БЕССТУПЕНЧАТЫЙ ПРИВОД АВТОМОБИЛЯ Российский патент 1997 года по МПК B60K17/32 

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 клиноременные передачи, а затем на "Вольно 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 г. такой передачей снабжены легковые автомобили " ФИАТ-УHО-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. Г 16 H 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, 1986, N 8 1991.

Зарубежные варианты сложнейшая комбинация вакуумных камер, гидровакуумных насосов, сервомоторов и понижающих редукторов. Большей простотой отличается вариатор В.С.Миронова. За прототип принят автором автомобиль французской фирмы "Лижье-7" с клиноременным вариатором и двигателем 5,4 л.с. Автомобиль этого класса не может двигаться на магистралях, так как обладает малой скоростью. Вариатор имеет один ремень, это делает его недостаточно надежным. Эти недостатки не позволяют широко использовать его в больших гоpодах, что сужает круг покупателей. Одновременный вариатор установлен на отечественном снегоходе "Браун".

Известен бесступенчатый привод автомобиля, содержащий два клиноременных ваpиатоpа, 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 / Ю. Мацкерле "Автомобиль сегодня и завтра", М. Машиностроение. 1980, с.265/.

Задачей данного решения является простота управления и снижения стоимости при простоте обслуживания и надежности.

На фиг. 1 приведен общий вид привода сверху; на фиг. 2 общий вид привода спереди; на фиг. 3 общий вид привода спереди без вала двигателя; на фиг. 4 общий вид привода сбоку; на фиг. 5 сечение А-А на фиг.1; на фиг. 6 сечение Б-Б на фиг.4; на фиг. 7 сечение В-В на фиг.1; на фиг. 8 сечение Г-Г на фиг. 1; на фиг. 9 вариант привода с рычажной подвеской; на фиг. 10 - вариант привода с рычажной подвеской в разрезе.

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, ведомый шкив 3 с нагрузочной кулачковой муфтой 4 на приводном валу коробки реверса 5 и клиновой кордшнуровой ремень 6.

Ведущий шкив состоит из неподвижного конуса 7 на шпонке 8 подшипника 9 возвратной пружины 10, подвижного конуса 11 и центробежного регулятора 2. Оба конуса подвижный и неподвижный алюминиевые со стальным валиком и втулкой, изготовленные как одно целое.

Центробежный регулятор состоит из стальной крестовины 12, установленных на осях четырех грузиков 13 и защитного кожуха 14.

Крепление крестовины к валику неподвижного конуса осуществляется болтом 15 шпонкой 16.

Ведомый шкив состоит из неподвижного конуса 17 подвижного конуса 18 возвратной пружины 10 и кулачковой муфты 4 на шпонке 16. Полумуфта 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 вытачке вала, служит ограничителем движения подвижного конуса и упором для неподвижного конуса, закрепленного на валу с помощью шпонки 16 и болта 15.

При неработающем двигателе вариаторный ремень свободно лежит на малом диаметре ведущего шкива, 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 шестерню 22 и далее через карданный шарнир 23 на шток 24, который через шлицы связан с корпусом амортизатора 25, имеющим в нижнем торце вал, связанный через шестерни 26 с редуктором 27. Шестерня 28 через шлицы соединена карданным шарниром со ступицей ведущего колеса. Карданный шарнир необходим для установки развала колес, так как это сделано на автомобиле "Ока" с помощью двух болтов на поворотном кулаке 29 и корпусе стойки подвески 30. Подвеска осуществляется с помощью рычага 31.

Включение двух реверс-редукторов осуществляется синхронно с помощью тяг и рычагов реверса 32. Замена ремня 6 осуществляется снятием неподвижного ведомого диска 3, для этого необходимо вывернуть болт 15, что значительно проще и быстрее, чем замена запасного колеса.

В варианте, представленном на фиг. 9 и 10, применена обычная рычажная подвеска типа "Волга", "Жигули" и в подробном описании не нуждается.

Техническое решение позволяет значительно упростить управление автомобилем, 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 коробка передач, сцепление и дифференциал, которые не нужны в этом устройстве. Детали вариатора в основном изготавливаются из алюминиевого сплава с минимальной механической обработкой и большой повторяемостью. Все узлы этого устройства просты и их ремонт доступен владельцу автомобиля, не прибегая к помощи сервиса.

Управление автомобилем осуществляется с помощью руля ножной педали тормоза 33, ножной педали газа 34, рычага реверса 32. В случае управления инвалидом с одной правой ногой не требуется переделок. В этом случае автомобилем может пользоваться любой член семьи. Перестановка педали газа на левую сторону в случае отсутствия правой ноги. При отсутствии одной руки на руль ставится рукоятка.

В случае, когда инвалид не может действовать двумя ногами, рычаг газа крепится на руль, а тормоза приводятся в действие рукой. Благодаря этому решению освобождается значительное пространство в моторном отсеке, которое можно использовать для установки, например, кондиционера или холодильника.

Таким образом, автомобиль с клиноременной передачей является удобным, надежным и дешевым средством передвижения для широкого круга людей, в том числе, инвалидов.

Использование изобретения в бесступенчатом приводе автомобиля, изобретение относится к области транспортного машиностроения. Сущность изобретения: максимальная простота управления автомобилем, для чего применен клиноременный вариатор. Бесступенчатый привод обеспечивает автоматическое изменение передаточного числа трансмиссии в зависимости от оборотов двигателя и сопротивления движению 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. Новым по сравнению с прототипом является двухременная передача вместо одноременной и передача усилий через шестеренчатый реверс-редуктор в едином блоке с главной передачей на брызговиках колесных ниш, что освобождает большое пространство в моторном отсеке для дополнительного оборудования (кондиционер, холодильник и др.). Новым является также использование амортизатора для передачи крутящего момента от главной передачи к ведущим колесам без переделки серийной подвески. 10 ил.

Бесступенчатый привод автомобиля, содержащий два клиноременных вариатора 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 ведомый шкив клиноременной передачи связан с валом редуктора посредством нагрузочной муфты, а кинематическая связь колеса с редуктором выполнена посредством шестерни редуктора через карданный вал на шток амортизатора и угловую передачу колеса, а единый вал является валом двигателя.