ГлавнаяРазноеЧто такое вариатор коробка передач

Что такое вариатор: изучаем вместе. Что такое вариатор коробка передач


Вариаторная коробка передач. Принцип работы

 ВАРИАТОРНАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ. ПРИНЦИП РАБОТЫ

Добрый день, сегодня мы рассмотрим особенности функционирования автомобильной коробки передач вариаторного типа. Кроме того, узнаем, что называется вариатором и расскажем про принцип работы такой трансмиссии. В завершении обзора вариаторной коробки передач будет рассказано про ее достоинства и недостатки, исходя из экспертных мнений специалистов по обслуживанию автомобилей.

Вариатором называется коробка передач бесступенчатого типа с внешним управлением, которая обеспечивает в автоматическом режиме производить переключение передаточных чисел, выбирая согласно нагрузке на узлы и в соответствии текущими оборотами мотора подбирать оптимальную передачу, тем самым эффективно используя мощность двигателя. На сегодняшний день широкую популярность получили 2 вида вариаторов, такие как: тороидная и клиноременная.

1. Что такое вариатор и как он работает

Такой вид вариатора, как клиноременный включает в себя несколько ременных передач, как правило от одной до двух. Шкивы созданы коническими дисками, которые сужаются и разъезжаются изменяя свой диаметр, а также передаточное число. Современные компании, которые производят разные виды вариаторов разработали свои уникальные конструкции клиноременных устройств. Например в коробке передач с типом действия "Мультитроник" вместо ремня используется специальная цепь, а производитель автомобилей компания Хонда устанавливает ремень, который создан из металлических пластин. Однако принцип действия первого и второго устройства не меняется.

Как мы сказали выше в основе вариаторной установки размещается клиновидный ремень, который в разрезе трансмиссии выглядит в виде трапеции и входит в шкив боковой поверхностью зубцов. С течением времени, когда происходит изнашивание поверхности зубцов, благодаря своему оригинальному виду, он врезается глубже в сам шкив. При этом износ практически не влияет на работоспособность узла, он все равно остается в оптимальной сцепке со шкивом.Для того, чтобы автомобиль тронулся с места, применяется простое сцепление или гидротрансформатор небольшого размера. При трогании автомобиля, гидротрансформатор блокируется. Электронная система из сервоприводов обеспечивает управление дисками шкивов, а также контролирует главный блок управления, основные и вспомогательные датчики, отвечающие за работу трансмиссии.

Передаточное число в такой коробке передач, как вариатор изменяется при помощи ведущего шкива, который при помощи своей крайней поверхности и под воздействием центробежной силы плавно сжимает и выталкивает ремень клиновидного типа, как можно дальше от центра шкива. При этом ведомый шкив осуществляет противоположные действия и разжимается, а ремень тем временем плавно погружается в центру самого шкива. При увеличении оборотов двигателя, происходит усиленное сжимание главного шкива и разжимание ведомого. Таким образом происходит изменение передаточного числа от коленчатого вала к заднему колесу. Вышеописанную процедуру изменения передаточного числа вариатором можем наглядно увидеть на изображении ниже.

Другой вид вариаторной трансмиссии, которая называется тороидная устроена про другому. Тороидная трансмиссия включает в себя диски соосного типа и ролики, которые передают крутящий момент от одного диска к следующему. Процесс изменения передаточного числа в такой трансмиссии происходит под воздействием смены положения роликов, а также их радиусов, по которым они приводят в движение диски. В тороидном виде вариаторной установки все усилие расположено в определенной рабочей области или пятне контакта и для поворота роликов необходимы специальные устройства, которые преодолевают прижимную силу ролика к поверхности диска.

2. Преимущества и недостатки вариаторной трансмиссии

Сразу начнем с недостатков, которые имеются в вариаторных установках. К минусам таких трансмиссий относятся в первую очередь ременные приводы для клиноременного вида вариаторов, а для тороидного - рабочая область контакта диска и ролика, где показатель давления имеет уровень 10 тонн. Исходя из вышеописанных недостатков в вариаторных установках не зря используются высокотехнологичные масла, детали и элементы, которые обеспечивают высочайшую надежность установок. Благодаря специальным материалам, ресурс и надежность вариаторов сопоставим с классическими автоматическими коробками передач. В среднем ресурс вариаторной коробки передач при правильном обслуживании составляет не менее 350-400 тысяч километров пробега до серьезного ремонта или замены.

