ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ СКУТЕРЫ
Другое место нашлось. Во второй половине 30-х годов США охватил
скутерный бум. Десятки компаний бросились клепать смешные машинки,
напоминающие табуретки на крохотных колесиках, и во всех использовались
либо моторчики Cushman Husky, либо его клоны. Созданный в 20-е годы для
«малой механизации» - всяких газонокосилок и бензопил - этот
нижнеклапанный двигатель был оборудован автоматическим сцеплением,
гениальным в своей простоте. К внутреннему барабану за один край
крепятся колодки (примерно такие же, как в барабанном тормозе), второй
край которых соединен с ним через пружины. При вращении внутреннего
барабана под действием центробежной силы колодки расходятся и
прижимаются к внешнему барабану, передавая ему момент. Система настолько
эффективна, что пережила многие годы, и мы найдем ее внутри любого
современного скутера.
Самое смешное в том, что создатели первых скутеров «не просекли фишку» и
заставляли производителей моторов заменять такое сцепление на обычное, с
принудительным выключением. Но вскоре дошло, что промахнулись, и к
началу 40-х годов центробежное сцепление стало обычной принадлежностью
скутера. Компания Salsbury шагнула дальше: в 1937 году представила
скутер не только с автоматическим сцеплением, но и с клиноременным
вариатором.
Устройство и принцип действия этого узла столько раз описаны в «Мото»,
что не станем сейчас на нем застревать. Чтобы освежить в памяти эту
механику, посмотрите на схемы. Отмечу лишь, что в нашем представлении
слова «вариатор» и «автомат» синонимы, но это не совсем так. Существуют и
неавтоматические вариаторы, причем на мотоциклах их использовали еще до
первой мировой войны - например, на британском Rudge Multi. Водитель
изменял передаточное отношение при помощи рычага, связанного с ведущим
шкивом, а многосложная система тяг одновременно сдвигала-раздвигала
ведомый шкив. (История делает виток, и сейчас принудительное управление
вариатором вновь входит в моду.)
Есть у вариатора еще одно достоинство. Давайте посмотрим, как его
называют по-английски: Continously Variable Transmission, то есть
«трансмиссия с непрерывным изменением (передаточного отношения)». В
обычной трансмиссии поток мощности прерывается при переключениях
передач, у вариатора он непрерывен. Для колесной машины это, может быть,
не так уж и важно, а для гусеничной... С точки зрения проходимости
гусеница незаменима, но для ее перематывания требуется такое усилие, что
стоит включить нейтраль - и машина останавливается. Трактору это по
барабану, а быстроходному снегоходу - обид: но. Вот почему чуть забегу
вперед и отмечу, что в силу своей «непрерывности» вариатор - едва ли не
единственный тип трансмиссии для снегоходов.
Однако вернемся к теме повествования... Вторую мировую войну пережили не
многие американские производители скутеров, но выжившие вцепились в
вариатор мертвой хваткой. Можно сказать, что этот узел стал
отличительной чертой американской школы скутеростроения. Напомню, когда
уже в 60-е годы свой скутер построил Harley-Davidson, то его создатели с
гордостью предъявили миру вариатор (попутно замечу, что еще и
пластиковую облицовку - это плюс! - в дизайне а-ля большой
холодильник... Скажете - минус?.. Ну это как посмотреть! Взгляните, как
выглядят некоторые ультрамодные скутеры).
МОПЕДУ - ВАРИАТОР, СКУТЕРУ - ГИДРО
А вот в Европе 40-50-х годов вариатор на скутере (впрочем, здесь
правильнее использовать принятый тогда термин «мотороллер») не прижился.
Видимо, подсознательно европейцы жаждут от 2-колесной машины
спортивности (Боже, они и на мотороллерах гонялись - участвовали в
«Шестидневке FIM» и ставили рекорды скорости!) и ради динамики готовы
лишний раз дрыгнуть ножкой (или ручкой: с легкой руки - пардон за
каламбур - создателя Vespa Коррадино д'Асканио на многих мотороллерах
переключали скорости вращающейся левой рукояткой руля). Так что
европейские скутеры той героической эпохи с вариатором - птица редкая:
это немецкий DKW Hobby (и его лицензионные копии) и британский Triumph
Tina.
Зато французы-мопедисты в 50-е годы приняли эту схему на ура. Рекламы
запестрели фразами типа «мопед, который думает за вас сам»... Кстати,
конструкторам пришлось решать непростую задачу: ведь мопед запускается с
ходу велосипедными педалями, а центробежное сцепление передает момент
только в одну сторону. Пришлось изобрести систему с двумя центробежными
сцеплениями: второе передавало момент на коленвал от заднего колеса. И
Интересно, что ведомый шкив вариатора у мопедов французской школы
нераздвижной: когда ремень переходит на большой радиус ведущего шкива,
для компенсации изменяется расстояние междушкивами. Для этого двигатель
подвешен к раме за верхнюю точку крепления, а снизу подпружинен.
Конструкторы Peugeot поначалу сделали по-своему - разработали
«порошковое» сцепление. В нем внутренний волнообразный диск и наружный
барабан входили в сцепление друг с другом посредством металлического
порошка: при вращении его отбрасывало к периферии.
