Работа механизма переключения скоростей нагнетателя

Принцип действия механизма. Каждый из трех промежуточных валиков нагнетателя имеет две шестеренчатые передачи от хвостовика задней шестерни коленчатого вала.

Одна шестеренчатая пара, — а именно ведущая шестерня нагнетателя 10 (см. фиг. 38 и 39) и шестерня промежуточного валика 25 — находится в постоянном сцеплении, работает с постоянным передаточным отношением и передает вращение от коленчатого вала к промежуточному валику.

Вторая шестеренчатая пара — большая шестерня управления 16 (БШУ) и малая шестерня управления 26 (МШУ) — имеет такое же соответственно число зубьев, постоянно между собой сцеплена, но работает с несколько переменным передаточным отношением и является вибрационно-механическим устройством переключения скоростей нагнетателя.

МШУ свободно вращается на промежуточном валике. БШУ помещена на ступице ведущей шестерни нагнетателя на роликах, размещенных на лысках ступицы.

Ролики разделены попарно выступами сепаратора 13 и размещены таким образом, что при повороте сепаратора в одну сторону относительно ведущей шестерни нагнетателя один из каждой пары роликов устанавливается против середины лыски ступицы ведущей шестерни нагнетателя и вследствие радиального зазора не препятствует повороту БШУ относительно ведущей шестерни нагнетателя (фиг. 45).

Фиг. 45. Положение роликов и сепаратора при переключении скоростей

Остальные девять роликов в это время подходят к краю лыски и заклиниваются между лыской и втулкой БШУ таким образом, что относительное вращение БШУ возможно только в одну сторону, противоположную повороту сепаратора. При повороте сепаратора в другую сторону положение роликов взаимно меняется и, следовательно, меняется направление возможного вращения БШУ.

МШУ имеет такое же число зубьев, как и шестерня промежуточного валика привода нагнетателя, но профили зубьев этой шестерни выполнены с эксцентриситетом основной окружности в 0,9 мм относительно оси вращения шестерни (фиг. 46).

Фиг. 46. Схема эксцентричной нарезки зубьев МШУ

Для сокращения резкого колебания минимального радиального зазора в зацеплении диаметр выступов R_в выполнен с меньшим эксцентриситетом, равным 0,5 мм. Диаметр впадин R_і выполнен концентричным оси вращения шестерни для сохранения постоянного сечения обода шестерни. Толщина зуба несколько уменьшена в целях увеличения зазора в зацеплении.

Вследствие эксцентричности зубьев МШУ зацепление с БШУ получается с переменным передаточным отношением и шестерни имеют неравномерное вращение.

Центр О₃ основной окружности МШУ (фиг. 47) эксцентричен оси вращения и вращается вокруг оси вращения МШУ О₂, поэтому расстояние между центрами основных окружностей МШУ и БШУ при вращении шестерен не постоянно, а меняется на двойную величину эксцентриситета. Полюс зацепления р шестерен находится на пересечении линии центров вращения О₁-О₂ с касательной АБ к основным окружностям шестерен и вследствие эксцентричности одной окружности несколько перемещается по линии центров, занимая за один оборот МШУ последовательно все положения Р_х; тем самым периодически изменяется отношение радиусов делительных окружностей или передаточное отношение i = R₁/R₂, вследствие чего шестерни имеют периодически меняющееся неравномерное вращение.

Фиг. 47. Схема сцепления шестерен управления

Периодическая неравномерность вращения шестерен может быть понята при рассмотрении на фиг. 46 изменения шага МШУ по делительной окружности t_мшу на переменную по знаку и значению величину Δt при сравнении с шагом t нормально (концентрично) нарезанной шестерни.

При работе привода нагнетателя переменное передаточное отношение (или, что нагляднее, переменный шаг МШУ) создает вращающейся шестерен дополнительное движение — относительные колебания в обоих направлениях по отношению к ведущей шестерне нагнетателя или такие же колебания МШУ по отношению к шестерне промежуточного валика.

