Переход к модификации
Вариаторная коробка передач, или сокращенно вариаторная КПП, все чаще используемая в мировом автопроме, довольно долго набирала популярность. Первооткрывателем принципа действия, сходного с принципом работы сегодняшнего вариатора, стал ни кто иной, как художник Леонардо да Винчи. Впоследствии некто из изобретателей подхватил эту идею, после чего на новое изобретение был получен патент. Однако на практике данный принцип действия не будет применяться после этого еще очень долго.Впервые мир узнал о вариаторной коробке передач в середине XX века, когда были выпущены первые автомобили с новой бесступенчатой трансмиссией, в состав которой и вошел изобретенный более века назад и слегка усовершенствованный механизм. После этого популярность вариатора только росла. На сегодняшний день вариаторную коробку передач устанавливают не только в автомобилях, но также в скутерах. Ее используют в своей практике ведущие мировые компании по производству качественных автомобилей, среди которых можно назвать такие мощи автопрома, как Audi и Honda.
Основной функцией любой КПП является переключение скоростей. Механизм вариатора позволяет передавать мощность от двигателя к трансмиссии без заданных передаточных чисел, что позволяет ему использовать центробежную силу более эффективно, а топливо – экономично. Чтобы понять основной принцип работы вариатора, можно провести параллель со скоростным велосипедом, у которого переключение скоростей осуществляется с помощью скольжения металлического ремня, натянутого на металлические зубчатые диски.Работа вариаторной коробки происходит при помощи движения двух конусообразных шкивов по одной оси, которые съезжаются и разъезжаются между собой. Шкивы КПП соединены ремнем, наборной цепью, которая собрана из специальных пластин; или роликами. Схема функционирования вариатора различная и зависит от типа устройства его механизма.
Такой вариатор состоит из конусообразных шкивов и натянутого между ними клинообразного ремня, то есть, ремня, который в разрезе имеет треугольную форму. Вспомогательное влияние на движение конусообразных шкивов оказывает механизм, состоящий из гидравлического насоса, электронной системы управления или пружин, а также актуаторов. Непосредственно актуаторы воздействуют на шкивы, приводя их в движение. В клиноременном механизме одна пара конусов является ведущей, а вторая – ведомой. При переключении передач и в зависимости от положения шкивов относительно друг друга ремень меняет свое положение относительно оси, которая пронизывает шкивы. Самое маленькое передаточное число и наивысшую скорость автомобиль выжимает, когда ремень находится далеко от оси на ведущем шкиве и у самой оси — на ведомом.
Тороидальный вариаторВместо шкивов и ремня в его механизме имеются диски, сообщающиеся друг с другом одной осью, и передвижные вращающиеся ролики, которые движутся по направлению к центру оси и от нее. В тороидальном вариаторе ролики зажаты между дисками. Они осуществляют свое движение в определенном радиусе под воздействием специальных устройств. Движение, в свою очередь, передается дискам, которые сходятся и расходятся в зависимости от передаточного числа. Соотношение радиусов роликов обоих валов с дисками на каждой передаче разное. В тороидальном механизме также есть ведущий и ведомый вал. Когда автомобиль развивает наивысшую скорость, ролик ведущего вала находится на поверхности, оборачиваясь вокруг оси на большом радиусе, а ролик ведомого вала вращается непосредственно вокруг оси.
По принципу работы имеет много общего с клиноременным механизмом. В основе его конструкции также лежат шкивы, нанизанные на оси. Вместо ремня между шкивами натянута цепь, которая состоит из соединенных между собой пластин.
трения о поверхность шкивов и оси перетирается. В тороидальном вариаторе таковым слабым местом является поверхность дисков в тех местах, в которых с ней соприкасается ролик во время вращения. Но при аккуратном вождении клиноременной и тороидальный вариатор могут прослужить достаточно долго.
Намного более прочным и функциональным является новый клиноцепной вариатор. Его прочность достигнута тем, что шкивы выполняются из подшипниковой стали, металлическая цепь намного крепче ремня, а ее форма позволяет достигать наименьшего радиуса изгиба. Благодаря последнему преимуществу, увеличился диапазон передаточных чисел. Таким образом, запатентовав клиноцепной вариатор, изобретатели добились улучшения функций и увеличили прочность вариаторной КПП.
После ремонта или замены запчастей и механизмов автомобиля, таких как двигатель, вариатор или трансмиссия, память электронного модуля трансмиссии относительно работы вариатора стирается. Для дальнейшей эксплуатации вариатора требуется обязательно выполнить так называемую калибровку. Во время калибровки выполняется новая запись обратного сигнала для управления автомобилем, заново осуществляется настройка оптимальной работы двигателя для каждой ступени скорости.
Калибровку вариатора выполняют, как на стоянке, так и во время движения. Схема процедуры зависит от того, какой вариант выбран, а также от марки автомобиля, и представляет собой последовательность определенных действий. Калибровка выполняется достаточно легко, осуществить ее может каждый автовладелец. В случае чего можно обратиться к мастеру, который осуществлял ремонт автомобиля.
Находясь в составе трансмиссии наряду со сцеплением, дифференциалом, ШРУСом, карданным валом и главной передачей, коробка передач тоже состоит из нескольких механизмов. В состав вариаторной КПП входит сцепление, вариаторный механизм, механизм для осуществления заднего хода автомобиля, электронная система управления и датчики.
Вариатор стал применяться в автомобильном производстве достаточно часто, благодаря ощутимым достоинствам. Среди многочисленных преимуществ вариаторной коробки передач можно назвать следующее:
К основным недостаткам вариаторной КПП отнесем сравнительно небольшой ресурс. Механизм не выдерживает больших нагрузок. Ремонт вариатора выполняют только профессионалы. Несмотря на несложный механизм, процесс достаточно сложный. Плюс ко всему, для увеличения срока службы вариаторной коробки передач требуется принудительное охлаждение трансмиссионной жидкости, применение специального и достаточно дорогостоящего масла. В случае с клиноременным механизмом менять ремень порой приходится достаточно часто.
Особенностью вариатора является то, что его не устанавливают на грузовом автомобиле, а также на легковом автомобиле с очень мощным двигателем. Механизм не очень хорош для езды по бездорожью, где требуется буксировка и резкие толчки автомобиля. Тем не менее, в век модернизации технологий можно смело надеяться на то, что бесступенчатая трансмиссия, столь комфортная, как для водителя, так и для пассажира, может быть значительно усовершенствована, и имеет большие шансы на блестящее будущее.
thcar.ru
Вариатор (CVT) — бесступенчатая коробка передач, которая в определенном диапазоне позволяет добиться максимально плавного изменения передаточного числа. Главным отличием вариаторной коробки передач от аналогов является достаточно эффективное использование мощности ДВС.
Коробка CVT (от англ. Continuously Variable Transmission, «все время изменяющаяся трансмиссия») позволяет наилучшим образом изменять крутящий момент от ДВС, передаваемый на колеса, с учетом нагрузок на двигатель, скорости движения ТС и т.д. В результате вариатор позволяет добиться высокой топливной экономичности.
Читайте в этой статье
Начнем с того, что существует несколько типов вариаторных КПП, однако на автомобилях используется клиноременный и тороидный вариатор, при этом клиноременной вариатор встречается намного чаще.
Устройство современной коробки-вариатора включает в себя такие элементы:
Чтобы передать момент от двигателя, могут быть использованы: гидротрансформатор, центробежное автоматическое сцепление, электромагнитное сцепление, которое управляется электроникой, а также многодисковое сцепление. Чаще всего для этих целей используется гидротрансформатор (ГДТ), что позволяет добиться плавности и тем самым увеличить ресурс вариаторной коробки передач.
Что касается самой КПП, клиноременной вариатор включает в себя одну или две ременные передачи. Такая передача фактически является двумя шкивами, которые соединяются при помощи клиновидного ремня. Шкив образует пара конических дисков, причем диски могут сдвигаться и раздвигаться. Так удается менять диаметр самого шкива.
Чтобы сдвинуть конусы, задействовано гидравлическое давление, усилие пружины и центробежная сила. Конические диски расположены под углом наклона 20°. Это позволяет ремню перемещаться по поверхности шкива, при этом сопротивление минимально.
На начальном этапе такие вариаторы оснащались ремнем из резины, однако ресурс самого ремня оказывался небольшим. Сегодня вместо резины устанавливается металлический ремень вариатора. Такой ремень прочный и гибкий, при работе КПП создается меньше шума, а также решение служит заметно дольше, чем резиновый аналог.
Вращение передается посредством силы трения между шкивами вариатора и боковой поверхностью ремня. Также в некоторых вариаторах может использоваться стальная цепь. В этом случае речь идет о клиноцепном вариаторе.
Данный тип отличается от клиноременного вариатора тем, что крутящий момент передается торцевой поверхностью цепи во время ее точечного контакта с коническими дисками. При этом сами конические диски выполнены из прочной стали, а клиноцепной вариатор имеет наилучший КПД.
Что касается управления вариатором, система электронная, производит синхронное изменение диаметра шкивов с учетом режимов работы двигателя автомобиля. Также осуществляется управление сцеплением и планетарным редуктором.
Водитель управляет КПП при помощи селектора, а сами режимы напоминают режимы работы гидромеханической АКПП. Более того, в вариаторной коробке можно выбирать фиксированные передаточные отношения, что позволяет реализовать функцию ручного переключения передач, подобно Tiptronic на АКПП.
Еще добавим, что тороидный вариатор отличается от описанных выше ременных и цепных аналогов тем, что имеет два соосных вала. Такие валы имеют сферическую или тороидную поверхность. Между валами зажимаются ролики.
Чтобы изменить передаточное число в таком вариаторе, необходимо менять положение роликов. При этом крутящий момент передается посредством сил трения между рабочими поверхностями.
Читайте также
Если говорить о принципе работы вариаторной коробки, диаметр шкива вариатора постоянно изменяется. Изменение реализует сервопривод. Когда автомобиль только трогается с места, ведущий шкив вариатора имеет самый малый диаметр, то есть конические диски полностью разведены.
Ведомый диск в этот момент имеет самый большой диаметр, когда конические диски максимально сжаты. Когда обороты двигателя начинают расти, диаметр ведущего шкива становится больше, а ведомого уменьшается, что позволяет уменьшить передаточное число.
Как видно, вариатор путем уменьшения и увеличения диаметров шкивов позволяет двигателю работать в оптимальном режиме, чтобы получить максимум мощности и добиться лучшей динамики.
Прежде всего, такая трансмиссия является бесступенчатой. Это значит, что во время езды отсутствует необходимость переключаться на так называемы «ступени», при этом происходит постоянное преобразование крутящего момента, нет задержек между переключениями со ступени (передачи) на ступень.
В результате достигается максимальный комфорт при езде на машине с вариатором. Однако данное решение не лишено недостатков. Прежде всего, установка такой трансмиссии предполагает определенные ограничения по мощности и крутящему моменту, то есть вариатор не ставят на автомобили с мощным двигателем. Еще одним минусом является сложность устройства самой вариаторной коробки передач, низкая ремонтопригодность и дороговизна самого ремонта вариатора.
Читайте также
krutimotor.ru
В последние годы все больше автомобилей комплектуется вариаторными КПП. Эти агрегаты являются более дешевой альтернативой традиционных коробок передач гидромеханического типа (автоматических).
Может показаться удивительным, но история появления вариаторов насчитывает уже порядка 150 лет. Они были популярны в механизмах приводов швейных машин и использовались в промышленном оборудовании еще в ХIX веке. В дальнейшем вариаторы стали устанавливаться на мототехнику, а вот, что касается автомобильного транспорта, то здесь вариаторные коробки передач долгое время не приживались ввиду их невысокого ресурса, а также сложности управления при передаче значительного крутящего момента. Во второй половине ХХ века внедрением вариатора определенное время занимались специалисты компаний DAF и Volvo, однако решить проблему малого ресурса долгое время не удавалось. И только лишь после того, как усовершенствованием данного типа КПП вплотную занялись инженеры нескольких японских автопроизводителей, вариатор стал набирать популярность и массово устанавливаться на серийных автомобилях.
С технической точки зрения вариаторная коробка передач представляет собой трансмиссию бесступенчатого типа. Другое ее название – CVT (от англ. Continuously Variable Transmission). Благодаря особой конструкции и использованию внешнего управления переключение передач в вариаторе осуществляется плавно, с бесступенчатым изменением передаточного числа. Выбор оптимального передаточного соотношения происходит автоматически, посредством сопоставления внешней нагрузки с оборотами силового агрегата. Принцип функционирования вариатора позволяет задействовать мощность мотора машины с максимальной эффективностью.
Сегодня каждый автопроизводитель располагает собственными наработками в области инженерии трансмиссий, в том числе, вариаторов. Тем не менее, все существующие на сегодняшний день коробки передач CVT принято разделять на два типа: клиноременный и тороидальный.
Клиноременный вариатор состоит из двух шкивов и ремня с трапецеидальным сечением. Каждый из шкивов представляет собой два конических диска, благодаря которым появляется возможность менять диаметр и передаточное число исходя из скорости вращения мотора. Ряд производителей нередко вместо традиционного ремня применяют цепь, а некоторые компании изготавливают ремень из особых металлических пластин. Впрочем, на принцип работы вариатора с точки зрения способа передачи тяги эти особенности влияния не оказывают.
За работу дисков каждого шкива отвечает электронная система, состоящая из датчиков с сервоприводами и центрального блока управления. Общий принцип работы системы следующий. Обладая клиновидной формой, ремень вступает в контакт с каждым из шкивов только лишь боковыми поверхностями. Изнашиваясь со временем, ремень словно «впивается» в шкив, сохраняя тем самым необходимый уровень сцепления. Вращение коленчатого вала передается ведущему шкиву. Его конструкция такова, что в случае увеличения оборотов двигателя «щеки» дисков постепенно сжимаются, тем самым выталкивая ремень от центра к ободу. Одновременно с этим, «щеки» дисков ведомого шкива разжимаются, что утапливает ремень к центру. Таким образом, происходит изменение радиусов вращения, а, значит, и передаточных отношений в бесступенчатом режиме. По сути, при такой схеме можно получить сколь угодно много передаточных чисел, а не только какие-то фиксированные значения. С ростом оборотов мотора происходит постепенное сжимание ведущего шкива с одновременным разжиманием ведомого, что гарантирует сохранение натяжения ремня. Если водитель сбрасывает обороты мотора, отпуская педаль «газа», внутри вариатора происходит противоположный процесс.
Несколько иной принцип работы у коробки-вариатора тороидального типа. Она располагает парой колес со сферической рабочей поверхностью. Между этими колесами зажимается ролик. Как и шкивы ременного вариатора, колеса тороидального CVT разделяют на ведущее и ведомое. Передаточное число меняется в данном случае посредством силы трения, которая возникает между поверхностями колес и ролика.
Когда ролик меняет свое положение относительно поперечной плоскости, происходит изменение передаточного числа в ту или иную сторону. При горизонтальном положении ролика ведомое колесо будет вращаться со скоростью, равной скорости вращения ведущего колеса. Но стоит ролику повернуться, происходит немедленное изменение скорости вращения ведомого колеса относительно ведущего. Поскольку в пятне контакта ролика и поверхности колеса возникает довольно серьезное усилие, разработчики вариатора предусмотрели использование специальных устройств, способствующих преодолению притяжения ролика к поверхности колеса. К примеру, тороидальная система Extroid, применяемая на многих моделях автомобилей Nissan, оснащается специальным устройством, работающим под управлением электроники. Благодаря такому устройству прецизионный гидромеханизм меняет расположение узла с роликами на микроскопическую величину в вертикальной плоскости. Сдвиг, производимый относительно оси колес, провоцирует самостоятельный поворот ролика.
Ввиду нескольких очевидных преимуществ вариатора многие специалисты считают этот тип коробок передач более перспективным и удобным по сравнению с традиционными агрегатами гидромеханического типа. Однако окончательный ответ на вопрос, что лучше: вариатор или автомат, дать вряд ли получится. Это сравнение будет уместно только в случае сопоставления конкретных моделей трансмиссий определенных производителей. Тем не менее, какие-то общие моменты выделить можно.
Преимущества вариаторной коробки передач (CVT):
Однако, невзирая на неоспоримые преимущества, в ближайшее время вариаторные коробки передач вряд ли смогут полностью вытеснить гидромеханические «автоматы» ввиду наличия следующих недостатков:
Взвешивая все плюсы и минусы вариатора, стоит отметить, что данный тип трансмиссии является на сегодня самым передовым. Сравнительная простота конструкции, плавность хода автомобиля и лучшая динамика разгона при невысоком топливном расходе делают коробку передач CVT очень перспективным агрегатом. В то же время ряд конструктивных особенностей вкупе с ограниченным сроком службы отдельных узлов не позволяют вариатору стать безоговорочным лидером.
avtonam.ru
При выборе транспортного средства для многих автовладельцев одним из главных критериев является тип трансмиссии. Одним из наиболее совершенных считается вариатор, отзывы на который, особенности конструкции, характеристики и прочие нюансы приведены ниже.
Особенностью вариатора, выгодно отличающей его от остальных видов коробок передач — как ручной, так и автоматической — является отсутствие фиксированных передач. У каждого такого агрегата передаточное усилие, или число, находится в некоем диапазоне в конкретный момент времени и при определенных условиях. Это возможно благодаря тому, что работа вариатора основывается на другом принципе, нежели у других КПП.
Принцип работы вариатора заключается в передаче усилия от ведущего вала к ведомому посредством ременной передачи. В современных автомобилях в качестве ременной передачи выступает цепь или металлический ремень, ведущего вала — двигатель, а ведомого - колеса. Плавное изменение передаточного числа обеспечивается не менее плавным изменением диаметра ведомого и ведущего вала. Для обеспечения данного процесса используются специальные методики. Наработки в этой области имеются у каждого современно автопроизводителя: к примеру, самый плавный ход, по отзывам, у вариатора "Митсубиси".
Все вариаторы подразделяются на две основные категории в зависимости от типа передачи.
Клиноременная передача основывается на трапециевидном зубчатом ремне, который у многих автопроизводителей представлен ремнем из металлических пластин либо цепью. Второй составляющей являются два шкива, собранные из конических дисков. Изменение значения крутящего момента и скорости происходит за счет изменения диаметра шкивов.
Ведущий шкив после нажатия на педаль акселератора передает ведомому валу вращение от двигателя. Сконструирован он таким образом, что под воздействием центробежных сил при увеличении оборотов происходит сжимание щек дисков, в результате чего приводной ремень выталкивается к краю шкива от его центра. На ведомом валу при этом происходит обратный процесс: щеки разжимаются, что приводит к сдвижению ремня к центру шкива. Таким образом происходит плавное изменение усилия и передаточного числа. При отпускании педали акселератора осуществляется обратный процесс.
Принцип действия тороидного вариатора несколько иной и исходит из его конструкции: валы в нем заменены на колеса со сферической поверхностью, между которыми зажаты ролики. Одно из этих колес ведущее, второе, соответственно, ведомое. Изменение силы трения между роликами и колесами провоцирует изменение передаточного числа и значения передаваемого крутящего момента. Передаточное число изменяется в результате изменения положения роликов в поперечной плоскости. Угловая скорость ведущего и ведомого колеса одинакова при условии горизонтального расположения ролика. Изменение передаточного числа происходит при изменении положения роликов.
Тороидные вариаторы используются крайне редко, что связано со сложными технологиями изготовления и конструктивными решениями. Наиболее популярными в автомобилестроении на сегодняшний день являются клиноременные устройства: их применяют многие автоконцерны — судя по отзывам, вариаторы на «Ниссан» именно такого типа.
Масла для вариаторов имеют соответствующую маркировку — CVT — и разительно отличаются от прочих трансмиссионных жидкостей. Такие составы не только смазывают трущиеся поверхности, но и предотвращают проскальзывание. Использование ремня для передачи между валами крутящего момента возможно только благодаря этому свойству масла. В отзывах на вариаторы отмечается, что допускать масляного голодания в связи с такой особенностью нельзя, иначе можно столкнуться с проскальзыванием цепи по рабочим поверхностям валов, что приведет к их быстрому износу.
Владельцы в отзывах на вариаторы отмечают следующие преимущества:
Несмотря на то что вариатор считается совершенной КПП, он обладает и своими недостатками:
Несмотря на все недостатки, вариаторы на сегодня являются совершенным видом трансмиссии. В отзывах на "Кашкай" с вариатором и многие другие автомобили с таким типом трансмиссии автовладельцы по достоинству оценили все плюсы от их использования. Производители постоянно совершенствуют конструкцию вариаторов, поэтому можно сказать, что в ближайшие несколько лет они вытеснят с автомобильных рынков механическую и автоматическую трансмиссию.
При покупке и эксплуатации автомобиля с вариатором необходимо учитывать несколько нюансов:
Перед приобретением автомобиля с вариатором необходимо заранее подготовиться к условиям его эксплуатации, особенно если ранее автовладелец пользовался автоматической или механической трансмиссией. Единственное требование — своевременное обслуживание вариатора и регулярная замена расходных материалов — трансмиссионного масла и приводного ремня.
fb.ru
Вам может быть интересны также другие типы вариаторов:
Вариаторы, сопряженные с асинхронными электрическими двигателями общепромышленного назначения называются мотор-вариаторами. Они могут взаимодействовать с различными типами двигателей. В качестве дополнительной опции обычно устанавливается система редукторов, увеличивающая гибкость всей системы, червячная или цилиндрическая передача.
При помощи связки мотора, редуктора и вариатора можно добиться значительных крутящих моментов.
Рассмотрим её на одной из моделей:
Пара солнечных колец (1 и 2) объединена в единый узел с пружинами тарельчатой формы (3). Солнце надевается на входной вал. На корпусе вариатора надежно зафиксированы в неподвижном состоянии два наружных колеса (5 и 6). В планетарном механизме установлен диск (7), который вращается вокруг своей оси, а также он совершает вращательно-поступательное движение относительно своего носителя (8). Сам носитель проходит радиальный путь внутри водила (9), которое закреплено на выходном валу.
Пара солнц (1 и 2) плотно поджата пружинами к планетарным дискам (7), а с внешней стороны они зажаты внешними колесами (5 и 6). Благодаря этому каждое солнце может вращаться вокруг своей оси, а также вокруг оси внешнего колеса в составе парной системы. Ось, на которой закреплен планетарный диск, соединена с водилом, а это значит, что они вращаются синхронно. Экспоненциальное изменение скорости возможно благодаря мощному маховику (10). Именно благодаря ему вращается внешнее колесо, а также пара механических узлов – слезковой (12) и кулачковый (11). В этот момент внешнее колесо (6) приходит в движение, а интервал между ним и вторым подобным колесом (5) может изменяться. Планетарные диски могут вдавливаться или выдавливаться, что провоцирует изменение диаметра, которые катятся по поверхности солнц и каждого из неподвижно закрепленных колёс (5 и 6). Радиальное передвижение позволяет варьировать скорость вращения и крутящий момент, возникающий на выходном валу.
Они нашли широкое применение в промышленности за счёт надежности функционирования и возможности длительной бесперебойной работы. Эти механические узлы стали популярны из-за неприхотливости в обслуживании и небольшим требованиям к системе охлаждения. В качестве примера можно привести промышленные миксеры, созданные на базе мотор-вариаторов, используемые в пищевой промышленности.
variator-cvt.ru
Вариативная или бесступенчатая автоматическая коробка передач, еще недавно считавшаяся диковинкой, все чаще предлагается в современных модификациях моделей. Так, установка вариатора часто присутствует в новых автомобилях Ауди, Ниссан, Тойота, Хонда, Митсубиси и других ведущих автомобильных марок мира. Давайте рассмотрим, чем же хорош вариатор, каков принцип работы данного вида АКПП и каковы плюсы и минусы в сравнении с классическим автоматом.
Даже не будучи владельцем авто с вариативной коробкой, многие просматривая автомобильные издания или таблицы, в которых собраны технические характеристики, наверняка встречали слово вариатор. К автоматическим коробкам переключения передач все уже привыкли, а к механическим тем более. Вариатор же оказывается на слуху у большинства обывателей реже. Хотя он не является какой-то новой разработкой современных автокомпаний, а изобретен был еще несколько веков назад.
Самый первый вариатор придумал не кто иной, как Леонардо да Винчи в 1490 году, а патент на данный агрегат был выдан во второй половине ХIХ века. Стоит заметить, что способный ездить автомобиль с такой трансмиссией впервые появился только через пятьсот лет после ее изобретения – в 50-х годах ХХ века. Вариатор устанавливали на легковые машины марки DAF (тогда этот производитель еще занимался выпуском легковушек наряду с грузовиками). Впоследствии чем-то подобным оснащали и некоторые модели автомобилей Volvo, но широкого распространения такой вид АКПП не получил, в отличие от настоящего времени.
Вариатор, или по-английски continuously variable transmission (CVT), внешне представляет собой ту же автоматическую коробку передач. С виду невозможно определить, что в машине установлен именно он, ведь рычаг его ничем не отличается от рычага обычной классической АКПП, даже режимы трансмиссии те же: P, R, N, D. Однако принцип работы вариатора совершенно другой, в нем нет привычного, фиксированного количества передач, таких как 1-я, 2-я и так далее. Передач в вариаторе огромное множество, они постоянно варьируются, отсюда и название самого устройства. Именно поэтому нет никаких толчков ни при трогании автомобиля с места, ни при переходах с одних оборотов на другие. Вариатор в процессе езды машины, по мере ее разгона и замедления, плавно и аккуратно меняет передаточное число.
Среди вариаторов есть много типов, в зависимости от устройства. Это и цепные, клиноременные и тороидальные, но встречаются и другие виды привода. Самый распространенный среди них тип вариатора — клиноременный со шкивами переменного диаметра, о котором и пойдет речь далее.
Чтобы было немного понятнее, как устроен такой вариатор, можно представить себе две одинаковые трубки, расположенные параллельно и недалеко друг от друга. Если стянуть их резинкой и начать крутить одну из них, то сразу будет раскручиваться и другая, причем скорость их будет одинаковая. Однако если трубки будут разного диаметра, то соотношение скоростей будет совсем другое – более широкая трубка будет крутиться медленнее.
Принцип работы вариатора такой же, только диаметр таких вот цилиндров у него постоянно изменяется. Он состоит из двух шкивов, каждый из которых представляет собой пару конусов, расположенных вершинами друг к другу. Между этими шкивами зажат специальный клиновый ремень.Каждая пара конусов, двигаясь в направлении друг к другу и обратно, изменяет рабочий диаметр шкивов. Когда конусы будут раздвигаться, ремень, обращенный к ним ребрами, будет проваливаться в середину шкива и огибать его по меньшему радиусу. При движении конусов друг к другу радиус получится, наоборот, больший.Управляет шкивами обычно гидравлическая система, которая строго синхронизирует сближение конусов одного шкива и расхождение конусов другого. Один из шкивов расположен на ведущем валу, идущем от двигателя, а второй – на ведомом, идущем к колесам. Благодаря этому возможно наладить изменение передаточного отношения в очень широком диапазоне.Для обеспечения возможности совершения автомобилем заднего хода в коробке-вариаторе предусмотрен специальный узел, который меняет направление вращения выходного вала. Этим узлом может являться, например, планетарная передача.
Особого внимания требует вопрос о том, какой же ремень используется в вариаторе. Потому что обычный текстильный прорезиненный ремень, используемый для привода генератора или кондиционера и прочем подобном оборудовании, здесь не подойдет, так как его ресурс будет очень маленьким — он скоро износится. Клиноременные вариаторы имеют ремни с весьма сложным строением.В качестве ремня может быть использована лента из стали со специальным покрытием либо совокупность стальных лент (тросов) со сложным сечением, с нанизанным на них множеством тонких стальных пластинок в форме трапеции. Края этих пластинок соприкасаются со шкивами. Стоит отметить, что именно такое устройство позволяет ремню иметь толкающие свойства, способность передавать мощность не только той своей частью, которая бежит к ведущему валу, но и обратной. В этой ситуации обычный ремень просто бы сложился, попытавшись передать сжимающее усилие, а стальной, наоборот, становится более жестким.Также выступать в роли ремня вариатора может и широкая стальная цепь из пластин, своими краями контактирующая с конусами шкивов. Такой ремень, в частности, используется в вариаторах, устанавливаемых на автомобили Audi.
Смазка цепи осуществляется особой жидкостью, которая способна изменять свое фазовое состояние при сильном давлении на нее в месте, где она соприкасается со шкивом. Поэтому цепь способна передавать довольно большое усилие, почти не проскальзывая, хоть площадь контакта совсем небольшая.
В зависимости от того, какая программа выбрана, вариатор будет самостоятельно менять при разгоне передаточное число. При езде на автомобиле с обычной коробкой осуществляется постепенное переключение передач и увеличение оборотов двигателя. А автомобиль с вариатором набирает скорость на неизменных оборотах, соответствующих максимальной величине крутящего момента. Изменяется при этом передаточное отношение.Тем, кто пересядет с машины, работающей с привычной коробкой передач, на авто с вариатором, будет наверняка некомфортно набирать разгон. Ведь, после нажатия водителем педели газа двигатель выходит сразу на высокие обороты, и в течение всего набора скорости продолжает оставаться на них, при этом двигатель работает на высоких оборотах, издавая довольно ощутимый рев. Зато темп разгона у таких автомобилей выше, чем у машин с традиционной АКПП, и это можно отнести в плюсы вариатора.Иногда настройки вариатора делают такими, что разгон с его помощью по ощущениям напоминает разгон с ростом оборотов двигателя. Конечно, когда автомобиль двигается в гору или замедляется, вариатор не останется на высокой передаче, даже если нажимать педаль газа. Его шкивы просто передвинутся назад для повышения выходного крутящего момента.На некоторых машинах существует возможность устанавливать режим с определенным количеством так называемых «виртуальных» передач, между которыми вариатор будет переключаться подобно классической АКПП. В таком случае можно переключать эти установленные передачи даже самостоятельно, как на коробке-автомат с наличием ручного последовательного режима.
Несмотря на такое большое количество достоинств, вариатор не лишен и недостатков. Одна из проблем – неспособность работать с более современными мощными двигателями, поэтому вариаторы и начали распространяться преимущественно в автомобилях компактного и среднего класса.Однако нельзя не отметить, что создаются и такие вариаторы, которые способны на большее. Например, клиноременный вариатор с цепью Multitronic успешно работает на Audi A4 2.0 TFSI, мощность двигателя которого составляет 200 лс. А внедорожник Nissan Murano с двигателем V6 на 3,5 литра, развивающим 234 лс, оснащается клиноременным вариатором X-Tronic. Это чуть ли не самая крупная и тяжеловесная модель, на которую устанавливается вариатор. И при современном развитии технологий это, скорее всего, еще не предел.Еще одним недостатком вариаторов является их дорогостоящее обслуживание и ремонт, а также потребность в специальной трансмиссионной жидкости, которая тоже обходится недешево. Для работающего на ремне вариатора замена ремня требуется каждые 100-150 тысяч км пробега. Замена масла на вариаторе может производиться чуть реже, чем в коробках-автомат (раз в 40-50 тысяч км), но и стоит оно гораздо дороже.Несмотря на указанные минусы, вариаторы все-таки приобретают все большую популярность, причем стоимость их ниже, чем хороших автоматических коробок.Благодаря тому, что в вариаторе число передач не ограничено, двигатель получает возможность работать на самых благоприятных для него режимах, будь то необходимость сильного и резкого разгона или неспешность при спокойном движении. Поэтому модели, оснащенные бесступенчатыми автоматическими коробками передач, считаются высокоэкономичными и в то же время обладающими высокой динамикой.
Стоит также отметить, что в последние годы идет тенденция к увеличению количества передач в коробках-автомат. Новейшие модели автоматических трансмиссий для легковых автомобилей насчитывают уже 8 и даже 9 ступеней. Такие меры принимаются как раз для достижения максимально возможной топливной выгоды и динамики разгона. Не исключено, что в ближайшем будущем начнут появляться АКПП с десятью, а то и с двенадцатью ступенями. Но все же вариаторы уже давно занимают то место в автомобильном мире, куда обычным автоматическим коробкам передач с их планетарными передачами-переключателями не добраться никогда. Потому что количество передач, имеющихся у вариатора, сосчитать просто невозможно.
povozcar.ru
Существует бесконечное количество допустимых режимов при движении автомобиля. Оптимальная работа двигателя может быть обеспечена лишь в том случае, если число ступеней в коробке передач тоже будет бесконечным. В таком случае уместно использовать вариатор. Что это такое? Это единственный на данный момент вид КПП, который позволяет осуществлять бесступенчатое трансформирование передаточного отношения между трансмиссией и двигателем. Это означает, что каждый режим работы автомобиля может работать с наиболее эффективным значением передаточного отношения, а не усредненного, как в других вариантах трансмиссий.
Благодаря постоянной работе двигателя в зоне оптимальных оборотов достигается повышенная экономичность, более качественная динамика работы, снижение уровня токсичных выхлопов. Тут передаточное отношение плавно изменяется, а не ступенчато, поэтому такие автомобили характеризуются плавностью хода. Срок службы узлов трансмиссии увеличивается за счет отсутствия рывков во время переключения передач, именно этим и характеризуется вариатор. Что это такое и для чего он предназначен? Это устройство малого веса, простой конструкции, а также достаточной надежности. Как и автоматические коробки передач, он предназначен для избавления водителя от необходимости переключения.
Теперь, когда понятно, чем хорош вариатор (что это такое, вы уже знаете), возникает вопрос о том, идеальная ли это коробка передач. Нет. Основной недостаток этого варианта состоит в том, что он фрикционный, то есть работает не за счет зубчатого сцепления, а за счет трения, поэтому способен осуществлять передачу ограниченного крутящего момента. При его превышении рабочие поверхности будут проскакивать, что приводит к интенсивному изнашиванию. Это говорит о невозможности его использования совместно с мощным двигателем.
Вариатор не терпит долгой работы в режиме наибольшей нагрузки. Он быстро изнашивается при резких рывках и торможениях, характерных для спортивного стиля вождения. Стихия этого варианта – плавное спокойное движение.
На данный момент в автомобилях используется два типа: торовый и клиноременной. Второй состоит из пары раздвижных шкивов, между которыми натянут ремень. Один из шкивов соединен с двигателем, являясь ведущим, а второй с колесами – ведомый. Шкивы раздвижные, то есть состоят из половинок. Когда они сближаются, происходит выталкивание ремня наружу, а при их раздвижении ремень проваливается. Радиусы, по которым ремень движется, изменяются синхронно. Итогом этого является плавное трансформирование передаточного отношения: если радиус ведущего шкива меньше ведомого, то передача будет пониженной, в противном случае – повышенной.
Торовый вариатор предполагает использование конусовидных дисков вместо раздвижных шкивов, а ремень заменен на ролики. Ведущий диск сопряжен с коленвалом двигателя, а ведомый – с трансмиссией. Ролики прижимаются к дискам, и передают крутящий момент. Ремонт вариаторов в том и ином случаях предполагает замену изношенных частей на новые.
fb.ru
