Как работает вариатор на автомобиле?

Как работает вариатор на автомобиле?

Начало создания вариативных передач было положено в прошлом веке. Еще тогда голландский инженер смонтировал ее на транспортное средство. После такие механизмы применяли на промышленных станках.

Вариатором называют механизм, обеспечивающий плавную передачу крутящего момента от силовой установки к элементам, приводящим транспортное средство в движение. Часто такое устройство имеет название самой компактной бесступенчатой коробки. Рядовому автовладельцу сложно отличить в управлении вариативную и автоматическую трансмиссии.

Принцип действия вариатора предусматривает эффективную синхронизацию с коленчатым валом, и передача момента происходит беспрерывно, что дает возможность существенно экономить расход топлива.

Трансмиссии такого типа могут применяться на автомобилях, мотоциклах, мотороллерах, но КПП испытывает такую нагрузку, не позволяющую ее установку на грузовом автотранспорте. В данной статье будет рассмотрено: вариатор, вариаторная коробка передач, устройство, принцип работы.

Конструкция

Итак, разберем составляющие части. Устройство и принцип работы вариатора — имеет большое количество деталей. Основными агрегатами являются:

  • устройство отсоединения коленчатого вала и трансмиссии;
  • вариативная скорость;
  • дополнительный агрегат заднего хода (передачи этого типа не предусматривают конструкцией движения назад, для этого монтируется обычный планетарный редуктор);
  • блок управления, контролирующий передачу момента и ускорение;
  • механизм автоматического сцепления центробежного действия и дополнительный агрегат, состоящий из электромагнита, и контролируется системой электроники;
  • трансформатор гидравлического вида.

Таково общее строение вариативной коробки. Также имеются разные сборки таких трансмиссий, отличающихся типом передачи момента.

Вариатор — принцип работы, типы вариаторов

Конструкторские усовершенствования стали причиной того, что появилось несколько принципов работы этого устройства:

Клиноременная конструкция. Вращение коленчатого вала передается на движители с помощью одного или двух прочных ремней. Изготовляются по специальной технологии для обеспечения высокого рабочего ресурса. Такая ременная передача смонтирована на двух шкивах, состоящих из пар конусных дисков.

Хитрость такого конструкторского решения заключается в переменном диаметре шкивов. Уменьшение и увеличение размера конусов происходит при участии гидравлической системы, центробежной силы и пружинных опор. Конусы размещены под уклоном, позволяющим минимально снизить силу трения.

Одни из первых таких трансмиссий часто выходили из строя по вине выработки ремня. Современное автомобилестроение производит ременные передачи по инновационным технологиям, обеспечивающим ресурс работы до 2000000 пройденных километров.

Изготавливают ремни путем плетения специальной проволоки, набора и скрепления между собой стальных пластин. При этом такая передача обладает хорошей гибкостью. Именно эти технические решения позволили отнести такую КПП в разряд отдельных типов трансмиссий.

Вариаторы с клин-цепным приводом. В качестве ремня используется звеньевая цепь, имеющая хорошую гибкость. При этой системе конусные шкивы выполняют из специальных видов стали по причине высоких нагрузок. Такая схема и принцип действия вариатора имеют высокий КПД. А все потому, что потери энергии значительно снижаются.

Как это работает?

Что такое вариатор и как он работает? Вариативная коробка передач может управляться исключительно при помощи системы электроники. Здесь требуется быстрое реагирование на увеличение оборотов коленчатого вала и расчет движения конусов для перемены диаметров шкивов. Причем электроника учитывает конкретный режим силовой установки, сцепление и другие узлы в режиме реального времени.

Водитель управляет трансмиссией рычагом, имеющим комплекс функций аналогичных автоматической коробке передач. Электроника с помощью вычислений делает диаметр шкивов, отвечающий наивысшему КПД. Когда обороты на выходе с мотора возрастают, то конусные диски сближаются и происходит возрастание посадочного диаметра шкива.