Колебания МШУ тормозятся силой трения шестерен-винтов в резьбе, поэтому эти колебания передаются БШУ, которая благодаря этому поворачивается относительно ведущей шестерни нагнетателя на некоторый угол. БШУ, повернувшись за период полуоборота МШУ на некоторый угол в одном направлении, вследствие заклинивающегося действия роликов, не может за оставшиеся полоборота вернуться в прежнее состояние и поворачивает на некоторый угол МШУ.

БШУ поворачивается толчками на угол (ограниченный упорами на шестерни) в одном направлении, зависящем от положения сепаратора, и поворачивает МШУ и сцепленные со вторым зубчатым венцом МШУ шестерни-винты, которые переключают скорости.

После включения какой-либо скорости продолжающиеся относительные угловые колебания шестерен управления амортизуются люфтом в сцеплении БШУ — МШУ и шестерен-винтов и отчасти упругостью заклиненных роликов сепаратора.

Включение первой скорости. При повороте наружного рычага переключения скоростей по направлению к носку мотора (от себя) посредством системы рычагов поворачивается на некоторый угол сектор управления скоростями по часовой стрелке (если смотреть на мотор сзади). Конус механизма управления, удерживаемый от поворота пальцем, входящим в отверстие подшипника-фланца, перемещаясь по резьбе сектора-, отходит в осевом направлении в сторону от мотора и разжимает качающиеся коромысла.

Коромысла, поворачиваясь на своих осях, в сторону от центра промежуточного валика, Поворачивают качающиеся рычажки коромысел, которые поворачивают на определенный угол против часовой стрелки сепаратор с роликами.

Когда ролики на ступице ведущей шестерни нагнетателя становятся в такое положение, показанное на фиг. 45 (положение 1), БШУ сможет проворачиваться только в направлении по часовой стрелке относительно ведущей шестерни нагнетателя. Затем БШУ вследствие угловых колебаний, обусловленных эксцентричностью зубьев МШУ, проворачивается толчками по направлению часовой стрелки до упора и проворачивает против часовой стрелки МШУ; последняя проворачивает шестерни-винты, заставляя их вывертываться на определенный угол из переднего диска промежуточного валика. При этом маховички обеих скоростей подаются в сторону мотора (вперед).

Сегменты маховичков первой скорости, раздвигаемые центробежной силой и удерживаемые втулками маховичков от расхождений, превышающих заданные, при движении маховичков в направлении к мотору входят в сцепление с внутренним конусом зубчатого венца. Зубчатый венец первой скорости приводит во вращение крыльчатку через шестерню первой скорости валика крыльчатки. При этом зубчатый венец второй скорости освобождается и вращается вхолостую.

Включение второй скорости. При повороте наружного рычага переключения скоростей по направлению от носка к мотору (на себя) сектор управления скоростями поворачивается против часовой стрелки, конус механизма управления отходит по направлению к мотору, коромысла под действием пружинок сдвигаются по направлению к центру и поворачивают качающиеся рычажки коромысла, которые поворачивают сепаратор с роликом по часовой стрелке.

При таком положении сепаратора (фиг. 45, положение 2) БШУ, имеющая возможность поворачиваться только против часовой стрелки до упора, поворачивает МШУ в обратном направлении, последняя ввертывает на определенный угол шестерни-винты в передний диск. Шестерни-винты передвигают комплект сегментов маховичков в осевом направлении в сторону от мотора, при этом маховички первой скорости нажимом распорной втулки и пружин выводятся из конуса зубчатого венца первой скорости.

Нажимом шайбы с трехгранным отверстием сегменты маховичка второй скорости вводятся в конус зубчатого венца второй скорости, который через шестерню второй скорости валика крыльчатки приводит во вращение крыльчатку. При этом венец первой скорости скользит на маховичке первой скорости, как на подшипнике.

Время переключения с первой скорости на вторую не более 4 сек. и со второй скорости на первую не более 6 сек.

(При включении первой скорости качающиеся коромысла отведены от центра конуса и пружинки 20 (см. фиг. 42) сжаты. При включенной второй скорости пружинки разгружены, поэтому перед длительной остановкой мотор следует останавливать на включенной второй скорости.