Борис Фролов изобрел вариатор для веломобиля (18.02.11 г.)

Ульяновский В.В. 

18.02.2011 г. 

           Уже несколько  лет американская фирма «Fallbrook Technologies Inc.» из Сан-Диего выпускает велосипедные втулки «NuVinci» снабженные вариатором. Принцип его работы понятен из рисунков заимствованных с сайта http://www.fallbrooktech.com/NuVinci.asp

       При синхронном изменении  наклона осей  вращения шариков, ведущий и ведомые диски вариатора  контактируют с шариками по разным радиусам. Соотношение этих радиусов и определяет передаточное отношение вариатора.

        Шариков восемь  и расположены все по окружности. Поскольку технологически они не могут быть  изготовлены абсолютно одинаковыми, то дорожка ведущего (или ведомого) диска  касается, максимум, с тремя шариками, которые и передают вращение.

       Диапазон передаточных отношений «NuVinci»  1-,3,5;  вес  2,5 от 2,5 до 5 кг, цена свыше 400$.

       Фирма считает, что принцип  работы вариатора заложил   Леонардо да Винчи  и в подтверждение приводит на своем сайте рисунок устройства выполненный рукой гениального механика  

      Коломенец Борис Фролов недавно получил патент на разработанный им вариатор - российский аналог  «Ну-Винчи». В новом механизме (название Фролов ещё не придумал)вращение от ведущего к ведомому диску передается двумя парами конусных роликов, смонтированных на  общей серьге. При этом ролики свободно подвешены, самоориентирующиеся, и всегда находятся в контакте с рабочими дорожками обоих дисков. В этом - суть изобретения Фролова.

        Схема вариатора Фролова:

  Реальная конструкция, конечно гораздо сложнее. Коротко прокомментирую её устройство с помощью следующего рисунка. 

           Ведомая звезда цепи (1) соединена с ведущим (внутренним) конусным диском(12) с помощью трещотки. Управляющая звезда (9), на неё надет отрезок цепи, концы которого связаны тросиками  с шифтером. При вращении управляющей звезды в одну сторону,  пята (7) перемещается вдоль оси  по шлицам и  резьбе, и  посредством толкателя с шариком (8), сближает конусный диск (13)  с диском (12). Одновременно обе пары  роликов на серьге (2), и такие же пары на серьге (3) смещаются от оси вариатора, и, преодолевая сопротивление пружин (11), раздвигают обе половинки (4) ведомых конусных дисков, закрепленных на  двух валах (5). При этом происходит  изменение соотношений  радиусов дорожек контакта на ведущем   и двух ведомых конусных дисках. При вращении управляющей звезды (9) в другую сторону, за счет накопленной энергии сжатия пружин (11) вся система возвращается к исходному положению. Таким образом осуществляется бесступенчатое переключение передаточного отношения вариатора.

        Ведомые конусные диски находятся в зубчатом зацеплении с корпусом (10) втулки заднего колеса, передавая ему  крутящий момент от звезды (1).

       Пружины затянуты таким образом, чтобы  гарантированно обеспечить постоянный и с необходимым усилием контакт  конусных дисков с конусными роликами.

        Внутри втулки механизм работает в масляной ванне, защита её обеспечена двумя парами манжет.

        В настоящее время изготавливается опытная партия вариаторов, и планируется их производство на предприятиях подмосковных Коломны и Егорьевска

 Вариатор Фролова

Предварительные ТТХ  велосипедных вариаторов Фролова:

        Диапазон передаточных отношений............ 2, 3 или 4.

        Вес ......................................................    3 кг  ( вариант из стали)    

               .........................................................2 кг   (вариант с применением алюмин.сплавов)

       Розничная цена (проект)..............................200-350 €

       Если КПД вариатора Фролова окажется не хуже, скажем, известной планетарной втулки «Rohloff», то он будет незаменим, прежде всего, в конструкциях веломобилей. И не только потому, что там требуется большой диапазон передаточных отношений. Дисковый фрикционный вариатор Фролова позволяет одинаково удобно переключать передачи, как в движении, так и  стоя на месте. Что, согласитесь, для веломобиля имеет принципиальное значение.

        В цехе еще только началось изготовление деталей вариатора, но местные велосипедисты, прознав о вариаторе Фролова,  уже заваливают автора  заказами.

       В статье Использованы материалы сайта http://www.profit2000.ru/variator/, а также материалы беседы с автором вариатора.

        Видео работы  и устройства вариатора «NuVinci»:

 http://www.youtube.com/watch?v=Smijjy832X0&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=7VuR31VOWZM&feature=related 

 Обсуждение на форуме