Beier växel med variabel utväxling
Beier -växeln med variabelt utväxling eller Beier-variatorn är en mekanisk drivning som erbjuder ett kontinuerligt variabelt utväxlingsförhållande mellan ingång och utgång.
Växeln förlitar sig på sammankopplingen av ett antal tunna skivor. Genom att variera deras separation varierar den effektiva radien för en skiva, vilket ändrar det totala utväxlingsförhållandet. Denna princip med varierande radie delas av ett antal andra variatormekanismer . En fördel med Beier är att ett stort antal skivor kan staplas på en gemensam axel, vilket ökar dess vridmomentkapacitet för endast en liten ökning av total längd.
| Extern bild | |
|---|---|
 Diagram av Beier-drift
|
Mekanismen består av en fjäderbelastad stapel tunna skivor på en central axel. Runt denna finns andra staplade skivpaket på ett antal planetaxlar, vanligtvis tre. Dessa axlar är monterade på svängarmar, så att de kan flyttas in och ut tillsammans. De centrala skivorna är tunna, med en förtjockad kant. Planetskivorna är avsmalnande över sin radie, i en inkluderad vinkel på cirka 3°. När skivorna griper i varandra kommer de således endast i kontakt med kanten av den centrala packningen, oavsett avståndet mellan axlarna. Dessa planetskivor har en växel i ingrepp med en växel på svängarmarnas stödaxel, som i sin tur går i ingrepp med en central växel, som används för ingående drivning. Den centrala axeln är den utgående axeln och växeln används som en reduktionsväxel. När skivorna flyttas utåt, driver den centrala fälgen på den yttre radien av de koniska skivorna av liknande storlek och det totala förhållandet är cirka 1:1. När svängarmarna förs inåt, tvingas de avsmalnande skivorna mellan de centrala fälgarna mot deras fjäderbelastning. Den effektiva radien för de avsmalnande skivorna reduceras därmed och utväxlingen ökar. Växeln är gjord i en mängd olika utväxlingsintervall, vanligtvis från 3:1 till 10:1. Den totala effektiviteten är bra, mer än 90 %.
Till skillnad från de flesta andra variatorer, men gemensamt med Hele-Shaw-kopplingen , är Beier-växeln inte beroende av friktion mellan skivorna, utan snarare på trögflytande drag genom en tunn oljefilm mellan dem. Denna har liten glidning, mindre än 1 %, och avsaknaden av friktion minskar förlusterna genom värme och tillåter således en liten kompakt mekanism att fortfarande hantera en hög effekt. Olja pumpas ofta genom drivenheten, vilket också har en kylande effekt.
Ansökningar
Enheten har utvecklats av Dr Beier, en österrikare som arbetar i Tyskland. Några av dess första tillämpningar var som en automatisk växellåda i bussar.
1951 användes den i flygmotorn E.145 Napier Nomad . Detta var en komplex turbo-sammansatt motor som kopplade en dieselkolvmotor tillsammans med en gasturbin och axialkompressorkompressor . Överladdningsförstärkningskontroll uppnåddes genom att variera förhållandet på denna enhet .
I modern användning används Beier-variatorn mest som en del av en industriell motordrift. En elektrisk induktionsmotor drivs med sin ideala hastighet, härledd från den elektriska linjefrekvensen, och variatordriften används för att manuellt justera dess utgående hastighet. Dessa är ofta kopplade till en cykloidal drivning för att ge en extra låg hastighet.