Устройство редуктора скутера
Редуктор скутера
Задача редуктора скутера состоит в том, чтобы передавать вращение с ведомого шкива вариатора на заднее колесо. Первое передаточное отношение проходит прямо через вариатор. Вариатор достигает своего конечного отношения (ремень впереди выходит на внешний радиус) при вращении ведомого шкива около 5 раз за вращение коленвала (при 10000 об/мин двигателя, таким образом 50000 вращений шкива). Предположительно, если бы колесо сидело на ведомом шкиве, то колесо должно было бы при каждом зажигании (соответственно вращении коленвала) совершать 5 полных вращений. Получилось бы такое длинное отношение, которое мотор не смог бы потянуть. Таким образом значение редуктора становится очевидным: передавая крутящий момент с ведомого шкива на заднее колесо, он уменьшает скорость вращения. Во сколько раз? На разных моделях скутеров это число может немножко отличаться, но оно всегда близко к 12, напрмер на Yamaha Aerox, если быть точным, — 12,28, а на китайце Baotian Tanco 50 около 11,3. Это означает, что на один оборот заднего колеса приходится 12,28 и 11,3 соответсвенно оборотов ведомого шкива.
Шестерни редуктора находятся в закрытой емкости в задней части картера скутера. Емкость заполнена маслом, поэтому прежде, чем октрывать крышку, масло необходимо слить.
Механизм редуктора скутера разделен на ПЕРВИЧНУЮ (шестерни 1 и 2) и ВТОРИЧНУЮ (шестерни 3 и 4) передачи. Первичная или вторичная передачи состоят всегда из двух шестерней — большой и маленькой. Разделив число зубцов ведущей шестерни на число зубцов ведомой шестерни, мы получаем передаточное отношение передачи. Например, маленькая и большая шестерни первичной передачи (1 и 2) Yamaha Aerox имеют 13 и 52 зубца соответственно. Понятно, что ведущей в данном случае является маленькая шестерня, поэтому отношение передачи будет равно 13/52, или 1:4, если поделить числитель и знаменатель на 13. Для нас это означает, что на четыре оборота ведущей (маленькой) шестерни приходится лишь один оборот ведомой (большой). Зная размеры шестеренок вторичной передачи (3 и 4) того же Yamaha Aerox — 14 и 43 и действуя аналогично, получаем отношение 1:3,07. Теперь осталось лишь перемножить полученные отношения 1:4 и 1:3,07, чтобы получить итоговое отношение редуктора Аэрокса 1:12,28 — о нем говорилось в самом начале.
Чем меньше значение передаточного отношения, тем длиннее передача. Например (для первичной передачи), 1:4,2 — короткая передача; 1:3,15 — средняя передача; 1:2,73 — длинная передача; 1:2,11 — очень длинная передача.
Абсолютно безразлично, с помощью какой передачи — первичной или вторичной — изменять итоговое отношение редуктора. На скутерах, подготовленных к соревнованиям на основе поршневых High-End иногда заменяют даже обе передачи.
Зачем удлиннять передачу?
Одно дело — иметь большую мощность, а другое — ее реализовать. На стандартном моторе скутера удлиннять передачу нет никакой необходимости: произодителем подобранно отношение редуктора, позволяющее оптимально реализовать мощность мотора. Однако при тюнинге силового агрегата пиковая мощность порой увеличивается в два-три раза. Тут не обойтись без вмешательства в трансмиссию.
Дело в том, что все двигатели внутреннего сгорания работают лишь в определенном диапазоне оборотов. Выше этого диапазона сила двигателя — крутящий момент — очень быстро падает. Причем с такой скоростью, что быстро падает и мощность (которая фактически определяется произведением момента на обороты). Особенно это касается тюнинговых моторов (красная кривая на диаграмме).
Как видим, при 10000 об/мин тюнинговый мотор развивает 7 лс, а уже при 11000 об/мин — всего 2. Если на тюнинговом моторе оставить передачу стандартной, то прирост максимальной скорости будет достигаться только за счет роста максимальных оборотов. При этом главное преимущество — прирост крутящего момента за счет увеличения объема — остается нереализованным, так как это возможно лишь с помощью модернизации трансмиссии.
Тем, кто не очень хорошо знаком с взаимосвязью мощности, крутящего момента и оборотов двигателя, должен помочь в понимании следующий пример. Машина с механической коробкой никогда не разгонится до максималки на первой передаче, так как двигатель не раскрутится выше определенных оборотов. На первой передаче избыток крутящего момента расходуется на тяговые свойства: Вы можете ехать в очень крутую горку с до отказа набитой машиной, а можете ехать с горки без пассажиров и багажа, но скорость будет одинаковой. Более длинная передача ограничивает Ваши возможности по форсированию подъемов, зато по ровной дороге Вы можете ехать значительно быстрее.
Итак, необходимость в удлинении трансмиссии при тюнинге силового агрегата становится очевидной. Но это не совсем верно, что чем длиннее выбрана передача, тем быстрее поедет скутер, или другие подобные утверждения. Если использовать чрезмерно длинную передачу, то двигателю не будет хватать крутящего момента, чтобы развить максимальные обороты. В этом случае говорят, что двигателю не может вытянуть длинную трансмиссию. Теперь становится понятным, почему удлиннение передачи на стандартном моторе бессмыссленно. Одним словом, длина передачи должна соответствовать возможностям двигателя.
Насколько удлиннять?
Поршневая Sport 70сс в сочетании с правильно настроенным 17,5 mm карбюратором имеет достаточно момента, чтобы можно было удлинить передачу на 12-20%. На поршневых класса Racing — еще немного больше. Обратите внимание на то, что чем длиннее передача, тем соответственно меньше разгонной динамики, так как момент на заднем колесе при разгоне уменьшается. Многие производители дают уже готовые рекомендации отношения, однако, как показывает практика, они не всегда соответсвуют требованиям конкретного владельца, поэтому следует отнестись к выбору отношения внимательнее. Чтобы понять, на сколько процентов удлинится передача, Вам нужно посчитать отношения стандартной и тюнинговой передачи. Рассмотрим опять пример с Аэроксом: родная вторичная передача у него имеет отношение 1:3,07. Top Performances предлагает вторичную передачу для этого мотора с соотношением зубьев 16/41, чему соответствует отношение 1:2,56. Теперь делим передаточное отношение тюнинговой передачи на отношение стандартной, вычитаем результат из единицы и умножаем на 100%. Получаем удлинение передачи в процентах.
Итак: (1 — (2,56/3,07)) x 100% = 16,62%.
Прямые или косые зубцы шестерен?
Большинство производителей предпочитает прямые, они лучше передают усилие и приводят к менее значительному нагреванию за счет меньшей площади трения. Однако шестерни с косыми зубцами работают значительно тише.
Масло для редуктора скутера
Для редуктора подойдет любое автомобильное трансмиссионное масло вязкостью по SAE 80W80; 85W85 или 75W75 и с индексом качества по API GL-4, GL-5.
Как и в моторе, тут лучше отдать предпочтение «синтетике» или «полусинтетике» известных фирм. Задний редуктор — агрегат достаточно «напряженный» и его поломка полностью выводит скутер из строя. Причем происходит это, как правило, вдали от дома. Замена масла обычно рекомендуется через каждые 5 тыс. км пробега скутера или один раз, в начале сезона.
Экономить на редукторе не стоит, одной литровой фляжки масла хватит почти на всю «жизнь» скутера
Устройство и характеристики вариатора скутера
Вариатор – это один из самых важных узлов скутера. Он представляет собой механическую бесступенчатую трансмиссию. Это одновременно и сложный и простой узел. Задача вариатора состоит в том, что бы заменить большую и не удобную коробку передач. Благодаря этой детали намного упростилась конструкция скутера, и водителю стало легче им управлять. Далеко не последняя задача вариатора – передавать крутящий момент на колесо с максимальной эффективностью. С виду это довольно незатейливый механизм, но для того, что бы его настроить потребуется максимум внимания и умения. Чтобы грамотно его настроить, нужно не забыть о следующих факторах: вес и размер роликов, диаметр шкивов, их амплитудность, длина и ширина ремня, жесткость пружины торкдрайвера, жесткость пружин сцепления и так далее.
Существует много видов различных вариаторов, но в скутерах устанавливают, как правило, клиноременные, которых в свою очередь имеется два: автоклиноременные и механические.
Устройство клиноременного вариатора следующее: два раздвижных шкива и соединяющий их клиновой ремень. Две конусных поверхности, которые образуют шкив, называются «щеки», между ними есть определенный зазор. Шкив, который вращается двигателем, называется ведущим, а тот с которого осуществляется отбор мощности – ведомым. Ведущий шкив закреплен на левой шейке коленвала, а ведомый соединяется с редуктором заднего колеса через механизм сцепления. Когда частота вращения коленчатого вала изменяется, муфта вариатора меняет расстояние между щеками шкива.
Клиноременной вариатор
Клиноременной вариатор состоит из: 1 — неподвижной щеки ведущего шкива, 2 — клинового ремня, 3 — подвижной щеки ведущего шкива, 4 — пластины с направляющими грузиков, 5 — грузики, 6 — неподвижная щека ведомого шкива, 7 — подвижная щека ведомого шкива, 8 — пружина, 9 — центробежное сцепление. Благодаря тому, что на скутерах установлены клиноременные вариаторы, управлять ими достаточно просто даже людям, которые никогда не сидели за рулем мототехники.
Вариатор скутера можно отнести к механическим типам трансмиссий. Если говорить понятным языкам, то вариатор способен обеспечить оптимальное передаточное число трансмиссии в какой-то определенный момент времени. Не дорогие скутера оснащены механическими вариаторами, их работа осуществляется за счет роликов. Такое решение зарекомендовало себя не с лучшей стороны. Сила трения и температура оказывают негативное влияние. Дорогие брендовые модели оснащают вариаторами, которые управляются бортовым компьютером. Для того, чтобы увеличить возможности из стандартного вариатора механического типа по максимуму, устанавливают ролики, которые нужно подобрать по весу, а лучше купить готовые набор и таким образом увеличится мощность скутера и работать он будет более ровно.
Вариатор тесно связан с работой сцепления. Если что-то одно будет работать неправильно, но это отразиться на работе другого.
Есть несколько параметров, по которым можно определить правильную работу вариатора и по ним можно судить о его хорошей настройке. Первый – ремень не должен проскакивать в шкивах. Проскальзывание должно быть минимальное. В противном случае это может повредить трансмиссии, детали будут изнашиваться намного быстрее. Как можно определить, что проскальзывание имеет место? Вы будете видеть, что ваш скутер «ревет, пытается ехать, но ему это не удается». Так же причиной проскальзывания может быть большой износ. Второй – обороты двигателя должны быть постоянными. Еще на заводе вариатор скутера настраивают оптимально при помощи специальных грузиков. Некоторые любители экспериментов меняют их на более легкие, что бы увеличить разгон, но делать этого не следует, иначе можно потерять не только в скорости разгона, но и в максимальной скорости вообще. Заводская настройка вариатора считается идеальной, и менять ее не рекомендуется, можно только ухудшить положение. Наиболее оптимальная настройка позволяет обеспечить ровный разгон без всяких провалов и главное – в нужной зоне оборотов.
Передаточное число вариатора скутера 50 кубов
Устройство вариатора и сцепления скутера
Этот характерный для скутеров узел состоит из двух раздвижных шкивов и соединяющего их клинового ремня. Каждый шкив образован двумя конусными поверхностями, называемыми щеками, с зазором («ручьем») между ними. Ведущий шкив закреплен на левой шейке коленчатого вала, ведомый соединен через механизм сцепления с редуктором заднего колеса. При изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя центробежное устройство (муфта вариатора, расположенная на ведущем шкиве) изменяет расстояние между щеками шкива. Происходит это следующим образом. На коленчатом валу закреплены направляющая пластина, втулка и неподвижная щека шкива, а корпус муфты может перемещаться относительно вала в продольном направлении. Между направляющей пластиной и корпусом муфты находятся грузики, которые могут перемещаются, в радиальном направлении по пазам в корпусе муфты.
Клиноременный вариатор: а — устройство; б — положение ремня при малых (I) и больших (II) оборотах коленчатого вала; 1 — неподвижная щека ведущего шкива; 2 — клиновой ремень; 3 — подвижная щека ведущего шкива; 4 — пластина с направляющими грузиков; 5 — грузики; 6 — неподвижная щека ведомого шкива; 7 — подвижная щека ведомого шкива; 8 — пружина; 9 — центробежное сцепление.
При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузики, под действием центробежной силы, расходятся в направлении от центра, вызывая смещение корпуса муфты и схождение щек ведущего шкива. При этом ремень трапециевидного сечения выжимается от положения, близкого к центру шкива, на его периферию. Так как длина ремня постоянна, то его натяжение увеличивается, и он раздвигает щеки ведомого шкива, смещаясь к центру шкива, преодолевая усилие пружины. Таким образом, ремень имеет возможность перемещается на ведущем шкиве в сторону большего диаметра контакта, а на ведомом — в сторону меньшего.
Клиноременный вариатор: а — устройство; б — положение ремня при малых (I) и больших (II) оборотах коленчатого вала; 1 — неподвижная щека ведущего шкива; 2 — клиновой ремень; 3 — подвижная щека ведущего шкива; 4 — пластина с направляющими грузиков; 5 — грузики; 6 — неподвижная щека ведомого шкива; 7 — подвижная щека ведомого шкива; 8 — пружина; 9 — центробежное сцепление.
Передаточное отношение вариатора равно отношению диаметров, по которым проходит ремень на ведомом и на ведущем шкивах. Увеличение частоты вращения коленчатого вала двигателя вызывает уменьшение передаточного отношения, что соответствует включению более высоких передач в механической коробке передач. Наличие на скутерах, особенно малого класса, клиноременного вариатора, позволяет легко управлять ими даже новичкам за рулем.
Наиболее распространена на современных скутерах трансмиссия с клиноременным вариатором, который обеспечивает бесступенчатое и автоматическое изменение передаточного отношения. Благодаря этому устройству для троганья с места и разгона достаточно лишь поворачивать ручку «газа», не обременяя себя выключением сцепления и переключением передач.
Подвижная щека ведущего шкива с грузиками.
У современных «крейсерских» скутеров клиноременные вариаторы имеют не механическую центробежную систему управления, а электронную.
Оно служит для плавного соединения двигателя с колесом при троганьи с места. У подавляющего большинства скутеров сцепление представляет собой центробежный автомат, который включается в работу при увеличении оборотов коленчатого вала двигателя выше холостых. Размещается автоматическое центробежное сцепление на ведомом шкиве вариатора, реже (у скутеров без вариатора) — непосредственно на шейке коленчатого вала.
У барабанного сухого сцепления одна из половин ведомого шкива вариатора служит опорой для колодок, которые внешне похожи на одноименные детали барабанного тормоза. В отличии от тормозных колодок, колодки сцепления дополнительно играют роль центробежных грузов. Через каждую из колодок (их бывает 2-3) с одного конца проходит ось, относительно которой она может поворачиваться. Противоположные концы притянуты друг к другу пружинами. Приостановленном двигателе, или работающем на холостом ходу, колодки сцепления притянуты пружинами друг к другу и не передают крутящий момент от двигателя и приводимого им вариатора на колесо. При возрастании частоты вращения ведомого шкива вариатора, колодки сцепления, вращающиеся внутри барабана, за счет центробежной силы начинают, преодолевая усилие пружин, расходиться и прижимаются наружной поверхностью к барабану. Эта поверхность, как и у тормозных колодок, имеет специальное фрикционное покрытие, способное передавать крутящий момент. Поскольку обороты двигателя нарастают не мгновенно, в первый момент троганья действия центробежных сил недостаточно, для того, чтобы плотно прижать колодки к барабану, и они пробуксовывают относительно друг друга. Таким образом, крутящий момент нарастает постепенно, и скутер плавно трогается с места.
В работе сцепления используются силы трения между деталями, закрепленными на ведущем валу, связанном с двигателем, и ведомом, связанном с колесом. По своей конструкции сцепления делятся на барабанные (колодочные) и дисковые. Кроме того, они бывают сухие и мокрые, то есть работающие в масле. Хотя последний тип на мотоциклах имеет преимущественное распространение, на скутерах он встречается редко.
Центробежное сцепление: 1 — пружина; 2 — башмак (грузик) с фрикционной накладкой; 3 — основание (ведущий диск); 4 — барабан сцепления.