Параллельно снижается значение передаточного числа. Причем существует система, отвечающая за синхронность движения конусных частей. Их положение и зазоры контролирует датчик-регулятор.

В случае раздвижения конусных деталей, ременная лента огибает шкив по малому кругу и при сужении – по большому диаметру. Многие автолюбители даже не задаются вопросом: что такое вариатор, устройство и принцип действия? Просто называют это устройство коробкой автоматом, но по конструкции они существенно отличаются.

Поведение трансмиссии при разгоне и движении на подъем

Когда автомобиль разгоняется, это не свидетельствует о параллельном возрастании оборотов двигателя.

Они остаются неизменными в течение увеличения скорости. Вариативная коробка самостоятельно и плавно изменяет передаточное число. В случае движения на подъем, когда авто начинает несколько замедляться, вариатор будет уменьшать передаточное отношение и сделает обратную процедуру. Режимы работы двигателя с такой трансмиссией являются выигрышными.

Техническое обслуживание

Устройство и принцип действия вариатора делает его сервисный осмотр и устранение неисправностей дорогостоящей и трудоемкой операцией. Устранение серьезных поломок ремня или других деталей – это затратное дело. Для системы смазки используется специальное трансмиссионное масло и имеет высокую стоимость при отсутствии гарантийного сервисного обслуживания.

О возникающих неполадках может предупреждать бортовой компьютер, имеющий функцию самостоятельной диагностики и диагностический разъем. С помощью последнего работники сервиса подключаются к системе электроники для считывания кодов неисправностей и их последующей очистки. Вариаторы могут применяться на средствах передвижения малого тягового класса.

Нужен ли прогрев двигателя при старте движения?

Для отправления в путь машины, оснащенные вариативными коробками передач, должен быть прогрет двигатель.

Это объясняется необходимостью нагрева смазочной жидкости и доставки ее ко всем узлам и агрегатам. Если смазка не будет подана к некоторым деталям – это повысит износ, и ускорит надобность ремонта. Также нужно периодически поглядывать за уровнем трансмиссионного масла.

Только после проведения процедуры прогрева можно начинать движение. Для отсутствия перегрузок и неисправностей стоит отказаться от буксирования автомобилей и езды по дорогам, находящихся в неудовлетворительном состоянии.

Вариатор (сцепление) — принцип действия, устройство

Для передачи оборотов колен вала на вариативную коробку передач используется механизм сцепления. Состоит из корпуса, ведомого и ведущего диска с демпферными пружинами и фрикционными накладками, выжимного механизма. Один диск установлен на вал двигателя и вращается вместе с валом. Второй элемент установлен на входе коробки и под действием прижимного усилия соединятся, передавая крутящей момент на КПП.

После этого вращение будет передано на колеса.

Положительные аспекты

Принцип действия вариатора позволяет сделать работу автомобиля динамичной. Эффективная эксплуатация двигателя показывает хорошую экономию топлива. При движении в условиях скользкого дорожного покрытия будет исключаться эффект пробуксовки. В движении будут отсутствовать толчки и рывки, в отличие от механической коробки. Показатели выбросов вредных веществ будут ниже, чем у рядовых машин, а разгон быстрее.

Принцип работы вариатора — основные нюансы видео

Во время движения автомобиля до бесконечности велико возможное количество режимов. Из-за этого для обеспечения оптимальной работоспособности двигателя автомобиля необходимо и бесконечное количество различных ступеней в коробке переключения передач. А вариатор – единственный в наше время вид коробки переключения передач, который дает возможность бесступенчато менять отношение передаточного числа между трансмиссией и двигателем. Это в свою очередь означает, что для различных режимов работы авто подбирается самое эффективное значение отношений передаточного числа, а не как в любых других коробках передач – усредненное.

Последствием работы двигателя в постоянном режиме, находясь в точке оптимальных для его оборотов, является уменьшение токсичности газов выхлопа, повышенная экономичность топлива, а также улучшенная динамика при разгоне автомобиля. Вследствие плавного (а не ступенчатого) изменения передаточного отношения автомобили отличаются плавностью своего хода. А отсутствие рывков во время переключения трансмиссии намного увеличивает сроки службы ее узлов.