Шкивы вариатора заставляли сжиматься не традиционные грузики, а
металлическая дробь... Но вскоре поняли: нечего выпендриваться - и
восприняли «общефранцузскую схему». Среднеевропейская конструкторская
школа (Германия-Австрия-Бенилюкс-Чехия) пошла по другому пути. Ее столпы
разработали ступенчатую автоматическую КП: высшие передачи включались
дополнительными центробежными сцеплениями, отрегулированными на более
высокие обороты, а при этом низшие передачи отключались муфтами
свободного хода.
В Италии, которая после войны превратилась в страну мотороллеров,
конструкторы компании Ducati решили создать самый роскошный скутер.
Модель Cruiser 1952 года оснастили гидротрансформатором. Чем это
устройство отличается от уже известной нам гидромуфты? Наличием
третьего, реакторного колеса: в нем особым образом спрофилированные
лопасти, изменяя направление потока жидкости, вновь устремляют его от
турбинного к насосному колесу. Понятное дело, скорость потока
замедляется в силу возросшего сопротивления, однако величина крутящего
момента возрастает. Следовательно, изменяется передаточное отношение. На
высоких скоростях, когда такая помощь становится помехой, реакторное
колесо специальной муфтой блокируется и вращается вместе с насосным - и
передаточное число становится равным единице. Трансмиссия такого типа
потому называется гидродинамической, потому что крутящий момент в ней
передается за счет кинетической энергии потока жидкости. Существует и
другой тип -гидростатическая трансмиссия. В ней момент передается за
счет давления жидкости. Самый распространенный тип такой передачи - ряд
поршней, закрепленных на подвижной шайбе и входящих в «обойму»
цилиндров. Перекашивая шайбу, при ее вращении удается изменять
передаваемый момент. Подобные устройства встроены и в колеса, только в
них они служат не насосами, а гидромоторами.
Такая трансмиссия широко используется в строительной и
сельскохозяйственной технике. Что сразу заставляет заподозрить: за малые
размеры и массу гидростатическую трансмиссию не похвалишь. К тому же
высокое давление в системе заставляет прибегать к сложным, а значит, и
дорогим уплотнениям. Эти изъяны решил преодолеть итальянский инженер
Бадалини: он объединил гидронасос и гидромотор в одном таком же
компактном корпусе, в каком помещается и традиционная мотоциклетная КП.
Вот что интересно: Бадалини разрабатывал этот агрегат для итальянской MV
Agusta, но на серийной мототехнике итальянцы эту систему так и не
применили. Зато патент купили японцы из Honda и в начале 60-х применили
конструкцию в скутерах Honda Juno. Да и вообще гидротрансмиссии в ту
пору полюбились японским конструкторам. Правда, в Yamaha и Fuji отдали
предпочтение более привычному гидротрансформатору. Если сложные и
дорогие Yamaha SCI и Honda Juno не имели успеха у покупателей, то Fuji
Superflow (в котором для удешевления вообще отказались от коробки
передач) выпускался в больших количествах и даже экспортировался в США.
Современный скутерный клиноременный вариатор:
а - ведущий шкив;
б - ведомый шкив;
в - клиновой ремень;
г - центробежное сцепление. Salsbury - роскошный американский скутер 40-х годов. Peugeot 101 MR 1966 года - типичный французский мопед. Обратите
внимание на «короткий» вариатор и передачу на заднее колесо цепью. Центробежное сцепление Peugeot:
а - наружный барабан;
б - внутренний диск;
в - металлический порошок. DKW Hobby - редкий для 50-х годов европейский скутер с вариатором. Поскольку конструкторы DKW Hobby не решились отказаться от цепной главной передачи, компоновка машины получилась своеобразной. Австрийский мопед Puch Maxi 2 (1973 год) оборудован двухступенчатой
автоматической коробкой передач с двумя центробежными сцеплениями. Двухступенчатая автоматическая коробка передач мопеда Jawa 210 Automatic:
а - первичное центробежное сцепление;
б - центробежное сцепление второй (прямой) передачи;
в - шестерни первой передачи; г - муфта свободного хода; д - звездочка главной передачи. Трансмиссия мотороллера Ducati Cruiser: на высоких оборотах грузы «б»
под действием центробежной силы замыкают муфту сцепления «в»,
заставляющего реакторное колесо гидротрансформатора «а» вращаться
совместно с насосным. При этом потери минимальны, а передаточное число
равно единице. Оборудованный гидротрансформатором мотороллер Ducati Cruiser, 1952 год. Honda Juno M85 1962 года - первый скутер с гидростатической трансмиссией. Fuji Rabbit Superflow 1968 года - мотороллер с гидротрансформатором.
Сейчас компания Fuji Heavy Industries выпускает автомобили Sutaaru, а
тогда была одним из крупнейших в мире производителей скутеров. Схема гидростатической трансмиссии по патенту Бадалини:
а - входной вал;
б - шайба гидронасоса;
в - поршни гидронасоса;
г - поршни гидромотора;
д - шайба гидромотора;
е - выходной вал.
