Итак, что же такое трансмиссия и как она работает? Я надеюсьэта статья поможет разобраться в этих вопросах а так же узнать о настройке итюнинге этого агрегата .

 

    На сайте motoua.net есть статья на тему о неумирающих вопросахо настройке трансмиссии. В ней довольно подробно даны ответы на многие вопросы,возникающие время от времени у наших скутеристов, но, на мой взгляд,недостаточно полно описана работа вариатора в реальном двигателе, а рядположений весьма спорны, т.к. не описывают, или не объясняют некоторые моменты.

   Свести всю работу вариатора к принципу: больше оборотов –выше выталкивается ремень, увеличивается передаточное отношение, увеличиваетсяскорость, нельзя. Это еще, в первом приближении, может соответствовать случаю, когдаскутер стоит на центральной подножке, но в реальной жизни это не совсем верно.Да и не совсем понятно в этом случае, что же делает вариатор, не проще было быобойтись без посредников: выше обороты – выше скорость! Как в цепных скутерах,а тут еще мощность тратится на трение и не малая! Так зачем же?! - как говорил известный персонаж из комедии "За двумя зайцами".

    Кроме того, в процессе разгона скутера имеется участок,когда обороты двигателя НЕ растут, а ремень таки поднимается на ведущем шкиве ипередаточное отношение растет, и скорость скутера увеличивается. Этот моментуже не объяснишь так просто.

    Непонимание тонкостей процесса и приводит к слишком простымсоветам, типа легче ролики – больше "рывок", тяжелее – большемаксимальная скорость. Это все было бы так просто, если бы в дело не вмешивалсяЕго Величество Вариатор. Тогда бы график зависимости скорости и оборотовпредставлял бы собой прямую линию и вес роликов просто менял бы угол еенаклона. Но, увы (или к счастью) все не так просто. Пересмотрев всю доступнуюмне литературу, к удивлению, обнаружил, что практически везде объяснениепринципа работы вариатора сведено к такой же упрощенной схеме.

     Единственным исключением является статья с сайта revout-racing.ru, где упоминается о режиме поддержания постоянных оборотов приразгоне, но и в ней, к сожалению, не объясняется, что же заставляет ременьподниматься при неизменных оборотах двигателя (см. приложение). Привожу статьюполностью, т.к. я не уверен, что до нее можно сейчас добраться (доступны толькостатьи по карбюратору и редуктору), а она весьма полезна.

     Позволю себе в очередной раз изложить свое понимание этихвопросов, хотя букв для этого потребуется много. Надеюсь, что мои коллеги заэто на меня не обидятся.

   

Для начала несколькообщих положений:

 

1.Зависимость мощности от оборотов для 2-х тактногодвигателя имеет явно выраженный максимум, острота которого зависит от суммарнойхарактеристики всех компонентов двигателя – цилиндра с его газодинамическимихарактеристиками, выпускной системы, трансмиссии, системы питания (карбюратор +воздушный фильтр и т.п.). Ниже показана типовая характеристика, снятая надинамическом стенде при вариаторе, зафиксированном c передаточным отношением1:1, для различных выпускных систем.

 

рис. 1 

 Отчетливо просматривается наличие точки на шкале оборотов,которой соответствует максимальная мощность. Видно, что при примененииразличных выпускных систем значение этих оборотов максимальной мощности (ОММ)для одной и той же остальной конфигурации различно, как различны и предельныеобороты, на которых двигатель еще развивает хоть какую-то мощность.