Положительные и отрицательные стороны вариатора.

В отличие от АКПП, вариатор наделен небольшим весом, достаточной надежностью и имеет простую конструкцию, но избавляет от ручного переключения, как и “автоматы”, рекомендую прочитать мою статью вариатор или автомат. Однако есть у данного устройства и свои минусы, главным из которых является то, что их работа производится за счет трения, из-за чего передается только определенный крутящий момент, и в случае его превышения начинается интенсивный износ и проскальзывание рабочих поверхностей, что предполагает невозможность использования его с мощным двигателем.

Настоящая стихия вариатора – это плавное и спокойное движение, поэтому он не любит в режимах максимальной нагрузки долго работать (обычно резкие торможения и рывки приводят к его скорейшему износу).

Принцип работы и устройство вариатора.

В технике часто используются узлы разного типа, но в автомобиле распространение получили лишь два вида вариаторов: тороидный и клиноременный. На их примере и рассмотрим принцип работы данного устройства.

1. Конструкция тороидного вариатора состоит из роликов и соосных дисков, которые от первого диска ко второму передают крутящий момент.

Для того чтобы изменить передаточное число, нужно поменять радиус и положение роликов, по которым происходит обкатка диска. А в связи с тем, что основное усилие сосредотачивается в пятне контакта, то для того, чтобы произвести поворот ролика, необходимо использовать специального устройства, которое может преодолеть прижимную силу диска к ролику. Например, в некоторых вариаторах используется гидравлически-прецизионный механизм, управляемый электроникой, которая перемещает вниз или вверх ролики на небольшое расстояние. Из-за данного сдвига и происходит самостоятельное поворачивание ролика.

2. Немного иначе устроен клиноременной вариатор, который состоит обычно из нескольких (как правило, двух) ременных передач, где образование шкивов происходит за счет конических дисков. При раздвигании и сдвигании этих дисков происходит изменение диаметра шкивов и, соответственно, передаточного числа.

Различные фирмы производители разработали различные конструкции вариаторов данного типа, к примеру, на место ремня ставят цепь или в большинстве случаев ремень, состоящий из металлических пластин, но в целом принцип работы у них идентичный.

Значит, для начала движения автомобиля с места применяется гидротрансформатор небольшого размера, который блокируется во время движения, и обычное сцепление. А электронная система, состоящая из блока управления, датчиков и сервопривода, осуществляет управление дисками самих шкивов.

Однако давайте вернемся немного назад и посмотрим, почему в данном вариаторе используется клиновидный ремень. В разрезе ремень имеет форму трапеции и боковыми поверхностями вклинивается в шкив. После износа его поверхностей он врезается в шкив глубже (благодаря его форме) и сцепка остается прежней.

В заключении хотелось бы подытожить: принцип работы вариатора в сравнении с автоматической коробкой переключения передач являются наиболее совершенным типом трансмиссии. Его совершенство заключается в меньшем топливном расходе, наиболее плавной езде, улучшенной динамике разгона. И одновременно с этим конструкция вариаторов намного проще относительно традиционных «автоматов». Скорее всего, что в ближайшее время автомобили укомплектованные вариаторами составят очень серьезную конкуренцию машинам с АКПП и потеснят автомобили с «механикой».

Рекомендую прочитать:

К записи оставлено 2 коммент.

В принципе со всем написанным согласен, но с тем, что «принцип работы вариатора является наиболее совершенным типом трансмиссии» я поспорю. А уж тем более с тем что он улучшает разгонную динамику. Они проще и дешевле в производстве, да, но не более того. Любой более-менее толковый робот или преселектив заткнет за пояс любой вариатор.

Статья написано очень хорошо. Не согласен с выводом. Например на автомобиле Тойота, проверено на собственном опыте, вариатор является не надёжным узлом который выходит из строя 140-150 тис. Ремонтирует его редко хто, а ремонт очень не дешевый. На официальном сервисе вам предложат лишь замену целиком, цена от 9 тис. американских вечнозеленых долларов. Причём категорически отказываются говорить что именно вышло из строя и по какой причине. Альтернатива только Б/У. По сему напрашивается вывод что старая и надёжная коробка автомат с не очень плавным принципом переключением передач, тем более средний ремонт последней 800-1400 тех же долларов, будет очень долго радывать нас.

  • Устройство вариатора — может ли он заменить «автомат»?
  • 1. Как появился вариатор?
  • 2. Принцип работы вариатора
  • 3. Из чего состоит вариатор?

До последнего времени, подавляющее большинство наших соотечественников, пользовались в основном транспортными средствами отечественного производства, оборудованными механическими коробками передач. Ситуация изменилась тогда, когда в нашу страну начали массово поступать иномарки, мгновенно завоевав популярность потребителей. Многие из импортированных моделей машин, были оборудованы автоматической КПП – своеобразной новинкой для отечественных автолюбителей. Однако, мировая автомобильная промышленность не стоит на месте и хоть сегодня уже никого не удивишь коробкой автомат, но вопрос выбора по прежнему остается. Дело в том, что в современном автомире существует несколько вариантов трансмиссии, а их выбор зависит от индивидуальных требований потенциального покупателя.

Обычно, отдав свое предпочтение транспортному средству со встроенной АКПП, автовладелец начинает задумываться какой ее тип лучше выбрать: классический или вариаторный. Если с классическим типом более-менее все понятно, то вариаторная коробка передач еще не так сильно распространена и многие автолюбители не ориентируются в вопросе ее устройства, рабочих принципах или функциональных особенностях. Поэтому, мы посчитали, что соответствующая информация данной статьи может быть весьма полезной.

1. Как появился вариатор?

Малознакомое устройство под названием «вариатор» (с англ. «continuosly variable transmission» или просто СVT), используется для передачи крутящего момента и имеет куда более древнюю историю нежели традиционная «механика», а уж тем более автоматическая трансмиссия. Схема будущего вариатора была разработана известным итальянским художником, писателем и изобретателем Леонардо да Винчи, однако, в 1490 году применять устройство было негде и никто не обратил особого внимания на открытие.

В самом первом варианте, данный механизм имел вид двух конусов, части которого сужались и были направлены в разные стороны, а между ними натягивался ремень. Такая конструкция позволила назвать устройство первым видом бесступенчатой трансмиссии. Конечно, в те времена вариатор не имел ни какого отношения к автомобилям и использовался средневековыми мельниками для изменения скорости вращения своих жёрнов (передвигая по конусам ремень они плавно меняли передаточное число, а значит и скорость). Чуть позже, конусный вариатор был заменен на другой его вид – клиноременный , который все прошлое столетие активно использовался в промышленности. С его помощью выполнялся привод индустриального оборудования, такого как швейные машинки или жатки-сенокосилки.

Прошло еще немного времени и подобным открытием заинтересовались производители мопедов, однако, автомобильные компании, почему-то, долго не проявляли к нему заслуженного интереса (правда встречались исключения).

Впервые мысль о возможности применения клиноременного механизма на автомобиле пришла в голову голландскому инженеру Хуберту Ван Дорну – вдохновителю и генеральному директору компании DAF. Именно он в 1958 году создал бесступенчатую трансмиссию Variomatic, которую, в последствии, и предложил своей компании. В результате, на автомобильном рынке была представлена модель DAF 600с, обладавшая 590 кубовым мотором и вариатором. По большому счету, своей популярностью, данный автомобиль во многом обязан описываемому устройству. Естественно, конструкция того времени была еще очень далека до совершенства из-за чего проект бесступенчатой передачи пришлось свернуть.

Спустя десять лет, компания Volvo выкупила DAF и стала оборудовать подобными механизмами уже свои автомобили третей серии (Volvo 353). Однако, из-за возросшей мощности силового агрегата, все узнали о недостатках , присущих вариатору: низкой надежности и невозможности передавать серьёзный крутящий момент. Так, работоспособности устройства хватало от силы на 50000 километров, поэтому о надежности автомобилей, имеющих бесступенчатую трансмиссию не могло быть и речи.

Этот факт стал причиной того, что в середине 80-х годов ХХ века, вариатор перестал использоваться на автомобилях «Volvo», появившись через пару лет в Японии. Концерн Fuji Heavy Indastries нашел ему применение на модели Subaru Jasty, оборудованной несколько иной конструкцией бесступенчатой трансмиссии. Вот как раз с этого момента вариатор, устройство которого было известно еще в средневековье, обрел свое заслуженное место в мире автомобилей, заинтересовав такие известные фирмы как Nissan, Honda, Fiat, Ford и Audi. Такому интересу поспособствовало сразу два фактора: с одной стороны – резкий скачок технологий, а с другой – упрямство голландцев.

Первым вариатором получившим патент, стал тороидный вариатор, разработанный Чарльзом Хантом в 1886 году. В данном устройстве, между двумя колесами (ведущим и ведомым), обладающими сферической рабочей поверхностью, был зажат ролик, а передача крутящего момента выполнялась за счет трения, возникающего при взаимодействии рабочих поверхностей колес и ролика.

Современный вариант трансмиссии, устанавливаемый на многие выпускающиеся в наше время транспортные средства, возник еще в начале 70-х годов ХХ века путем стараний все того же Хуба Ван Дорна, которого первые неудачи хоть и огорчили, но не заставили отказаться от идеи создания качественной бесступенчатой трансмиссии. После продажи DAF он открыл еще одну компанию под оригинальным названием «Van Doorne Transmissie», где и был изобретен, а затем поставлен на серийное производство стальной ремень, приблизительно такой же, какой сегодня применяется почти на всех автомобилях с бесступенчатой трансмиссией.

2. Принцип работы вариатора

И так, исходя из всего вышесказанного, вариатор (или как его еще называют, «вариаторная коробка») – это бесступенчатая коробка передач, тоесть один из видов КПП, в котором передаточное число может медленно меняться в пределах заданного диапазона. В технике, применяются устройства разного типа, но что касается автомобиля, то здесь распространение получили только два из них: клиноременный и тороидный, поэтому, логично будет рассмотреть принцип работы вариатора учитывая особенности их конструкции.

Составляющими частями тороидного вариатора являются ролики и соосные диски, передающие крутящий момент от первого до второго. Что бы добиться изменения передаточного числа, необходимо поменять положение и радиус роликов, которые напрямую задействованы в обкатке диска. Принимая во внимание тот факт, что основное усилие приходится на место контакта, понятно, что для выполнение поворота ролика, придется использовать специальное устройство, способное преодолеть прижимную силу, задействованную для соединения диска и ролика. К примеру, механизм некоторых вариаторов относится к гидравлически – прецизионному типу и управляется электроникой, перемещающей ролики на небольшое расстояние вверх или вниз. Благодаря данному сдвигу ролик поворачивается самостоятельно.

Клиноременной вариатор устроен несколько иначе. Обычно, он состоит из нескольких (чаще всего, двух) ременных передач, при которых шкивы образовываются за счет конических дисков. Когда диски сдвигаются (или раздвигается) диаметр шкива, а соответственно и передаточное число, меняют свое значение. Разные производители вносят свои коррективы в стандартную конструкцию вариатора этого типа: вместо обычного ремня устанавливают цепь или ремень, состоящий из металлических пластин. Такие конструктивные решения никак не влияют на принцип работы вариаторов и он остается одинаковым для всех.

Что бы автомобиль начал движение, используют небольшой гидротрансформатор, блокирующий обычное сцепление в процессе движения. Управление дисками шкивов осуществляется при помощи электронной системы, состоящей из блока управления, сервопривода и разных датчиков. Так почему же в таких вариаторах применяется клиновидный ремень? Если его разрезать, то он будет иметь форму трапеции и вклиниваться в шкив боковыми поверхностями. После сильного износа поверхностей ремня, он начинает глубже врезаться в шкив и сцепка остается такой же.

В сравнении с автоматической КПП стандартного типа, рабочий принцип вариативной коробки, считается более совершенным типом трансмиссии, что отображается в большей топливной экономичности, плавной езде и улучшенной динамике разгона. Более того, с конструктивной точки зрения, устройство вариатора намного проще, чем аналогичные механизмы традиционной автоматики, поэтому, с большой долей вероятности, можно предположить, что в самое ближайшее время укомплектованные вариаторами транспортные средства, смогут составить серьезную конкуренцию автомобилям с АКПП, оттеснив назад «механические» машины.

3. Из чего состоит вариатор?

Вне зависимости от типа(тороидная или клиноременная), все вариаторные коробки состоят из следующих общих элементов:

— механизма, который обеспечивает передачу крутящего момента и отвечает за отсоединение КПП от двигателя (нейтральная передача);

— самого вариатора (вариаторная передача);

— механизма, обеспечивающего движение задним ходом;

С целью передачи крутящего момента и отсоединения вариатора от силового агрегата могут использоваться такие механизмы:

— автоматическое центробежное сцепление (применяется в вариаторах Transmatic);

— мокрое многодисковое сцепление, имеющее электронное управление (используется в вариаторах Multitronic, Multimatic);

— сцепление электромагнитного вида с электронным управлением (вариатор Hyper);

— гидротрансформатор (применяется в вариаторах Extroid, Multidrive, Autotronic, Lineartronic, Ecotronic, Xtronic).

Наиболее популярным способом соединения вариатора с двигателем есть использование гидротрансформатора, обеспечивающего высокую степень плавности передачи крутящего момента, а значит и долговечности самой передаточной коробки.

Клиноременный вариатор включает в свою конструкцию одну (реже две) ременные передачи, которые в свою очередь, состоят из двух шкивов, соединенных ремнем. Шкив – это два диска конической формы, способные сдвигаться/раздвигаться, что обеспечивает изменение диаметра шкива. Что бы заставить конусы сблизиться используют гидравлическое давление, центробежную силу или усилие пружин. Угол наклона конических дисков составляет 20°, что является оптимальным значением для обеспечения перемещения ремня по шкиву с наименьшим сопротивлением.

Как мы уже отмечали, в первых конструкциях клиноременных вариаторов устанавливались резиновые ремни, отличающиеся низким эксплуатационным сроком (от 30000 до 50000 км. пробега), недостаточной гибкостью (минимальный радиус изгиба 90 мм.) и связанной с ней узким диапазоном регулировки. В большинстве современных вариаторных коробках, вместо резинового ремня применяется гибкий металлический ремень, изготовленный из 10-12 стальных полос, а передача крутящего момента выполняется при помощи сил трения, образующихся между боковой поверхностью ремня и шкивами. Такая конструкция позволила вариатору обрести необходимый высокий уровень прочности, долговечности, гибкости (минимальный радиус изгиба теперь 30 мм), а заодно и низкий уровень шума. Начало применения металлического клиновидного ремня, открыло путь к широкому использованию вариаторов на транспортных средствах.

В вариаторных коробках Lineartronic и Multitronic , ремень вообще отсутствует, а все его функции положены на металлическую цепь. Такой вид бесступенчатых передаточных коробок получил название клиноцепного вариатора. Пластины цепи соединены между собой при помощи осей, что обеспечивает более высокую гибкость (радиус изгиба 25 мм). В отличии от клиноременного вида, здесь вращение передается торцевой поверхностью цепи, когда происходит ее точечный контакт с коническими дисками.

В местах таких «столкновений» появляется высокое напряжение, компенсирующееся путем применения высокопрочной стали для изготовления конических дисков. Клиноцепная вариаторная коробка отличается наименьшими потерями при передаче крутящего момента и наиболее высоким коэффициентом полезного действия.

Из-за особенности своей конструкции, вариаторная передача не способна обеспечивать реверсивного движения. Как правило, для управления вариаторами, применяется электронная система в задачу которой входит осуществление синхронного изменения диаметра шкивов вариатора, в соответствии с рабочим режимом двигателя, управление сцеплением и обеспечение работы планетарного редуктора. Непосредственное влияние на работу описанного устройства, оказывает рычаг селектора. Режимы управления такие же как и в автоматической коробке передач.

При использовании вариаторной коробки передач, можно реализовать функцию выбора фиксированных передаточных отношений, которая поможет решить проблему негативного восприятия водителем постоянной частоты вращения мотора при разгоне автомобиля. В некоторых конструкциях вариаторов такая функция может иметь свое название, например: Autostick у Chrysler или Sportronic у Mitsubishi.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

  • © 2017 Auto.Today
  • Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Конфиденциальность
  • Реклама на сайте
  • Редакция

Использование любых материалов, размещенных на сайте, разрешается при условии ссылки на auto.today

Редакция портала может не разделять мнение автора и не несет ответственности за авторские материалы, за достоверность и содержание рекламы

В современных легковых автомобилях наблюдается своеобразная смена поколений. Еще недавно механические коробки передач стали вытесняться автоматами, а теперь вариаторы на равных конкурируют с автоматическими коробками. Что же представляет собой вариатор?

Вариатор является бесступенчатой трансмиссией с внешним управлением. Благодаря ему передачи переключаются плавно, при этом автоматически изменяется передаточное число. Такой тип коробки переключения передач сам выбирает оптимальное передаточное число, сопоставляя обороты двигателя с внешней нагрузкой. Принцип работы агрегата позволяет использовать мощность двигателя автомобиля максимально эффективно.

У каждого автопроизводителя имеются свои наработки в области трансмиссии. Но по принципу работы вариаторы можно разделить на два основных типа:

Чтобы разобраться в преимуществах и недостатках новых трансмиссий нужно ознакомиться с их принципом действия.

Принцип работы вариатора

[↑] 1. Клиноременная передача крутящего момента.

В данном виде вариатора имеется несколько основных участников:

Устройство клиноременного вариатора.

  • трапециевидный зубчатый ремень,
  • два шкива, образованные коническими дисками, которые могут изменять свой диаметр, а также передаточное число, в зависимости от скорости вращения двигателя.

Некоторые фирмы вместо ремня используют цепь, а другие автопроизводители делают ремень из металлических пластин. Но от этих отличий не меняется сам принцип передачи крутящего момента.

Диски шкивов управляются электронной системой, состоящей из блока управления, сервоприводов и датчиков.

Система работает следующим образом. Трапециевидный ремень имеет сцепление со шкивами только боковыми поверхностями. Постепенно изнашиваясь, он «впивается» в шкив, тем самым сохраняя хорошее сцепление с ним.

В данном устройстве передаточное число изменяется плавно. Происходит это следующим образом. Ведущий шкив передает вращение коленчатого вала двигателя. Он устроен так, что под воздействием центробежных сил при увеличении оборотов мотора щеки дисков плавно сжимаются, выталкивая ремень от центра шкива к ободу. В это же время у ведомого шкива щеки дисков разжимаются, позволяя ремню утопать к центру шкива. При увеличении оборотов двигателя происходит сжимание ведущего шкива и разжимание ведомого, изменяя крутящий момент от коленчатого вала двигателя к полуосям.

При отпускании педали акселератора происходит обратный процесс.

[↑] 2. Тороидный способ изменения передаточного числа.

Тороидальный вариатор на примере Nissan Extroid CVT.

В тороидном вариаторе имеются два колеса с рабочей сферической поверхностью, между которыми зажимается ролик. Одно из колес выполняет функцию ведущего, а другое является ведомым. Изменение передаточного числа происходит благодаря силам трения, которые возникают между роликом и рабочими поверхностями колес. При изменении положения ролика в поперечной плоскости, происходит уменьшение или увеличение передаточного числа. Если ролик занимает горизонтальное положение, то ведомое колесо вращается с такой же скоростью, что и ведущее. Когда ролик поворачивается, скорость вращения ведомого колеса отличается от ведущего. Так как в пятне контакта образуется серьезное усилие, то требуются особые устройства, которые могут преодолеть притяжение ролика к диску. Например, тороидная система Extroid в автомобилях Nissan оснащена специальным устройством, которое управляется электроникой. Благодаря ей, прецизионный гидравлический механизм изменяет положение обоймы с роликами по вертикали на микроскопическую величину. Происходящий сдвиг относительно оси дисков заставляет ролик поворачиваться самостоятельно.

Сравнение вариатора и автомата

Вариатор имеет следующие преимущества перед автоматической коробкой переключения передач.

  1. Автомобиль, оснащенный вариатором, двигается легко и без скачков. При разгоне такая машина напоминает движение электромобиля или электрического подъемника. Увеличение скорости сопровождается незначительным повышением шума.
  2. Благодаря вариатору автомобиль легко обгоняет конкурента с аналогичным по мощности мотором, но с коробкой автомат. Это объясняется экономией времени, которое требуется на ступенчатое переключение передач, пусть и в автоматическом режиме.
  3. Автомобиль с вариатором не заглохнет на перекрестке и не покатится под уклон. При любых условиях он начнет плавное движение в заданном направлении.
  4. Значительная экономия топлива вследствие плавного увеличения скорости и торможения. Здесь же стоит упомянуть и об экологичности автомобиля.
  5. Управление электронной системой позволяет двигателю работать в щадящем режиме. При этом уменьшается износ деталей, что уменьшает число обращений в СТО.

Однако пока не устранены и недостатки вариационной передачи крутящего момента. А они достаточно серьезны.

  1. Вариатор пока не может применяться в автомобилях, оснащенных двигателями большой мощности (более 220-240 л. с.). А это не только грузовики, но и многие микроавтобусы, а также легковые автомобили. Ограничение связано с такими слабыми местами вариатора, как ремень (в клиноременном устройстве) и колесо с роликом (в тороидном варианте), на которые оказывается давление около 10 тонн.
  2. Стоимость жидкости, заполняющую трансмиссию, дороже аналогичных продуктов для АКПП. Вдобавок ее нельзя заменить аналогом из другого авто.
  3. Наличие большого числа датчиков негативно влияет при исчезновении контакта или при выходе из строя хотя бы одного элемента. В итоге все может закончиться аварийной остановкой автомобиля.
  4. Ремонт вариатора обходится дороже, чем коробка автомат. Это объясняется отсутствием достаточного числа специалистов и сложностями с поступлениями запасных частей.

Первые владельцы машин с новыми трансмиссиями успели оценить их работу. Некоторым автомобилистам новый способ передачи крутящего момента идеально подходит. Кому-то не нравится чувствительность (или ее отсутствие) вариатора. Из-за этого автолюбитель опасается проезжать перекресток. А некоторые водители хотели бы поскорее сесть за руль грузовика, оснащенного передовой трансмиссией.

Несмотря на многие недостатки вариатора, этот тип трансмиссии является самым передовым и совершенным. Даже при сравнении с автоматическими коробками он остается в выигрыше. Простота конструкции, лучшая динамика разгона, плавная езда, меньший расход топлива — вот основные преимущества вариатора. Ближайшее будущее сулит этой трансмиссии увеличение распространения у автопроизводителей и значительную популярность в среде автомобилистов.

Буду благодарен, если поделитесь этой статьей в социальных сетях или напишите комментарий:

Источник Источник http://v-mireauto.ru/kak-rabotaet-variator-na-avtomobile/
Источник Источник http://car-avz.ru/glavnaya/sovety-masteru/12496-printsip-raboty-variatora-osnovnye-nyuansy-video

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *