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无级变速系统的结构、原理与检修(二)

1.3无级变速机构的结构特点

离心式无级自排机构的总体布局如图8所示,前带轮也称作主动带上轮,装在曲轴左端的轴颈上。后带轮也称从动带轮,它与离合器甩块可调组合为一体,滑套在后齿轮箱输入轴上,习惯称该轴为带上轮轴。目前50-250ml踏板车型基本上用于的是这种布局结构,所有所不同的也只是零件的尺寸和具体的结构有所差异。

a)前带上轮(主动轮)

前带轮装在曲轴上,图9为CH125车型的前带轮可调结构。主动盘与曲轴为花键配合,在配套、垫圈以及定位板的承托下,由曲轴端面螺母压紧在曲轴上,不容许有丝毫的松动或旷量,否则既容易产生响声,又容易导致曲轴花键或主动盘花键损坏,同时又影响无级自排机构动作时的灵敏度。不同的车型,主动盘与曲轴的连接方法也有所不同,图9中右上角为1E50FM发动机主动盘结构,主动盘通过花键板与曲轴花上键配合,主动盘的前端还装有起动齿轮。

空心轴套的内径与曲轴颈为间隙因应,这个间隙只是为夹板方便而设置的间隙,轴套在前带上轮组装后,与曲轴之间没有任何旷量和断裂。轴套的外径上滑套着移动盘,工作时移动盘可以沿轴套不作轴向移动。轴套的外径与移动盘的内径之间的间隙一般保持在0.03mm。间隔过小,加热后移动盘移动阻力增大,严重时出现冷机自排正常,热机后车速和动力提不起来;间隙过大,工作时移动盘在轴套上产生倾斜摆动而形成支点,导致移动阻力过大,车辆行驶时有发冲现象及响声。移动盘在发动机工作时定位板卡爪槽的造就下旋转,在离心滚柱的推力作用下,在转动的同时沿轴套轴向移动,而轴套本身与曲轴没动力传递关系。

主动盘与移动盘多使用铝合金材料加工成型,在主动盘与移动盘夹角之间组装有V形异步传动带。在移动盘内设置有6个轨道槽,如图10右图,6个轨道槽互成60°夹角,在轨道槽内分别装有滚柱。轨道槽沿移动盘中心方位处浅,外圆处深。定位板利用钢块冲压成型,圆周上每120°有1个缺口,并在缺口上套装耐磨橡胶滑块,用来防止定位板必要与移动盘上互成120°的卡爪融合,延长移动盘卡爪的使用寿命。

离心滚柱在绝大部分车型中为6个,滚柱的外圆上套装有硬质耐用、耐温复合塑料,防止滚柱必要与移动盘轨道槽认识,使轨道槽产生过早的磨损。滚柱大都为铜材空心结构,各车型对滚柱的尺寸和质量都有严格要求。我国目前的踏板车大都模仿日本车型或引进日本的技术,主要为铃木、本田、雅马哈三大系列。以50ml发动机为事例,图10中给出了这3个生产厂家的离心滚柱的标准尺寸和质量要求。其它车型只要与图中A、B尺寸相同,可以交换。

滚柱的尺寸和质量与变速机构的布置、总轴向力等因素有关,并且要确保在仅次于转矩附近应有良好的自排状态。

b)后带轮(从动轮)和传动带

后带上轮也称之为从动带轮,它与离合器组装为一体。图11为后带轮与离合器的实物和结构示意图,后带轮由主动盘和移动盘,弹簧、转矩凸轮销和螺旋槽组成。移动盘可以在传动带的压力下,克服弹簧的弹力沿主动盘轴颈作轴向运动(移动)的同时,又在凸轮销和螺旋槽的作用下做到一定量的转动。

从动带轮的左右、右半部利用钢板冲压焊接而出,工作表面展开氮化处理以缩短使用寿命。

无级变速器所用传动带是由氯丁橡胶和聚脂线绳制成的,断面结构材料如图12(b)右图,是无级变速器上非常重要的零部件。由于无级变速用于V带上包角变化范围大,线速度高,平均30m/s,传送功率大,散热条件差。所以,V带上材料的要求也很严苛,其硬度、抗拉强度定负荷下的伸长量、尺寸精度拒绝都很高,以保证传动带的工作可信和使用寿命。在传动带上都标注有尺寸和组装方向。

以某品牌100型摩托车用于的V带为例。其外圆周长792mm,外圆宽度为16.5mm,内圈上有75个齿。需注意的是,齿两面的斜角是不相同的,朝向运动方向的齿前面为12°,齿后面为20°,断面楔角为30°,如图12(a)、(b)右图,比带轮楔角大2°。这是由于V带在经过带上轮处倾斜时,外部剪切层产生纵向传输,内部传输层产生横向弯曲,从而使V带的楔角减少2°-4°,为保证V带上在工作时侧面与带上轮槽密切接触,在权利状态下,不应使其楔角比带轮大2°,事实上,V带在不同直径的带上轮上工作时,楔角是变化的。一般,V带倾斜越严重(即曲率越小),楔角变得越小。为使传动带与带上轮在不同直径处均有较好的贴近,带轮盘制成圆弧曲线,使带轮楔角变化适应环境V带工作时的楔角变化规律,即带轮大直径处的楔角大,小直径处的楔角小。

V带上制成齿形,当在带轮上小直径工作时更易弯曲,还可使V带的楔角变化并不大,保证与带轮具备足够的认识面积,构成良好的接触,避免打滑;同时,因为皮带轮做成齿形,高速运动的V带由于质量增大,其运动惯性力变大,伸长变形小,有利于提高传动效率。

V带上长度与主从动轮之间的中心距有关。中心距的确认主要依据摩托车的总体布置而定。中心距应尽量小,一般最小中心距为:

L=(1.5~1.5)(D1+D2)

式中:L――最小中心距,mm

D1――主动轮外径,mm

D2――从动轮外径,mm

(未完待续)



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