  Для серийного скутера, который не предназначен дляспортивных применений, конструкторами принимаются меры для того, чтобы какможно больше сгладить эту "резонансность ", чтобы характеристикимощности скутера во всем диапазоне оборотов и скоростей были равномернее (Рис.2 сплошная линия). Для этого соответствующим образом просчитан цилиндр ирасположение его окон, применены выпускные системы, построенные какмногокамерные резонаторы с переходами малого диаметра между камерами,аналогично сделаны и корпуса воздушных фильтров, трансмиссия тоже подчиненаэтой цели (форма постелей роликов, угол наклона опорной плиты, форма прорезейторкдрайвера, передаточное отношение редуктора). Некоторая часть этих средств"сглаживания" называется у нас "душилками". Действительно,при снятии их, максимальная мощность возрастает, но при этом зачастую возникаетнеравномерность характеристики ("подхваты" и "провалы"), скоторыми приходится или бороться или мириться.

   Для спортивных скутеров важнее, чем равномерность истабильность характеристик, является максимальная скорость, приемистость ипоэтому борьба идет за каждую лошадиную силу (Рис.2 пунктирная линия).

 

рис. 2 

2. Некоторые системы скутера очень сильно напоминают"Сиамских близнецов" : цилиндр и выпускная система, карбюратор ивоздушный фильтр, вес роликов и упругость пружины торкдрайвера("Torquedrive" у Malossiили "Speeddrive" у Polini).

3. Любые изменения настроек скутера (жиклеры карбюратора,вес роликов, жесткость пружины торкдрайвера, воздушные фильтры и т.п.), безкоррекции связанных с ними элементов, приводят к ухудшению интегральныхпараметров скутера (тем более, что мы их не замечаем), как бы нам ни нравилисьчастные результаты.

4. Работа по точной настройке систем скутера без примененияизмерительных приборов, хотя бы на время точной настройки (в первую очередьтахометр, электронный спидометр) носит скорее эмоциональный характер, азачастую, вообще невозможна.

   Рассмотрим для начала, что происходит, когда мы без реальнойнеобходимости вмешиваемся в работу отлаженного вариатора.

   Вот график (Рис.3) работы идеального вариатора на идеальномскутере (сплошная линия) при движении по горизонтальному участку. Как выпонимаете, работа реального вариатора на реальном скутере будет отличаться тойили иной степенью приближения к идеальному (см. Рис.9 нижние графики). Отвлияния выработки щек ведущего шкива, направляющих торкдрайвера, износа ремня,роликов и т.п. реальный график будет иметь те или иные отклонения от прямыхлиний, но в целом все равно характер поведения будет подчинен таким жезакономерностям.

  

рис. 3

  Разгон начинается после схватывания сцепления (точка"а") при 4000 об/мин и до достижения оборотов 7000 об/мин, оборотырастут совместно с ростом скорости, далее характер разгона меняется (точка"b") – идет рост скорости при неизменных оборотах двигателя. Эторезультат работы вариатора именно как эквивалента автоматической коробке передач.Он поддерживает обороты двигателя (7000) равными оборотам максимальной мощности(ОММ). К моменту достижения скорости 70 км/час (точка "с") вариаторполностью отрабатывает свой диапазон изменения передаточного отношения –торкдрайвер полностью разжат, подвижная щека ведущего узла вплотнуюприблизилась к неподвижной, при этом вытеснив ремень на максимально допустимыйрадиус. (Все конкретные цифры на графике не являются каким-то стандартом, апросто описывают приведенный авторами график). "Длина" и "горизонтальность"полочки на графике определяет качество вариатора.

   Далее разгон продолжается с одновременным ростом оборотов допредельных, которые определяются конкретной конфигурацией скутера.

   Пунктирная линия относится к случаю, когда вес роликов меньшеоптимального, (решили увеличить "подрыв") обороты двигателя"проскакивают" выше ОММ, разгон идет с непрерывным ростом оборотов, ина пониженной мощности двигателя, что растягивает во времени этот процесс.

   Обратите внимание, что пунктирный график не достигает точки"d", т.к., на первый взгляд, предельных оборотов для этого двигателяне хватает для отработки вариатором максимального передаточного отношения,ремень не вытолкнут на максимально допустимый радиус. Из-за этого произошлоснижение максимальной скорости. Но это только на первый взгляд. На самом делепричина в нехватке мощности двигателя в таком режиме. Если бы у двигателя небыло ограничения по оборотам из-за нехватки мощности, пунктирный графикпроходил бы выше, и прежняя скорость была бы достигнута при более высокихоборотах, но для обычного двигателя для этого нужно заняться серьезнымтюнингом.

