Документ описывает механические силовые вариаторы нового поколения, которые обеспечивают плавное регулирование мощности и могут значительно улучшить надежность и эффективность работы различных машин, включая тракторы и комбинированные устройства. Основные преимущества вариаторов включают высокий КПД, долговечность, снижение затрат на материалы и энергией, а также уменьшение металлической емкости приводов. Сравнения с другими типами вариаторов показывают, что МСВ позволяет работать эффективно в широком диапазоне угловых скоростей с высокой производительностью.

1. МЕХАНИЧЕСКИЕ
СИЛОВЫЕ
ВАРИАТОРЫ
НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
май 2012 г.

2. Образцы опытной конструкции МСВ
Вариатор тракторный

3. Вариатор для регулирования Вариатор автомобильный
шага высева для сеялок

4. Внедрение МСВ позволит:
Увеличить надежность работы технологической системы в
целом.
Уменьшить металлоемкость регулируемых приводов не
менее, чем на 25%.
Снизить затраты на использование регулируемых приводов
различного оборудования, в том числе обеспечить работу
трансмиссий без муфты сцепления.
Снизить расход энергоносителей.
Снизить расходы на сервисный ремонт за счет увеличения
срока службы и межремонтного ресурса оборудования.

5. Конкурентные преимущества МСВ
Основное преимущество механического силового вариатора (МСВ) – возможность
плавного, без разрыва потока мощности регулирования в широком диапазоне скорости
вращения выходного вала.
Отличительные особенности МСВ:
– высокий КПД;
– долговечность работы механизмов за счет низких контактных нагрузок – Ϭк ≤ 15 кг/мм2
на передающие элементы;
– возможность стабильной и длительной работы на малых оборотах выходного вала и
максимальных нагрузках (ползучий режим).
Сравнение МСВ с различными типами вариаторов
Тип привода
Многодисковый Многодисковый Клиноременной
МСВ
(гидравлический) (фрикционный) (фрикционный)
Наименование
показателя
КПД, % 92-95 75-87 85-89 84-88
Кинематический диапазон, ωmax / ωmin 1000 и более 3 6 5
Сравнительная металлоемкость, % 70 100 95 93

6. Характеристики работы различных трансмиссий
Трансмиссия с фрикционными (клиноременными) вариаторами
Работает эффективно в диапазоне угловых скоростей (ωmax / ωmin = 3–6).
КПД ниже, чем в механической ступенчатой коробке.
Момент Трансмиссия с МСВ
Работает эффективно в широком диапазоне угловых скоростей (ωmax / ωmin больше 1000).
Работает эффективно в ползучем режиме.
КПД соизмерим с КПД механической КПП.
Трансмиссия с механической ступенчатой КПП
Работает с наибольшей эффективностью только в отдельных точках.
Идеальная трансмиссия
Обороты

7. Принцип работы механического силового
Основной принцип:
вариатора
фиксация точки А выходного Деталь 1
вала (деталь 2) в нужное
Деталь 2
время в нужном месте с
возможностью перемещения
остальных точек. Точки О и М е N
являются осями вращения
M
входного (деталь 3) и выходного O
(деталь 2) валов соответственно.
Расстояние О-М (далее “е”) является
эксцентриситетом вариатора и может
изменятся в диапазоне от Деталь 3
0 до emax за счет взаимного
вращения кривошипа (деталь 1) А
и входного вала (деталь 3).
Передаточное соотношение вариатора i=(R+e)/e, где R – радиус (расстояние M-N) делительной
окружности выходного вала (деталь 2). Изменение передаточного соотношения i происходит за счет
изменения эксцентриситета e. При е=0 выходной вал вариатора не вращается при любых
оборотах входного вала.
Предложенный принцип обеспечивает безударную фиксацию точки А и равномерное вращение
выходного вала.

8. Демонстрация принципа работы
механического силового вариатора

9. Принципиальная схема автоматической
коробки передач тракторов мощностью до 70
л.с.

10. Принципиальная схема автоматической
коробки передач тракторов мощностью более
200 л.с.

11. Принципиальная схема использования МСВ
для привода молотильного барабана комбайна

12. Основные технологические параметры
при изготовлении МСВ
Используемые для изготовления
ст.40, ст.45, ст.40Х, ст.20
материалы
Степень точности изготовления
квалитет 7
деталей
Степень точности изготовления
квалитет 8
шестерней
HRC – 28,0-38,5
Твердость деталей
HRCэ – 45,0-57,0
Цементация деталей h = 0,7-1,2 мм
Расчетные удельные нагрузки на
[Ϭк ] = 8-15 кг/мм2
основные передающие элементы

13. Техническая характеристика МСВ
(адаптация к тракторам тягового класса 1,4 – 2,0)
Максимальная передаваемая мощность, л.с. /кW 204/150
Номинальная частота вращения входного вала, мин-1 1500±200
Максимальная частота вращения входного вала, мин-1 до 2200
Номинальная частота вращения выходного вала, мин-1 360±50
Максимальная частота вращения выходного вала , мин-1 до 525
Минимальная частота вращения выходного вала, мин-1 0
Максимальное передаточное отношение более 1000
Минимальное передаточное отношение 4,2 – 4,5
Максимальный момент на входном валу, Нм до 600
Максимальный момент на выходном валу, Нм до 2800
КПД МСВ 0,93–0,96
Габаритные размеры, не более, мм длина 565
ширина 480
высота 390
Масса МСВ, кг 150±20

14. Модель сотрудничества ассоциации «Инновационные предприятия Украины» (АИПУ)
и машиностроительного завода (завод) при внедрении МСВ*
Завод АИПУ АИПУ Завод
Предварительная ► Презентация на заводе
Предварительное конструкторская проработка принципиальной схемы и Техническое
техническое и оценка возможности предварительной задание на
задание внедрения МСВ в конструкторской проработки проектирование
существующую ► Предложение о МСВ
конструкцию трактора дальнейшем сотрудничестве
(машины или др. агрегата)
АИПУ Завод
► Проектирование Решение о подписании
► Изготовление Стендовые договора поставки МСВ
опытного образца и полевые или
(совместно с заводом) продажа патента
► Предварительная испытания
обкатка на стенде
* Предложена примерная модель, которая уточняется с каждым конкретным заводом.

15. Патентная защита МСВ
Украина
Россия
Беларусь
Китай
Стендовые испытания МСВ
с автоматическим управлением
Институт машин и систем (ИМИС)
г. Харьков, Украина

16. Контактная информация
ассоциация «Инновационные предприятия Украины»
49000, Украина, г.Днепропетровск
Пр. Карла Маркса, 81
телефон/факс: +380 56 2 350080
сайт: www.auic.com.ua
e-mail: auic@auic.com.ua
Контактное лицо
вице-президент ассоциации,
к.т.н., Плискановский Александр Станиславович
моб.тел.: +380 50 4801703
e-mail: plas.cmk@gmail.com