Что такое вариаторная коробка передач? Подробный, авторский разбор |

Что такое вариаторная коробка передач? Подробный, авторский разбор

Скачать PDF

Многим людям интересно узнать, что такое вариаторная коробка передач. Ведь в последнее время, все большее количество автомобилей снабжаются такой трансмиссией. Этому способствует большое число плюсов, которыми он обладает, благодаря своим техническим особенностям. В последние годы практически все автопроизводители используют для своих автомобилей именно такую трансмиссию. Некоторые модели могут иметь эти коробки даже в базовой комплектации.

Это говорит о высоких технических характеристиках подобных коробок. Стоимость их также не выше, чем у обычного автомата. Что также способствует их большему распространению.

Содержание

  • История
  • Устройство
  • Особенности клиноременного
  • Использование на авто
    • Достоинства
    • Недостатки

История

Что такое вариаторная коробка передач, этот вопрос не совсем корректен. Ведь особенностью подобной трансмиссии является полное отсутствие ступеней передач в привычном смысле этого слова. Поэтому, правильнее называть подобную трансмиссию бесступенчатой.

Первые упоминания о ней можно встретить в чертежах Леонардо да Винчи. Но, на автомобилях впервые применили подобный способ передачи усилий только в 50-х года двадцатого века. Самой первой моделью, на которой использовался вариатор в современном представлении, был DAF 600. Немного позже, начиная с 1984 года, такой тип трансмиссии стал все чаще встречаться в автомобильной промышленности. Сейчас практически все автомобильные компании используют в своих моделях этот тип трансмиссии.

Устройство

В конструкцию бесступенчатой коробки входят несколько основных компонентов. Это обязательные элементы конструкции. У разных производителей они лишь различаются некоторыми особенностями:

  • Аналог сцепления. Механизм, передающий крутящий момент с двигателя на коробку, или разъединяющий их;
  • Вариатор;
  • Реверс. Используется для движения задним ходом;
  • Блок управления.

Наиболее распространенным вариантом является гидротрансформатор. Этот тип сцепления позволяет производить подключение-отключение максимально плавно, без рывков и лишних нагрузок.

Управление осуществляется блоком, который следит за соответствием передаточного числа. Контролирует качество «сцепления». Производится управление селектором. С его помощью можно выбрать режим работы, а также включить реверс (задний ход). Внешне селектор вариатора не отличается от автомата. На большей части современных коробок имеется функция «фиксированных передаточных чисел». Благодаря этому, у водителя при разгоне не возникает ощущения неизменной скорости.

Всего в автомобильных вариаторах используют 2 варианта их конструкции:

  • Клиноременной;
  • Тороидный.

Чаще всего можно встретить первый вариант. Но некоторые компании охотно используют в своих автомобилях обе разновидности.

Особенности клиноременного

В основе такого вида бесступенчатой коробки лежит простая ременная передача, в редких случаях их может быть 2. Шкив состоит из 2 сдвигающихся дисков конической формы. Так меняется диаметр шкива и передаточное число. Наклон дисков в 20°. Это позволяет ремню перемещаться с минимальным усилием. Для регулировки положения дисков (сближения), в современных автомобилях применяется гидравлическое усилие. Но в редких случаях можно встретить использование центробежной силы. Регулировка с помощью пружин применяется только на скутерах.

Для большей надежности сейчас в основном используют ремень, сделанный из тонких стальных пластин. Почти всегда их в нем используется от 10 до 12 штук. Они соединяются особой фасонной пластиной, похожей на «бабочку». Усилие передается путем трения боковых поверхностей ремня и шкива. Такая передача обеспечивает минимально возможный шум, а также передачу достаточного крутящего момента.

В другом варианте исполнения подобного механизма: клиноцепной вариатор. В его конструкции используется специальная цепь, сделанная из стали для подшипников. В этой цепи тонкие пластинки соединены осями. Крутящий момент передается торцом цепи при точечных контактах с диском шкива. Такая разновидность клиноременной передачи стала наиболее эффективной из всех видов.

К сожалению, конструктивным недостатком вариаторных коробок является невозможность заднего хода. Для выполнения такой задачи обычно используется планетарная передача. Управление ею осуществляется через селектор.

Использование на авто

Для более эффективного использования работы двигателя, блок управления вариатором изменяет положение шкивов. И таким образом увеличивает или уменьшает передаточное число. На клиноременных коробках при начинающемся движении передаточное число является максимальным. При наборе скорости диаметр ведущего диска увеличится, а вот у ведомого диска уменьшится. Как следствие и передаточное число становится меньше. На тороидном изначально ролики развернуты к ведущему диску. При разгоне они разворачиваются на сторону ведомого.

Достоинства

  • Вариаторы крайне эффективно используют мощность двигателя, при этом достигается максимально возможная экономичность;
  • Очень высок уровень комфорта. По причине отсутствия переключения передач нет никаких рывков и толчков.

Недостатки

  • У таких передач имеется ограничение по максимальной мощности двигателя. Поэтому, в основном вариаторы используются на малолитражках. Но, этот показатель постоянно повышается. Самый мощный автомобиль с вариатором на сегодняшний день Nissan Murano, его двигатель выдает 234 л.с.;
  • Техническая сложность производства. Соответственно высокая стоимость.

Что такое вариатор и вариаторная коробка передач? Что такое вариаторная коробка передач

Вариаторная коробка передач — что это такое

Преимущества эксплуатации и характерные черты

Вариаторная коробка передач относится к разновидности автоматических трансмиссий, устанавливаемых на автомобили иностранного производства со средней мощностью силового агрегата. Главной особенностью таких коробок автомат выступает способность плавной передачи крутящего момента от мотора к ведущим колесам.

В настоящее время это один из самых популярных видов коробки передач, используемых в автомобилях иностранного производства. При этом по отзывам пользователей такая трансмиссия обладает большим КПД по сравнению с обычными коробками автомат.

Особенности функционирования

В бесступенчатой коробки автомат нет передач, а изменение передаточного числа производится плавно и точно, что обеспечивает комфортную езду на автомобиле.

Ручное управление (которое актуально при езде по снегу, сложному дорожному покрытию) осуществляется с помощью программной составляющей, позволяющей создавать «ступени». При этом скорость автомобиля низкая, но тяговые способности автомобиля значительно улучшаются.

По конструкционным особенностям такие трансмиссии делятся на два вида:

  • Клиномерные — применяются довольно часто при установки именно вариаторной АКПП;
  • Тороидные — коробки передач со сложной конструкционной схемой и поэтому, сейчас применяются крайне редко.

Клиномерный тип коробки передач в настоящее время наиболее востребованный и применяется практически на всех автомобилях зарубежного производства.

Принцип функционирования подобной трансмиссии довольно простой: передаточное число передается от ведущего шкива, который связан с мотором, к ведомому, который связан с ведущими колесами и приводом с помощью ремня.

Изменение передаточного числа осуществляется путем изменения диаметра шкивов: ведущего и ведомого. Шкивы здесь установлены не литые, а разборные и состоят из двух элементов конической формы.

Устройство клиномерных вариаторов

Поскольку в большинстве случаев в современных автомобилях используется клиномерный тип АКПП есть смысл рассказать об устройстве именно этой коробки передач. Данный узел состоит из нескольких составляющих:

  • Валы с изменяющимися конусами. Данные конструктивные элементы по причине высокой нагрузки, создаваемой на них при эксплуатации коробки автомат выполнены из стали. Благодаря чему они обладают продолжительным сроком эксплуатации;
  • Цепь или специальный ремень. Их основное предназначение — связать два вала в одну конструкцию. При этом ремень состоит из металлических прочных лент, соединенными фасонными изделиями, что обеспечивает ему высокий уровень прочности и устойчивости к износу;
  • Масляный нанос, выступает в качестве нагнетателя давления в системе;
  • Гидравлический блок. Данный узел отвечает за передачу масла в один или в другой вал вариатора;
  • Фильтра. Они могут быть монтированы как в самом гидравлическом блоке, так и за его пределами;
  • Радиатор. Без радиатора это коробка передач довольно быстро выйдет из строя, так как она сильно перегревается при «пробуксовках». Данная составляющая отвечает за охлаждение масла;
  • Блок управления. Она обеспечивает передачу крутящего момента в трансмиссии.

Еще одной важной составляющей этой коробки передач является масло. Производители уверяет, что оно заливается на весь срок службы трансмиссии.

Хотя это не совсем так, масло — это прежде всего расходный материал, который следует заменять каждые 60.000 км пробега. А учитывая погодные условия нашей страны (снег, дождь, грязь, температурные перепады) замену масла лучше делать каждые 40.000 км пробега.

Вариаторная коробка передач монтируется поперечно либо продольно на силовой агрегат. При этом предусмотрено наличие системы сцепления, что позволяет переходить на «нейтральный режим» и переключать скорость в ручном режиме.

Главные преимущества

Вариаторный тип коробки передач обладает рядом позитивных качеств:

  • Динамичный и достаточной плавный разгон транспортного средства, чем при использовании обычной АКПП;
  • Экономичность в плане потребления топлива, опять же по сравнению с другими типами трансмиссий;
  • Плавность и высокий уровень комфорта во время следования, отсутствие толчков при изменении передаточного числа оборотов двигателя;
  • Легкость и технологичность управления;
  • Высокий уровень КПД.

В заключение стоит сказать, что вариаторная трансмиссия — это один из лучших вариантов автоматических коробок передач, устанавливаемых на современных автомобилях.

Что такое вариатор и вариаторная коробка передач?

В настоящее время существует несколько разновидностей автомобильных трансмиссий, которые, как известно определяются типом коробки передач. Среди последних сегодня выделяют: механическую, автоматическую, роботизированную, вариаторную. Сравнивать механику и автомат мы не будем, равно, как и не станем говорить, что лучше автомат или вариатор, поскольку чтобы дать ответ на последний вопрос необходимо разобраться в том, что представляет собой этот самый вариатор. Ну что же, давайте, тогда о нем и поговорим.

Вариаторная КПП (английское обозначение CVT, от Continuously Variable Transmission, что в переводе означает постоянно изменяющаяся трансмиссия) или, как ее чаще именуют автолюбители, вариатор, представляет собой бесступенчатую коробку переключения передач. Внешне вариатор практически невозможно отличить от АКПП, поскольку он также оборудован 2 педалями (газ и тормоз), а рычаг переключения передач имеет несколько позиций, обозначенных традиционными для автомата буквами – P, R, N, D, однако работает бесступенчатая коробка абсолютно иначе.

В силу того, что в вариаторе нет фиксированных передач, переключение (хотя это слово несколько неуместно, ведь передаточное число изменяется по мере разгона или замедления автомобиля) между ними происходит плавно и незаметно во многом благодаря гидравлическому или механическому преобразованию крутящего момента, нет никаких толчков или рывков, чем не может похвастать ни автомат, ни тем более механика.

Несмотря на то, что популярность вариаторная коробка переключения передач завоевала сравнительно недавно, следует сказать, что прототип CVT был предложен Леонардо да Винчи. Первый же серийный автомобиль, оборудованный такой коробкой передач, сошел с конвейера завода DUF в середине ХХ века, когда с подобным шильдиком ездили и легковые авто, а не исключительно грузовики, как сегодня. Естественно, современные вариаторы отличаются от первых экземпляров, так в настоящее время встречаются два вида вариаторов:• Клиноременный,• Тороидный.

Конструкция клиномерного вариатора состоит из пары раздвижных шкивов, соединенных между собой при помощи ремня с трапецеидальным сечением, который фактически является металлической лентой. Во время движения шкивы сближаются и удаляются друг от друга. При сближении шкивов ремень начинает выталкиваться и приобретает форму клина, вследствие чего увеличивается радиус шкива, что провоцирует и увеличение передаточного числа, и наоборот. В промежуточном положении ремень остается прямым. За работу шкивов отвечает специальный гидравлический привод, который управляется электроникой.

Конструкция тороидного вариатора заметно разнится от представленной выше. За работу данного типа CVT отвечают ролики и специальные соосные диски, между которыми, собственно, и происходит передача крутящего момента. Для изменения отношения приходится менять радиусы, т.е. положение роликов.

В настоящее время с конвейеров автозаводов сходит все большее количество автомобилей, оснащенных вариаторной коробкой передач. Несомненно, CVT обладает массой преимуществ, однако ощутить их все в полной мере можно лишь в случае бережного эксплуатирования трансмиссии и регулярного осуществления технического обслуживания, в противном случае автовладелец познакомится с главным недостатком трансмиссии подобного типа – дорогостоящим ремонтом.

Берегите свой автомобиль и заботьтесь о нем вне зависимости от того, какой трансмиссией он оборудован, поскольку только тогда вы сможете получать от управления автомобилем только самые положительные эмоции и впечатления.

Что такое вариатор CVT, вариаторная коробка передач

Есть поговорка – “старого пса не научишь новым трюкам”. Но про вариаторную трансмиссию (Continuously Variable Transmission, CVT), изобретённую Леонардо да Винчи еще 500 лет назад, и постепенно вытесняющую автоматическую коробку передач так сказать нельзя.

Первый патент на вариатор был оформлен в 1886 году, но с тех пор технология значительно продвинулась вперед. Сегодня несколько крупнейших автопроизводителей (таких как General Motors, Audi, Honda, Nissan, Toyota и др.) проектирует свои автомобили на основе вариаторной трансмиссии.

В отличие от традиционных автоматических трансмиссий, в вариаторе нет коробки передач с заданным количеством ступеней. Самый известный тип вариатора работает на основе ворота, позволяющего без использования жестко заданных передач установить любой коэффициент передачи крутящего момента.

Если вас смущает слово “передача”, которую продолжают использовать при описании CVT трансмиссий, то напомним, что в широком смысле “передача” – это отношение скорости колёсного вала к скорости двигателя. И хотя в вариаторе отсутствуют ступени, термин “передача” продолжают использовать из удобства.

Вариатор CVT на основе ворота (Pulley-based CVT)

Вариатор CVT на основе воротаВариатор CVT на основе ворота

По сравнению с обычной трансмиссией, в которой используется достаточно сложное сочетание шестерней, тормозов, захватов и управляющих устройств, вариатор – образец простоты.

В большинстве вариаторных трансмиссий есть три компонента

  • Входной “движущий” ворот с изменяемым диаметром
  • Выходной “движимый” ворот с изменяемым диаметром
  • Металлический или резиновый ремень

Кроме того, в CVT используется множество микропроцессоров и сенсоров, но эти три элемента ключевые.

Ворот с изменяемым диаметром – сердце вариатора. Такой ворот состоит из двух 20 градусных конусов, направленный остриями друг к другу. В желобе между конусов протянут ремень. Обычно используются V-образные ремни, если они изготовлены из резины.

Когда конусы расположены дальше друг от друга и ремень находится в нижней части желоба, радиус петли уменьшается. Когда конусы расположены ближе друг к другу, ремень располагается выше, и, следовательно, радиус увеличивается. В вариаторах для изменения расстояния между половинками ворота используют гидравлический пресс, центробежную силу или пружины.

Вороты с изменяемым диаметром используются парами. Один ворот, называемый “движущим” (drive pulley или driving pulley), подсоединён к коленчатому валу двигателя. Так же иногда используют слово “входной” т.к. через него в трансмиссию поступает энергия от двигателя. Второй ворот, называемый “движимым” (driven pulley), передает крутящий момент колесному валу. Поэтому, его можно назвать “выходным” воротом.

Что бы сохранить натяжение ремня, когда один ворот увеличивает радиус, второй одновременно его уменьшает. Изменяя радиус воротов относительно друг друга, можно получить бесконечное количество ступеней. Например, когда радиус “движущего” ворота уменьшен, а “движимого” увеличен, то скорость вращения снижается и мы получаем пониженную передачу. Если радиус увеличен на “входном” вороте, а на втором снижен, то скорость вращения увеличивается и получается повышенная передача.

Простота и отсутствие ступеней делают CVT трансмиссию идеальной для многих видов техники, а не только автомобилей. Например, уже долгое время вариаторы используется в промышленных прессах, тракторах и скутерах. Во всех этих случаях в вариаторе использовались ремни из плотной резины, которые могли скользить и растягиваться, снижая эффективность.

Металлический ремень вариатора CVT

Использование новых материалов позволяет сделать вариаторы еще более надежными и эффективными. Одним из важнейших моментов стало использование металлических ремней для соединения воротов. Эти ремни состоят из нескольких тонких стальных полос (обычно 9 или 12), скрепленных металлическими зажимами. Металлические ремни не скользят и отличаются высокой прочностью, позволяя использовать вариаторы с двигателями высокой мощности. Кроме этого трансмиссия с такими ремнями работает тише.

Источник http://autoflit.ru/1967-chto-takoe-variatornaya-korobka-peredach-podrobnyy-avtorskiy-razbor.html
http://roadpart.ru/variator/chto-takoe-variatornaya-korobka-peredach.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *