устройство, принцип работы и способы повышения ресурса
Вариатор скутера представляет собой вид трансмиссии, позволяющий изменять скорость перемещения транспортного средства без переключения «передач».
Вариатор состоит из двух шкивов, каждый из которых включает пару конических дисков, расположенных на оси. Один шкив (ведущий) соединяется с двигателем, второй передает вращение колесам.
Между щеками вариатора натягивается замкнутый клиновидный ремень, который может перемещаться от внешнего диаметра шкива к внутреннему, причем такое движение осуществляется синхронно – если диски одного шкива сжимаются, то щеки второго раздвигаются.
Каждый шкив имеет один зафиксированный диск и один подвижный.
Перемещение незафиксированного диска на каждом шкиве осуществляется по разному принципу. Диски ведущего шкива раздвигаются за счет роликов, ведомого – посредством работы пружины.
Ролики вариатора
Наружная сторона подвижного диска ведущего шкива имеет дорожки, в которых установлены ролики.
Рис. 1. Ролики вариатора на дорожках
Они изменяют свое положение под действием центробежной силы, выполняя функцию груза. При увеличении центробежной силы ролики перемещаются по дорожкам на внешний диаметр диска, тем самым отодвигая его от центра оси и двигая ремень на больший радиус.
К вопросу подбора веса грузов и их замены в случае истирания необходимо подходить очень серьезно, так как от этого зависит скорость скутера.
Слишком тяжелые ролики будут выталкивать ремень на внешний радиус диска даже на небольших оборотах, а ролики маленько веса не смогут этого сделать даже на повышенных оборотах.
Вопреки распространенному мнению, вариатор является достаточно надежной трансмиссией. Однако для увеличения его ресурса и обеспечения стабильной работы необходимо соблюдать правила его обслуживания и эксплуатации.
Вариатор не предназначен для работы в экстремальных режимах с быстрой сменой скорости, ездой по бездорожью.
Наиболее распространенной причиной выхода вариатора из строя является износ его сопряженных компонентов, таких как ролики и контактирующие с осью поверхности подвижных дисков шкивов.
Высокое трение деталей в процессе работы вариаторов стимулирует истирание компонентов.
Повреждение роликов приводит к изменению их веса, круглые детали приобретают выраженные грани.
Рис. 2. Изношенные ролики вариатора
Вследствие этого скутер не может набрать максимальную скорость, так как слишком легкие ролики не способны переместиться по дорожкам на максимальное расстояние.
Если замена роликов не становится серьезным финансовым вложением, то покупка или ремонт дисков оказывается дорогостоящей операцией.
Поэтому для обеспечения снижения износа контактирующих деталей все чаще применяют твердые смазки, которые не нуждаются в обновлении и защищают элементы от истирания.
Эффективным решением для повышения ресурса вариатора является использование антифрикционного твердосмазочного покрытия MODENGY 1002 на основе дисульфида молибдена.
Рис. 3. Детали вариатора с покрытием MODENGY 1002
Оно наносится на ролики, ось и контактирующую с ней поверхность диска для снижения износа и повышения плавности перемещения деталей, а также может применяться на внешней поверхности щек для обеспечения защиты от коррозии.
Важный нюанс – при использовании этого и других смазочных составов необходимо изолировать внутренние поверхности дисков от попадания материала, в противном случае ремень может начать проскальзывать.
В узлах вариатора применяются и пластичные смазки, однако они требуют частого обновления, так как испаряются, вымываются и загрязняются.
Для предотвращения выхода вариатора из строя также необходимо периодически проверять состояние и положение клиновидного ремня.
Из-за постоянных перемещений он истирается, а использовать смазочные составы на нем нельзя для предотвращения проскальзывания.
Если ресурс ремня вариатора подошел к концу, то динамика разгона скутера существенно ухудшится.
Для оценки состояния ремня достаточно визуального осмотра. На нем не должно быть трещин и отслаиваний. Также по возможности рекомендуется замерить ширину изделия, она должна соответствовать значениям, указанным на самом ремне.
Рис. 4. Износ ремня вариатора
Диагностическая замена ремня до возникновения проблем с разгоном позволит исключить его разрыв в дороге и другие неприятные последствия.
Срок службы качественного ремня составляет примерно 6 тысяч километров пробега.
Ресурс вариатора скутера во многом зависит от обслуживания. Если не допускать функционирования механизма в экстремальных режимах, не забывать о смазывании подвижных деталей и следить за состоянием ремня, то транспортное средство будет надежно работать долгие годы.
Возврат к списку
Устройство и принцип работы вариатора
В современном мире ничто не стоит на месте, в том числе и не остается прежней начинка автомобиля. С самого первого дня создания первого автомобиля великие умы бьются над созданием и усовершенствованием каждой детали по отдельности и всего двигателя в целом. Конечно же, каждое усовершенствование идет ради улучшения как технических характеристик авто, так и удобства ради водителя. Сегодня мы рассмотрим относительно новое веяние в автоиндустрии – вариатор.
Вариатор – современная трансмиссия, которую часто называют бесступенчатой. На самом деле является разновидностью автоматической коробки передач, настолько усовершенствованной, что водителю не нужно самостоятельно переключаться.
История возникновения вариатора
Как ни странно, как бы ни казалась идея новаторской и современной, но авторство подобного устройства принадлежит великому изобретателю и гению, Леонардо да Винчи. В современном виде вариатор впервые появился в ХІХ веке. То есть практически наравне с первым автомобилем. Тем не менее, в комплектацию этих самых автомобилей вариатор попал в середине ХХ столетия. Первопроходцем стала компания DAF. Их инженеры ставили вариаторы, как на легковые, так и на грузовые авто. Из этой фирмы идею использования вариатора вместо обычных механических и автоматических коробок передач переняла фирма Audi.
Вариаторы не устанавливаются на грузовые автомобили в связи с сильной нагрузкой на детали. Давление на отдельные детали вариатора при полной мощности работы двигателя легкового автомобиля может достигать 10 тонн.
Конструкция устройства или принцип карандашей
Для того чтобы в полном объеме устроить обзор вариатор, стоит запомнить, что существует три его вида – клиноременной, тороидальный и цепной. Принцип работы каждого одинаков, конструкция разная.
Принцип карандашей или как работает вариатор
Это надо узнать до того, как разбирать конструкцию. Итак, есть два вала – ведущий и ведомый. Первый вал идет от мотора, второй вал идет к колесам. Когда двигатель не работает, передаточный ремень находится в положении, максимально приближенным к ведущему шкиву и максимально отдаленным от ведомого. Шкивы обозначены синими кружочками.
Когда двигатель работает на малых оборотах, картина немного меняется. Ремень отходит от ведущего вала и приближается к ведомому.
Когда двигатель работает на средних оборотах, ремень находится приблизительно на одинаковом расстоянии от валов. Когда двигатель работает на полной мощности, картина полностью противоположна первой. Ремень утоплен в шкив ведомого вала, но полностью вытолкнут от шкива ведущего вала.
Клиноременной вариатор
Особенность, как всегда, заложена в названии. Сверху уже было упоминание о том, что основой вариатора есть валы со шкивами – ведущий и ведомый. А вот соединяет их и передает нужную информацию от одного к другому клиновидный ремень. Так как перед этим ремнем стоят особые задачи и нагрузки на него огромные, состав его особенный. Это смесь резины и ткани, делающая ремень невероятно прочным, намного прочнее того ремня генератора.
Почему ременной, разобрались. Теперь остался вопрос, почему клин. Так вот, форма ремня трапециевидная. Дело в том, что к шкиву он прижимается боками, как бы образуя клин. Несомненно, это место наибольшего трения, ремень изнашивается, истончается и трескается в этих местах. Но это не повод его тут же сменить. Ремень еще больше утопится в шкив и качество сцепки между ним и шкивом не пострадает. Необходимую жесткость обеспечивают стальные пластины, которые покрывают среднюю часть.
Тороидный вариатор
Все то же самое, только без ремня. Его функции выполняют диски. Или ролики, как вариант названия. Есть еще совсем простое название – колеса. Это все сопряжено с внешним видом. Вместо ведущего и ведомого вала в тороидном вариаторе используются диски. У дисков есть две оси вращения – горизонтальная и вертикальная. В зависимости от положения ролика ведущего диска, его отзеркаливает ролик ведомого диска. Примерно этот процесс изображен на картинке ниже.
Недостатки и преимущества вариатора
К вышесказанному о вариаторах стоит прибавить самое главное – в чем их суть и зачем устанавливать их вместо привычных механических коробок передач и автоматических. Весь фокус в приставке «бесступенчатая трансмиссия». Вариатор не требует переключения передач вручную, справляясь с этим самостоятельно, при этом не чувствуется характерных рывков при трогании с места или переключение с первой скорости на вторую. Многим водителям это не нравится, ведь это практически отобранное удовольствие управления. Повинуясь запросам потребителей, современные вариаторы настраиваются таким образом, что двигатель по звуку работает, как и раньше, набирая обороты перед переключением скоростей.
Вариатор реагирует на крутящийся момент, поэтому во многих ситуациях спасает автомобиль от лишних перегрузок, особенно если водитель неопытен.
Что такое привод с регулируемой скоростью
Основная функция привода с регулируемой скоростью (ЧРП) заключается в управлении потоком энергии от сети к процессу. Приводы с регулируемой скоростью располагаются между источником электропитания и двигателем. Энергия от источника электропитания поступает в привод, который затем регулирует мощность, подаваемую на двигатель.
Внутри привода входная мощность проходит через выпрямитель, который преобразует поступающую мощность переменного тока в мощность постоянного тока. Энергия постоянного тока подается на конденсаторы внутри привода. Это делается для сглаживания формы электрического сигнала, что обеспечивает чистый источник питания для следующего шага. Затем энергия поступает от конденсаторов к инвертору, который изменяет мощность постоянного тока на выходную мощность переменного тока, которая поступает на двигатель.
Этот шаг позволяет приводу регулировать частоту и напряжение, подаваемое на двигатель, в зависимости от текущих требований процесса. Это означает, что вы запускаете свои двигатели переменного тока со скоростью или с крутящим моментом в зависимости от потребности. Вот почему вы можете сэкономить большие суммы денег, используя приводы переменного тока.
Помимо экономии энергии приводы с регулируемой скоростью также помогают снизить затраты на техническое обслуживание, количество отходов и даже уровень окружающего шума. Они также являются отличным способом помочь в достижении ваших экологических целей.
Поделиться этой страницей
В чем разница между приводом с регулируемой скоростью, приводом с регулируемой частотой и приводом переменного тока?
Приводы с регулируемой скоростью (ЧРП) иногда называют частотно-регулируемыми приводами (ЧРП) или приводами переменного тока.
Использование преобразователей частоты для управления двигателями может привести к значительной экономии
Почти 70 процентов всего промышленного потребления электроэнергии идет на питание электродвигателей. Эти двигатели являются рабочими лошадками бизнеса, от насосов, перекачивающих жидкости, до вентиляторов, перекачивающих воздух, до компрессоров, конвейеров и любого типа машин, работа которых зависит от силы вращения.
Именно эти двигатели помогут вам сократить энергопотребление и выбросы CO2 или даже найти более энергоэффективные решения для ваших клиентов. Насосы, вентиляторы и компрессоры часто работают с постоянной скоростью, при этом управление расходом и назначением осуществляется путем ручного открытия и закрытия клапанов в трубопроводах. Обычно это делает процесс запуска очень трудоемким, поскольку, например, запуск насосной станции может занять у одного человека до часа. Затраты на рабочую силу складываются из того, что персоналу иногда приходится преодолевать большие расстояния до удаленных объектов. На некоторых объектах этот процесс автоматизирован, но потребление энергии низкое.
Есть более энергоэффективная альтернатива. Запуск этих приложений с приводами с регулируемой скоростью приводит к мгновенной экономии энергопотребления, а также обеспечивает долгосрочные конкурентные преимущества. Любой процесс, в котором используются электродвигатели, может обеспечить значительную экономию денежных средств и эксплуатационные преимущества за счет использования приводов с регулируемой скоростью. Возможно, вы захотите внимательно изучить свои собственные операции и процессы, независимо от того, насколько они велики или малы, чтобы увидеть, где целевое использование приводов с регулируемой скоростью может помочь вам быстро окупить финансовые затраты и получить долгосрочные конкурентные преимущества.
Портал энергоэффективности ABB Drives
Как приводы с регулируемой скоростью регулируют мощность, чтобы скорость двигателя соответствовала требованиям процесса?
1. Преобразование входящего переменного тока в постоянный
Входящий трехфазный переменный ток подается на выпрямитель, который преобразует его в постоянный ток.
2. Сглаживание волны постоянного тока
Энергия постоянного тока подается на конденсаторы, сглаживающие волну и обеспечивающие чистый источник постоянного тока.
3. Преобразование постоянного тока в переменный переменный
Преобразователь частоты вычисляет требуемое напряжение и ток двигателя. Затем мощность постоянного тока подается в инвертор, производящий мощность переменного тока с точным напряжением и током, которые необходимы.
4. Рассчитайте и повторите
Преобразователь частоты непрерывно рассчитывает и регулирует частоту и напряжение, обеспечивая только ту мощность (скорость и крутящий момент), которая необходима двигателю. Так вы сможете сэкономить большое количество энергии.
Посмотреть анимацию
«Что такое привод с регулируемой скоростью?»
Какие преимущества вы можете получить от приводов с регулируемой скоростью?
Вы можете сэкономить в…
- Энергия
- Операционные расходы
- Время простоя
- Техническое обслуживание
- Сырье
Почему следует использовать привод с регулируемой скоростью?
Электродвигатели играют очень важную роль в нашей повседневной работе и жизни. Они перемещают и управляют практически всем, что нам нужно для бизнеса или для удовольствия.
Все эти двигатели работают на электричестве. Чтобы выполнять свою работу по обеспечению крутящего момента и скорости, им требуется соответствующее количество электроэнергии. Все эти двигатели потребляют электроэнергию для обеспечения необходимого крутящего момента или скорости. Если этот крутящий момент или скорость слишком высоки или слишком низки, механические элементы управления будут использоваться для замедления переключения или управления мощностью. Результатом является неэффективность с большим количеством потраченных впустую материалов и энергии. Скорость двигателя должна точно соответствовать требованиям процесса. Без лучшего способа контроля скорости много энергии тратится впустую, а это не очень хорошо для чьего-либо бизнеса.
При использовании привода с переменной скоростью контролируется либо крутящий момент, либо скорость, и мы говорим об «управлении крутящим моментом» или «управлении скоростью». Когда преобразователь частоты работает в режиме управления крутящим моментом, скорость определяется нагрузкой. Аналогично, при работе в режиме управления скоростью крутящий момент определяется нагрузкой.
Посмотрите, как легко подобрать привод к двигателю
4 причины инвестировать
в приводы с регулируемой скоростью
для повышения энергоэффективности
Вот почему вам следует инвестировать в приводы с регулируемой скоростью (ЧРП) для повышения энергоэффективности различных приложений, таких как насосы, вентиляторы, конвейеры и компрессорные системы:
- Повышение эффективности работы
потребность в ручном труде устраняется, так как система, управляемая приводами, может быть автоматизирована, что позволяет сэкономить человеко-часы и трудозатраты - Экономия на счетах за электроэнергию
Приводы с регулируемой скоростью потребляют только необходимое количество энергии за счет работы двигателей с частичной нагрузкой, что может привести к снижению энергопотребления приводной системы до 50 % - Экономия капитальных затрат
Немедленное снижение потребления электроэнергии обеспечивает быструю финансовую окупаемость инвестиций в преобразователь частоты в насосах и вентиляторах даже в течение нескольких месяцев после установки - Экономия затрат на техническое обслуживание и запасные части
с приводами нагрузка на механическое оборудование во время запуска и эксплуатации может быть сведена к минимуму, обеспечивая более длительный срок службы оборудования
Такой ценный выигрыш можно получить не только на крупных промышленных предприятиях, но и на небольших установках. Вы можете оценить свою потенциальную экономию энергии и затрат, полученную за счет управления низковольтным приводом переменного тока с регулируемой скоростью по сравнению с традиционными методами, такими как дроссели и клапаны, с помощью нашего бесплатного калькулятора энергосбережения для компрессоров, вентиляторов и насосов.
Калькулятор энергосбережения
| «Одним из самых больших накладных расходов являются затраты на электроэнергию для перекачивания воды. Мы знали, что нам нужно снизить потребление электроэнергии, и АББ предложила решение, которое мы сочли привлекательным, основанное на сочетании приводов, двигателей и цифровых инструментов. Затем мы вместе работали над их систематической реализацией». Осмар Квалхато Младший, супервайзер по управлению энергопотреблением в Saneago |
Приводы с регулируемой скоростью АББ
Приводы с регулируемой скоростью АББ регулируют скорость электродвигателей в соответствии с поставленной задачей, экономя энергию и повышая производительность на промышленных предприятиях, в магазинах, офисах и домах по всему миру.
Компания АББ является ведущим мировым поставщиком низковольтных приводов переменного и постоянного тока, а также высокомощных приводов среднего напряжения с ассортиментом приводных систем, охватывающим широкий диапазон мощностей от 100 Вт до 100 мегаватт.
Приводы АББ используются для повышения энергоэффективности в большинстве отраслей и приложений, от однофазных жилых и коммерческих зданий до огромных систем полностью электрических приводов, которые питают целые заводы по сжижению природного газа, и гигантских безредукторных приводов мельниц, которые измельчают руду и минералы в более мелкие штук на рудниках и обогатительных фабриках.
Преобразователи частоты АББ
Узнайте больше о наших приводах и решениях, ознакомьтесь с примерами клиентов и темами для обсуждения
Узнайте больше
Низкое напряжение приводы переменного тока
Повышение производительности ваших процессов, повышение энергоэффективности и снижение затрат на техническое обслуживание
Узнайте больше
Приводы переменного тока среднего напряжения мощностью от 250 кВт до более 100 МВт
Узнать больше
Приводы постоянного тока
Гибкость при проектировании машин или промышленных процессов с использованием преимуществ этой технологии
Узнать больше
—
АББ понимает, что когда вы принимаете решения об использовании приводов в вашем бизнесе, все имеет значение.
Свяжитесь с нами
Отправьте запрос и мы свяжемся с вами
Свяжитесь с нами
UGEARS 3D пазл Вариатор – купить деревянный 3D конструктор
Код 70147
В наличии
25,80€
В корзину
В закладки
Сравнить
- В комплекте с моделью идет QR-код к учебному пособию о механизме, принципе его работы, основных характеристиках, формулах . А также интересные задания.
- Погрузитесь в дополненную реальность и посмотрите, как работает вариатор. Взаимодействуйте с моделью через специальное AR-приложение от Ugears 9.0074
- Узнайте о вариаторе и узнайте, как он работает
- Вариатор — это устройство, которое передает и регулирует крутящий момент двигателя путем изменения передаточного числа.
Передаточное число может изменяться автоматически, вручную или по заданной программе. Термин, который больше знаком большинству водителей и автолюбителей, — бесступенчатая трансмиссия или вариатор. С деревянным пазлом «Сделай сам» - Вариатор из коллекции STEM lab вы сможете изучить и постигнуть одну из важнейших частей автомобиля, не пачкая рук в машинном масле!
3D-пазл Конструкция вариатора и принцип его работы
Механический пазл Variator из коллекции Ugears STEM lab представляет собой полностью функциональную деревянную копию вариатора с фрикционным конусом с ременным приводом. Конусный вариатор изменяет передаточное отношение путем перемещения колеса или ремня вверх и вниз по оси конического ролика. В модели комплекта Ugears Variator ремень, приводимый в действие вручную через редуктор, передает вращение на ведомые конусные шкивы. Используйте вилку коробки передач для переключения передач и наблюдайте, как скорость ведомого конусного шкива падает или повышается , в то время как скорость ведущего конусного шкива остается неизменной. Благодаря открытому дизайну модели вы сможете видеть весь процесс.
Головоломки Ugears STEM разработаны для разных возрастных групп с особым акцентом на обучающий компонент. Сборка модели будет интересной и не займет много времени.
Комплекты лабораторных моделей STEM поставляются со всем необходимым в коробке.
Как и в случае с остальными наборами деревянных моделей Ugears, сборка лабораторных моделей STEM — увлекательное и увлекательное занятие: все, что вам нужно для создания, изучения и открытия, поставляется в коробке. Там вы найдете:
- Высококачественные деревянные доски с предварительно вырезанными деталями и другие стандартные принадлежности. Сборка не требует клея или дополнительных инструментов. Детали выходят из досок при легком нажатии.
- Пошаговая иллюстрированная инструкция по сборке.
- Практические лабораторные задания с использованием вашей модели.
- QR-код для загрузки карманного учебного пособия о вашей модели, ее механизме, принципе работы, основных характеристиках, физико-механических формулах и занимательных практических заданиях.
- QR-код для загрузки AR-приложения. Увлекательная инновация от Ugears — новое стремление узнавать больше нового!
Технические характеристики
Общие сведения
Время сборки 2,5 — 5
Дополнительный
Бренд Ugears
Количество компонентов 104
Размер модели 16,8х12,8х10,6 см
Размер посылки 20,5х18,8х6,3 см
Вес (кг 0,502
Инструкция в формате PDF