15.2. Бесступенчатые механические приводы

Уже с самого начала возникновения автомобиля была известна бесступенчатая фрикционная передача. Однако она до сих пор не нашла широкого применения в автомобиле, так как имеет невысокий КПД, небольшой срок службы или неприемлема для передачи большой мощности. Интерес всегда вызывает клиноременный вариатор, т. е. клиноременная передача с двумя шкивами, половины которых могут сдвигаться в осевом направлении, в результате чего изменяется их эффективный диаметр. Такая передача была применена в легковом автомобиле малого класса фирмы ДАФ (Нидерланды), где благодаря удобному расположению в автомобиле, автоматическому управлению, уменьшению нагрузки на ремень в результате использования понижающей передачи зубчатыми колесами была достигнута достаточно высокая надежность работы и хороший срок службы.

Но для надежной передачи большей мощности срок службы обычных клиновых ремней оказывается недостаточным. Решение нашли в замене их металлическими клиновидными ремнями. Элемент одного из таких ремней показан на рис. 123. Основу составляет стальная лента, состоящая из 10-14 слоев стального листа с толщиной каждого слоя около 0,2 мм, на которой подвижно размещены клиновидные башмачки. Передача усилия с одного шкива на другой осуществляется давлением между отдельными башмачками, а стальная лента не несет тягового усилия и служит лишь направляющей башмачков. Углы клина башмачков в плоскости ремня выбраны таким образом, чтобы их торцовые поверхности не касались друг друга даже при минимальном диаметре шкивов. Боковые поверхности башмачков передают тяговое усилие в направлении от оси вращения ремня к его краю. Для уменьшения вибраций и шума, а также для ограничения зазоров, образующихся при вытягивании ленты, башмачки выполнены разными по толщине.

Рис. 123. Элемент металлического составного клиновидного ремня

Для монтажа на ленту башмачки снабжены прорезями или (см. рис. 123) штифтами, что предохраняет их от выпадания. Собранный ремень помещен в кожух и смазан. Для удаления масла с боковых поверхностей башмачков, входящих в контакт с поверхностью шкива, на них выполнены маслосбрасывающие канавки.

Для изменения активного радиуса шкивов и, следовательно, передаточного отношения боковые поверхности шкивов перемещаются гидравлическим устройством; КПД такого клиноременного вариатора очень высок и достигает 97-98 %. КПД же всей трансмиссии с передачей такого типа, включая привод колес и гидронасосы, у автомобиля "Форд-Фиеста" составил 88-92 %. Для трогания автомобиля с места и выключения привода при остановке автомобиля служит центробежное сцепление на маховике двигателя. Для движения автомобиля задним ходом используют зубчатую реверсирующую передачу, включаемую вручную.

Ведутся разработки и других типов бесступенчатых вариаторных передач. Например, фирма ГКН вместо клинового ремня использует для передачи тягового усилия стальную цепь. Пальцы цепи имеют специальную форму боковых торцов, соприкасающихся со шкивами. КПД такой передачи составляет 90-95 %.

Описанная выше бесступенчатая передача типа "Трансматик" металлическим клиновым ремнем с башмачками на 10 % легче автоматической планетарной коробки передач и короче ее. Такая передача может использоваться в автомобилях с рабочим объемом двигателя 1000-2300 см³.