   Мы увидели, что применение слишком легких роликов снижаетмаксимальную скорость и увеличивает время разгона из-за работы двигателя нанеоптимальных оборотах и при недостаточной, из-за этого, мощности.

   Штрихпунктирный график показывает характер работы вариатора,при весе роликов гораздо больше оптимальных.

   Видно, что тяжелые ролики сильно загружают двигатель, врезультате чего обороты не могут достичь ОММ, они падают из-за нехваткимощности до разгрузки двигателя, который снова пытается восстановить их и так несколько раз. Разгон происходит с несколькими подхватами и провалами нанеоптимальных оборотах, следовательно, медленнее, чем в идеальном случае. Номало того, максимальная скорость и в этом случае будет меньше"идеальной"!

   В чем же причина того, что как для слишком легких, так ислишком тяжелых роликов не достигается былая максимальная скорость?

   Ниже, приведены графики зависимости мощности и скорости дляэтих случаев, снятые на динамическом стенде. Черные линии соответствуют правильно подобранному весу роликов (в этом конкретном случае 9,2 грамм).

  

  Синяя линия на первом графике (Рис.4) приведена для случая,когда установлены ролики весом 8,5 грамма (меньше на 0,7 гр.). В итогемаксимальная мощность упала с 5 л.с. до 4,8 л.с., а максимальная скорость, с 97,54 км/час до 90,10км/час.

   Синяя линия на втором графике (Рис.5) соответствует случаю,когда установлены ролики весом 10 грамм (больше на 0,8 гр.). В итоге максимальная мощностьупала до 5 л.с.,а максимальная скорость до 90,25 км/час.

   Во всех случаях наглядно видно, что графики разгона проходятниже графиков оптимальной настройки, т.е. при потере мощности. В результатемаксимально возможная скорость не достигается и при легких и при тяжелыхроликах!

   При правильном подборе веса роликов, к моменту достиженияОММ, у двигателя имеется мощность, достаточная, чтобы вариатор смог работать врежиме автоматического поддержания ОММ. Этот режим характеризуется тем, чтопопытки двигателя увеличить обороты тут же компенсируются изменениемпередаточного отношения вариатора, что возвращает обороты к ОММ, но уже придругом передаточном отношении. А для этого есть все возможности – заслонкакарбюратора открыта полностью, центробежная сила роликов превышает силу,необходимую для удержания ремня в положении, нужном для получения текущейскорости движения, и эта избыточная сила и является тем фактором, который принеизменных оборотах заставляет ремень подниматься и т.д. и т.п. Такпродолжается до тех пор, пока вариатор не отработает весь свой диапазон.Поскольку запас мощности еще не исчерпан, рост оборотов продолжается, и приростскорости получается уже только за этот счет. Поскольку двигатель в этом случаеработает с постепенно понижающейся мощностью, в конце концов, избыток мощностиисчезает и скутер продолжает движение с постоянной скоростью, которую мы иназываем максимальной.

  

В результате работы вариатора мы получаем достаточнопостоянную мощность во время разгона:

   

  Обратите внимание, на тот факт, что мощность, котораянеобходима, чтобы обеспечить разгон, расходуется на преодоление сопротивлениядвижению скутера (сопротивление в подшипниках колес, перекатывание пневматиков,неровности дорожного покрытия, и сопротивление встречного потока воздуха) и напреодоление сжимающей силы пружины ведомого узла и силы трения ремня поповерхности подвижной щеки. Дело в том, что направляющие прорези на торкдрайве(Рис.6) сделаны под углом к оси шкива, что делает (при осевых перемещениях)неизбежным поворот подвижной щеки относительно неподвижной, да еще и в сторонупротивоположную направлению движения ремня, а при этом должно произойтинебольшое проскальзывание ремня. Поэтому двигаться подвижная щека начинает несразу, а только когда обороты будут достаточны для создания соответствующихцентробежных сил, и появится избыток мощности. До этого момента скоростьувеличивается пропорционально оборотам ( участок a-b на Рис.3)

  

рис. 6

   Из-за того, что в состав сил, на преодоление которых расходуется мощность, входят компоненты с квадратичной зависимостью от скоростидвижения, например сопротивление встречного потока воздуха то каждая следующая прибавка скорости скутера дается все более дорогой ценой. 

   Есть еще одна сила трения, которая должна преодолеваться приперемещении подвижной щеки ведомого шкива – это сила трения пружиныторкдрайвера об основание сцепления. Дело в том, что при сжатии пружины, ееконец постоянно перемещается по поверхности основания, т.е. пружина как бызакручивается при сжатии, и тот, кто хоть раз сжимал руками весь шкив присборке, знает, что сцепление нужно проворачивать, чтобы оно село на шлицынеподвижной щеки.

Чтобы уменьшить расход энергии на это проскальзывание,известная тюнинговая фирма Malossi выпустила еще одну деталь под названиемTorsion Controller.

  Поскольку, не смотря на громкое название, это всего лишьшайба из материала с низким коэффициентом трения, я думаю, что многие любителисмогут изготовить этот Контроллер самостоятельно. На scooter-center эта детальдля двигателей Минарелли 50-70сс стоит 4,7 евро, для двигателей Пиаджио 5,64евро. На SIP-scootershop оба варианта стоят 4,84 евро.

Статья об этой детали:(http:/www.revout.ru/modules.php?name=Pages&go=page&pid=70)

   Вывод: Учитывая, что конкретное значение оборотовмаксимальной мощности зависит от соответствующей комплектации двигателя: ЦПГ,коленвала, выпускной системы и т.п., изменение веса роликов для достижения иныхцелей кроме как для точной настройки вариатора для поддержания ОММ,недопустимо. Потери на всех фронтах!

    Те положительные результаты, которых достигают некоторыескутеристы, меняя в небольших пределах вес роликов или размеры ремня, являютсяплодом точной настройки вариатора, которой при серийном производстве достичьнереально, а, может быть, и не нужно. Как я понимаю, чуть завышенный весроликов по мере износа будет компенсировать падение характеристик, связанных сизносом ремня. В результате чего постоянство скоростных параметров скутерабудет держаться более длительное время.

    Для тех., кто желает "увеличить подрыв" или"увеличить скорость при тех же максимальных оборотах" есть толькоодин "правильный" путь – укорочение передачи (увеличение коэффициентаредукции) или удлинение передачи (уменьшение коэффициента редукции) путемзамены пар шестерней в редукторе. Естественно, что одновременное получениеобоих качеств без увеличения реальной мощности двигателя невозможно.

    Немного ниже будет описан путь увеличения стартовогоускорения заменой пружин сцепления на более жесткие, что равносильно небольшойприбавке мощности.

  Для того, чтобы обеспечить минимальное время для достижениямаксимальной скорости, применяются тюнинговые вариаторы. Они позволяютподдерживать ОММ гораздо точнее штатных вариаторов и в бОльшем диапазонескорости. Применительно к приведенному графику на Рис.3, полочка"b-c" будет длиннее вправо.

    Еще одним полезным элементом тюнинга трансмиссии являетсяиспользование торкдрайверов со спрямленными прорезями под "пальцы"(Рис. 6). Это позволяет быстрее выходить на ОММ, сдвигая точку "b"влево.

    Приведенные ниже графики показывают, как применениетюнингового торкдрайвера улучшает разгон на начальном участке

 

рис. 7

 

   Вы видите, что при использовании тюнингового торкдрайвераликвидируется провал мощности в диапазоне 12-35 м/ч (примерно 20-55 км/ч). Это даст скутерусолидное преимущество в разгоне. А при тюнинге на основе поршневых наборовкласса Racing эффект еще больше! Кстати, замена торкдрайвера на тюнинговый, потрактовке SIP-scootershop, относится к тюнингу 1-2 уровня (Road-Sport)

   При настройке вариатора без тахометра, помня о том, чтооптимальной настройке будет соответствовать минимальное время разгона домаксимальной скорости, можно воспользоваться секундомером, цифровым спидометроми набором настроечных роликов.

  Чтобы закончить тему с роликами, рассмотрим еще возникающиевопросы о количестве роликов, необходимых для нормальной работы вариатора. Этотвопрос обычно возникает при взгляде на 9-ти роликовый вариаторPoliniSuperSpeedControl или результат "тюнинга" основанного на замене6 роликов тремя, когда нормальный комплект достать негде или уж больно крупная"жаба" давит.

   В свое время, в одном из журналов "Рационализатор иизобретатель" я прочитал об одном замечательном приеме, который позволяетнайти ответ для подобного рода вопросов – надо взять две крайности ипосмотреть, что будет. Если в обоих крайних случаях результат плохой, значитискать нужно посередине.

   Берем вариант с одним роликом. Учитывая, что подвижная щекавариатора движется по своей втулке со скользящей посадкой, даже небольшойперекос ее, неизбежный при давлении единственного ролика в одной точке,приведет к заклиниванию. Берем вариант с сотней роликов, получаем равномерноеусилие, при котором щека движется идеально, мало того, износ даже части роликовдо "0" никак не повлияет на работу вариатора, а распределенное усилиеприведет к минимизации износа поверхностей.

   Отсюда вывод: чем больше роликов, тем лучше. Снижать ихчисло, ниже предусмотренного конструктором, не стоит, разве что, как говорится,жизнь заставляет! Использование в одном наборе роликов разного веса, уж оченьнапоминает, известную старшему поколению, картину "Ленин насубботнике".

 

  При замене пружины торкдрайвера на более жесткую, чтонеобходимо делать только в случае проскальзывания ремня, вследствие увеличениямощности двигателя, нужно компенсировать повышение оборотов увеличением весароликов, чтобы восстановить оптимальную настройку. Применение слишком жесткойпружины приведет к падению максимальной скорости.

   Рекомендации по снижению веса роликов при установке тех илииных деталей при тюнинге скутеров, которые даются в каталогах и на сайтахизвестных интернет магазинов, как раз и нужны, для восстановления оптимальныхнастроек, т.к. применение таких деталей повышает ОММ скутера, т.е. работаначинает проходить по нижнему графику (Рис.3).

   Еще один момент, связанный с работой вариатора, этоукорочение ("подрезание") втулки вариатора. Советов по этому поводуна сайтах хоть отбавляй, но вряд ли большинство знает, к чему ведут необдуманныедействия в этом направлении. Результаты изменения толщины шайбы, которая входитв стандартную комплектацию, вариатора показаны на рисунке 8.

  

рис. 8

   Синяя линия соответствует использованию толстой шайбы,красная линия – тонкой (равносильно "подрезанию" втулки илиприменению более широкого ремня). Видно, что максимальная скорость увеличилась 86,7 км/час до 91,77 км/час,Но за эту прибавку в 5 км/час пришлось"заплатить" снижением мощности при старте на 1,4 л.с. Впору помогать ногами.

   Для того, чтобы иметь возможность тонкой настройки вариатораи по этому параметру, выпускается набор шайб разной толщины с внутреннимдиаметром 13 мми 15 мм(SIP-scootershopart. TP9912820, TP9913100). Их толщина от 0,25 мм до 0,95 мм.

   С их помощью можно вместо штатной шайбы, установить шайбу(или несколько) такой толщины, которая удовлетворила бы ваши потребности. Еслипри настройке с новым ремнем пришлось удалить штатную шайбу, то я бы такиукоротил втулку на 1 мм(только на токарном станке, а не на точиле), подобрав затем нужную длину изнескольких шайб этого набора. По мере износа ремня, можно периодически сниматьпо одной шайбе и переставлять их за опорную плиту вариатора, чтобы сохранитьпрежнюю длину пакета.

   Есть еще один элемент трансмиссии, отношение к которомутребует корректировки. Это пружины автоматического центробежного сцепления.

  Как правило, настраивать момент срабатывания центробежногосцепления, начинают для увеличения "рывка". Учитывая, что сила,зависящая от жесткости пружин сцепления, всегда действует против центробежныхсил, которые прижимают колодки к поверхности колокола сцепления, не стоитувлекаться применением слишком жестких пружин на нетюнингованых скутерах. Неподкрепив замену увеличением рабочих оборотов, как в случае с тюнинговыми выпускнымисистемами, легко можно получить работу сцепления с проскальзыванием, о чем вамбудет напоминать синий цвет перегретого колокола.

  Чтобы понять, почему увеличение жесткости пружин сцепления,т.е. перемещение момента схватывания на более высокие обороты двигателя,приводит к увеличению стартового ускорения ("подрыва" в терминологиинекоторых скутеристов) стоит внимательно посмотреть на эти графики:

   

 рис. 9

  Верхние графики показывают связь мощности и скоростидвижения скутера. Синяя линия – штатные пружины сцепления, красная – усиленные.Наглядно видно, что мощность вплоть до скорости 25 км/час на 0,5 – 2 л.с. больше, чем в случае сштатными пружинами. Этот запас мощности и дает возможность скутеру набиратьскорость гораздо быстрее.

   Нижние графики это реальные графики уже известной нам связиоборотов двигателя со скоростью скутера приведенной на Рис. 3. Вы можете видетьнасколько реальные графики отличаются от идеальных!

   И на этих графиках вы можете видеть, что простой заменойпружин сцепления удалось приблизить обороты начала разгона к оборотаммаксимальной мощности (с 6500 до 9000). И это все достигнуто не путемрасстройки хорошо настроенного вариатора путем облегчения веса роликов, как этоводится у некоторых "специалистов", а подбором оптимальной жесткостипружин сцепления, что дает возможность двигателю до схватывания сцепления,набрать обороты, на которых мощность двигателя уже достаточно велика.

 

 Какой же вывод можно сделать после изучения приведенныхграфиков (это не эмоции, а документальные свидетельства реальных процессов,происходящих в вашем скутере!).

 

1. 1. Только правильно настроенный вариатор дает вамвозможность получить максимальную отдачу и в виде максимальной скорости и ввиде максимальной динамики. Нужно забыть об использовании манипуляции с весомроликов после точной настройки вариатора.
2.  
3. 2. Для начального тюнинга, который можно сделать, не меняяразмеры цилиндра и тип выпускной системы, это подбор оптимальных пружинсцепления с повышенной жесткостью, замена вариатора, торкдрайвера. Все это, неуменьшая максимальной скорости, даст вам необходимый прирост ускорения пристарте.
4.  
5. 3. Все работы по точной настройке трансмиссии нужнопроводить только после тщательной ревизии состояния деталей вариатора,торкдрайвера, ремня и отстройки карбюратора. Если этого не сделать, то всенеравномерности в характеристиках скутера по этим причинам, наложатся друг надруга и в полученной каше будет невозможно разобраться.
6.  
7. 4. Поскольку использование динамического стенда дляподавляющего большинства не реально, остается контроль качества работытрансмиссии проводить, ориентируясь на время выхода двигателя на оборотымаксимальной мощности, точность выдерживания ОММ в процессе разгона,максимальную скорость скутера, т.е. спидометр – тахометр - секундомер.
8.  

 

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

Все иллюстрации взяты из бумажного каталога «Scooter-attack».

 

Источник: Кодлубовский Сергей Борисович (ksb).

 

 

Copyright 2007. All Rights Reserved.