Fotki:

Przekładnia bezstopniowa Vadetec NTD
Autor: Czesław Waszkiewicz <>
Źródło: Młody Technik 3/1982 <http://www.mt.com.pl>

W technice występuje wiele różnych maszyn i urządzeń, jak np. obrabiarki,
pojazdy mechaniczne itp., które dla normalnego swego funkcjonowania
wymagają odpowiednich przekładni mechanicznych. Przekładniami mechanicznymi
nazywamy mechanizmy służące do przenoszenia energii, co zazwyczaj połączone
jest ze zmianą prędkości i odpowiednią zmianą sił lub momentów.
Podstawowym parametrem charakteryzującym przekładnię jest przełożenie,
które określa stosunek prędkości obrotowej wału napędzającego do prędkości
obrotowej wału napędzanego. Ze względu na ten parametr przekładnie dzielimy
na dwie grupy: przekładnie o stałym przełożeniu i przekładnie o zmiennym
przełożeniu. Wśród przekładni o zmiennym przełożeniu rozróżniamy
przekładnie ze skokową regulacją przełożenia (zębate, łańcuchowe) oraz
przekładnie z ciągłą regulacją przełożenia (cierne). Przekładnie z ciągłą
regulacją przełożenia nazywane są przekładniami bezstopniowymi.
Przekładnie bezstopniowe w porównaniu z przekładniami o skokowej regulacji
przełożenia wykazują wiele zalet, jak np.: możliwość zmiany przełożenia
podczas biegu maszyny pod obciążeniem; w większości przypadków prostsza
konstrukcja; cichobieżność; możliwość zmiany przełożenia w dużych
granicach; łatwość zmiany kierunku ruchu obrotowego itp. Natomiast do wad
tych przekładni należy zaliczyć: duże siły działające na łożyska, oraz brak
stałego przełożenia spowodowany poślizgiem między elementami przenoszącymi
napęd.
Rysunek na odwrotnej stronie okładki przedstawia przekładnię bezstopniową
Vadetec NTD, jaką zbudowano w amerykańskiej firmie Vadetec Corporation.
Przekładnia ta została skonstruowana dla potrzeb przemysłu motoryzacyjnego,
z myślą o zastąpieniu dotychczas stosowanej automatycznej skrzyni biegów.
W przedstawionej przekładni bezstopniowej przenoszenie ruchu obrotowego i
mocy z wału napędowego na wał napędzany od bywa się dzięki sile tarcia,
która w tym przypadku jest silą obwodową między walcowymi i stożkowymi
elementami obrotowymi. Przekładnia Vadetec NTD składa się ze 150 części. W
porównaniu więc ze współczesną automatyczną skrzynią biegów, zawierającą
około 1000 części, jest znacznie prostsza w budowie i łatwiejsza w
obsłudze. Ponadto znacznemu zmniejszeniu ulega tutaj ogólna masa
przekładni, co nie jest bez znaczenia przy coraz wyraźniejszym deficycie
surowców i materiałów. Przekładnia ta zasługuje tym bardziej na uwagę, że
jej zastosowanie ma wpływ na zmniejszenie zużycia paliwa.
Zasadę działania nowej „skrzyni biegów" wyjaśniają schematy zamieszczone
obok. Napęd z silnika przenoszony jest na wałek napędowy (1), z którym na
sztywno połączony jest walec (2). Na walcu umieszczone są dwa tzw.
pierścienie kontrolujące (3), które obracają się z taką samą prędkością
obrotową jak wał napędowy. Pierścienie złożone są przesuwnie w
wielowypustowych prowadnicach w cylindrze i dzięki sile tarcia napędzają
skośnie ułożony wałek (4) z dwoma stożkami (5). W zależności od punktu
styku pierścieni ze stożkami zmianie ulega przełożenie, w konsekwencji
zmienia się więc prędkość kątowa i moment obrotowy. Przy ustawieniu
pierścieni przedstawionym na schemacie A, przekładnia przenosi największy
moment obrotowy i uzyskuje się najmniejszą prędkość; natomiast przy takim
ustawieniu pierścieni względem stożków, jak na schemacie B, sytuacja jest
odwrotna, a mianowicie - przekładnia przenosi najmniejszy moment i
największą prędkość.
Napęd z wałka (4) przekazywany jest przez przekładnię satelitarną (6) na
wałek napędzany (7), a stąd na dalsze podzespoły pojazdu.
Podstawowym problemem, jaki pojawia się przy konstruowaniu przekładni tego
typu, jest dobór takich materiałów na elementy cierne, aby wyeliminować
nawet minimalny poślizg części współpracujących ze sobą. Innymi słowy, dąży
się do uzyskania między nimi tarcia doskonałego. W tym celu konstruktorzy
przekładni Vadetec NTD zastosowali specjalną stal na stożki i na centralnie
ułożone sprężyny płytkowe (widoczne na przekroju przekładni), które
dociskają stożki do pierścieni, oraz specjalny olej odpowiedniej lepkości,
jakim wypełniona jest cylindryczna skrzynia przekładni.
Na zakończenie warto nadmienić, że pierwsze próby zastosowania przekładni
ciernych do napędu pojazdów podjęto na początku bieżącego stulecia. Wypływa
stąd wniosek, że prace rozpoczęte przed kilkudziesięciu laty zazwyczaj są
kontynuowane, a w ich wyniku powstają coraz to prostsze i nowocześniejsze
konstrukcje przekładni bezstopniowych, czego wymownym dowodem jest
przekładnia Vadetec NTD. Masowe zastosowanie znajdą oczywiście, tylko te,
które zdadzą surowy egzamin w praktyce.
Czesław Waszkiewicz