в изготовлении, чем сцепление, коробка передач и дифференциал, потому что детали вариатора, в основном, из алюминиевых литых деталей с минимальной механической обработкой и большой повторяемостью деталей.

Управление автомобилем осуществляется при помощи руля, ножной педали тормоза 26, ножной педали газа 27, рычага реверса 28. В случае управления транспортом инвалидом с одной правой ногой не требуется переделок. Перестановка педали газа на левую сторону в случае отсутствия правой ноги. При отсутствии одной руки на руль ставится рукоятка (так как это сделано на автомобиле "Запорожец"). Остальные органы управления не требуют переустройства.

В случае, когда инвалид не может действовать двумя ногами, рычаг газа крепится на руль, а тормоз приводится в действие рукой.

Таким образом, автомобиль с клиноременной передачей является универсальным транспортным средством для широкого круга людей, в том числе инвалидов. Ын

Формула изобретения

Бесступенчатый привод автомобиля, содержащий два клиноременных вариатор и два редуктора, каждые из которых установлены на отдельных валах, каждый ведомый шкив клиноременной передачи кинематически связан с редуктором, связанным кинематически с валом колеса, а ведущие шкивы клиноременной передачи установлены на едином валу, отличающийся тем, что единый вал является валом двигателя, а кинематическая связь ведомого шкива клиноременной передачи выполнена посредством нагрузочной муфты и установлена на валу редуктора, который связан вертикальным валом с главной передачей для передачи усилия на колесо.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11