В связи с тем, что высокие нагрузки на ремень или рабочую область (пятно контакта) напрямую влияют на ресурс того или иного вариатора, то такие трансмиссии не могут функционировать с моторами большой мощности, а также на транспортных средствах, которые участвуют в перевозке грузов. Отметим, что для грузовых автомобилей вариаторы не применяются, так как непригодны. Для легковых автомобилей, вариаторы отлично сочетаются и считаются трансмиссиями будущего. Вариаторные коробки передач постоянно дорабатываются и совершенствуются, поэтому множество недостатков таких установок выявленных в прошлом уже канули в лето. 

При сопоставлении характеристик автомобиля по динамике, которые оснащены вариатором, у владельцев таких машин возникают вопросы: "Почему на одном и том же транспортном средстве разгон с вариаторной трансмиссией осуществляется с отставанием в сравнении с машиной оснащенной механической коробкой передач?" Ответ прост, все дело в привычке водителя, так как многие автовладельцы привыкают к тому, что автомобиль с вариатором все время находится в одном монотонном режиме. Как правило, водители, особенно со стажем привыкли, что звук мотора нарастает по мере необходимости переключения селектора коробки передач, поэтому сегодня компании, которые производят вариаторные трансмиссии делают специальную настройку электронного блока управления устройства таким образом, чтобы осуществлялись небольшие рывки и повышенный звук двигателя при наборе скорости. Заметим, чтобы вариатор в сочетании с двигателем быстрее набирал скорость или раскручивался, применяется специальная настройка блока управления, которая позволяет оптимизировать разгон на 25-30 процентов.

3. Эксплуатация вариатора и его долговечность

Официальных рекомендаций или правил применимо к эксплуатации вариаторных трансмиссий нет, не в технических документациях к автомобилям, не в мануалах. Отметим, что по отзывам автовладельцев и экспертов, современные вариаторы неплохо выдерживают езду по пересеченной местности, бездорожью также, как и автомат классического типа. Если вариатор обслуживать с такой же периодичностью, как и обычный автомат, то прослужит он верой и правдой. Давайте разберем эксплуатацию вариатора на примере современного кроссовера средних габаритов с мощностью двигателя от 2 до 2.5 литров и снаряженной массой до 1800 килограмм.

На долговечность вариаторной трансмиссии в первую очередь влияют 2 фактора: самый главный - это стиль и манера вождения, а дополнительным моментом является своевременная замена масла и расходных элементов устройства. Замена трансмиссионных жидкостей в соответствии с регламентом в суровых условиях эксплуатации, то есть при систематической езде по пересеченной местности на высоких скоростях или в нагруженном состоянии, осуществляется через 50 - 70 тысяч километров пробега. При эксплуатации автомобиля, на примере кроссовера в обычных условиях, например городского режима, то срок замены трансмиссионных жидкостей не регламентирован, то есть вариатор является, как и классический автомат - не обслуживаемым весь срок функционирования транспортного средства. Заметим, что у некоторых моделей, как правило, легковых, замена масла в трансмиссии осуществляется каждые 60-80 тысяч километров пробега исходя из рекомендаций завода изготовителя.

При появлении у автомобиля оснащенного трансмиссией вариаторного типа подергиваний при переключении селектора в режим "Drive" ("D"), ощущаются задержки при трогании транспортного средства с места, или обнаружились подтормаживания во время движения, разгона, говоря по народному "вариатор начинает тупить", то необходимо морально, а также и физически готовится к ремонту устройства, а может даже замене при небрежном отношении к узлу. Кроме того, возникают ситуации, когда вариатор просто заклинивает и он замирает в каком то одном передаточном режиме, в таком случае потребуется замена мотора шагового типа. Если же вариатор напрочь отказывается производить переключения передач, в этом случае потребуется ремонт или замена блокировки селектора, а возможно и сам селектор.

Видео обзор: "Вариаторная коробка передач. Принцип работы"

В заключении отметим, что такой вид трансмиссии, как вариатор является технологически совершенным типом коробок передач в сравнении с классическими автоматами. В отличие от обычного автомата, вариатор обладает лучшей динамикой, меньшим расходом топлива и более плавной ездой. Кроме того, вариаторные трансмиссии по своей конструкции намного проще. Также отметим, что всем обладателям автомобилей с вариатором необходимо учитывать тот факт, что через 100-120 тысяч километров пробега, даже при правильной эксплуатации устройства, потребуется замена ремня толкающего типа. Стоить данная деталь не мало, но если замену не произвести в срок, то он может довольно скоро вывести из строя весь вариатор. Заметим, что содержание вариатора после 6 лет эксплуатации может обходится совсем не дешево.

БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ. ОСТАВЛЯЙТЕ СВОИ КОММЕНТАРИИ, ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ. ЖДЕМ ВАШИХ ОТЗЫВОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ.

bazliter.ru

Что такое вариатор и как правильно водить на вариаторе? Основные принципы работы вариатора: видео

Что такое коробка передач вариатор? Основные принципы работы вариатора. Тонкости работы элементов устройства вариатора: видео. Как правильно ездить на вариаторе?

 

  Каждый автолюбитель знает, чем автоматическая коробка передач отличается от механической. И спор по поводу достоинств и недостатков обеих не угасает между водителями долгие годы. Упоминаются не только технические характеристики каждого устройства и их влияние на сам процесс управления автомобилем, но и такие пункты как расход топлива, надежность, удобство и долговечность.

Но немногие владельцы автомобилей знают, что такое вариатор. Одни считают, что он ничем не отличается от автомата, другие же выделяют его в особый вид коробок передач. Так кто же прав? И в чем секрет вариатора? Разобраться с этим непросто, поэтому начинать следует с самых основных параметров работы этого устройства.

 

Вариатор — принцип работы

Это устройство также называют бесступенчатой коробкой передач. Основное её отличие от механической и автоматической заключается именно в отсутствии резкого переключения между передачами. Количество «скоростей» у вариатора безгранично, посчитать их невозможно. В чем же секрет этого устройства? Принципиальное отличие от остальных коробок?

 

 

Разумеется, все зависит от того, как работает вариатор. Сама коробка передач обязательно содержит в себе следующие элементы:

  1. сам вариатор;
  2. система управления;
  3. механизм, передающий крутящий момент и обеспечивающий разъединение двигателя и коробки передач;
  4. механизм, позволяющий двигаться задним ходом.

Обычно вариатор состоит из одной ременной передачи, но встречаются и модели с двумя. Традиционная модель устройства состоит из двух шкивов, которые соединены с помощью клиновидного ремня. Стоит отметить, что сами шкивы способны изменять свой диаметр. Добиться такого результата позволяет устройство самих элементов: они образованы двумя коническими дисками. Диски сдвигаются, увеличивая диаметр, и раздвигаются, уменьшая его. Ремень перемещается по поверхности шкивов, таким образом увеличивая или уменьшая передаточное число.

 

Первые модели вариаторов использовались на швейных машинах и ткацких станках, но тогда ремень был изготовлен из резины и, соответственно, имел низкую прочность. Для станков он подходил, но автомобилю требовалось нечто более прочное и износостойкое. Вариаторы пришли в автомобильную промышленность сравнительно недавно. Можно сказать, что этой технологии потребовались годы, чтобы подобрать подходящий материал для создания вариаторной коробки передач для машины.

 

Современные устройства оснащены гибким ремнем, сделанным из металлических частей. Несколько (от 10 до 12) полос стали связаны между собой, чтобы обеспечить не только долговечность и надежность конструкции, но и хорошую передачу вращения. Высокая гибкость и износостойкость позволяют вариатору работать долгие годы без поломок и корректировок.

 

 

 

Что такое коробка передач вариатор?

Если вы хотите узнать, коробка передач вариатор что это такое, то обратите внимание на электронную систему управления, которой оснащены данные модели. Большое количество датчиков измеряет все необходимые показания автомобиля, передавая информацию на бортовой компьютер. Человеку не нужно беспокоиться о переключении передач в нужный момент, вариатор сам подберет наилучшие передаточные отношения. Как это возможно? Все данные с датчиков позволяют устройству вовремя изменить диаметр шкивов, чтобы разогнать автомобиль до нужной скорости и поддерживать выбранный темп. Так, например, начало движения машины характеризуется наименьшим диаметром ведущего шкива, но максимальным диаметром ведомого. При нарастании оборотов первый начинает уменьшаться в диаметре, а второй — увеличиваться. Таким образом вариатор изменяет передаточное число, разгоняет автомобиль, не позволяя ему превышать рекомендованные показатели.

 

Именно по этой причине многим водителям не нравится звук вариатора. Все дело в том, что он не допускает чрезмерно высоких оборотов. А это значит, что авто не будет «реветь» во время старта и при резком нажатии на педаль газа. Некоторые автолюбители считают «провоцирующим» умеренный и даже слишком низкий шум, который издает машина. Психологическая проблема заключается в том, что водитель, который не слышит рычащих звуков двигателя, предполагает, что автомобиль движется слишком медленно. А это может привести к нарушению скоростного режима. Но этот недостаток вариаторной коробки передач исключительно субъективный.

 

 

Принцип работы вариатора: видео

 

Если вы хотите подробнее узнать принцип работы вариатора, видео поможет разобраться во всех тонкостях этого устройства, рассмотреть каждый элемент и узнать все достоинства и недостатки этой коробки передач.

 

Как правильно ездить на вариаторе?

Знать о том, что представляет собой вариатор, — это полезно, но недостаточно. Хороший владелец авто должен понимать, как ездить на такой коробке передач, чтобы избежать дорогостоящего ремонта.

 

 

Во-первых, следует отказаться от старта на непрогретом двигателе. В зимний период все водители стараются дать машине возможность разогреться до рабочей температуре, масло к этому моменту должно попасть во все каналы системы, обеспечив безопасный старт. Но если владельцы машин с механической коробкой могут позволить себе завести машину и тут же отправиться в путь (не рекомендуется, поскольку увеличивает износ деталей), то владельцам авто с вариаторными коробками так поступать нельзя. Трансмиссионное масло обязательно должно разогреться, если какие-то элементы будут работать без смазки, то они очень быстро придут в негодность. А ремонт вариатора — дело хлопотное и очень дорогое.

 

 

Во-вторых, водитель должен постоянно следить за уровнем трансмиссионного масла. Если он будет ниже минимального, то коробка находится под угрозой. К тому же качество самого расходного материала должно быть на высоте. Вариатор не потерпит плохого масла. Но даже высококлассный и дорогой материал может не подойти, поэтому внимательно ознакомьтесь с инструкцией к авто.

В-третьих, избегайте езды по бездорожью. Вариатор не создан для такой «проблемной» местности. Также стоит отказаться от буксировки самого транспортного средства или других автомобилей.

tvoe-avto.com

Вариаторная коробка передач, ее подробное устройство и принцип действия

Когда речь идет о современных коробках передач, чаще всего встречается вариаторный тип. Вариатором называют КПП, в котором нет ступеней, что позволяет значительно повысить мощность двигателя. Срок эксплуатации двигателя в этом случае увеличивается, а расход топлива уменьшается.

Вариаторная коробка передач, ее подробное устройство и принцип действия

Принцип работы вариаторной коробки передач

Инженеры разработали множество типов вариаторных кпп, но автомобильные компании используют тороидный и клиноременной виды.В основе двух типов лежит принцип бесступенчатой трансмисии и отсутствие рывков пи передаточном числе от коленвала. Именно при такой организации функционала повышается КПД и разгон двигателя проходит плавно.

Устройство клиноременного вариатора и его компоненты

Устройство клиноременного вариатора

  1. Два шкива, один из которых ведущий, другой выполняет роль ведомого. Шкив представляет собой конический диск. Оба они соединены ремнем клиновидного типа. Скорость автомобиля и обороты в определенный момент движения определяются при помощи положения шкивов.
  2. Клиновидный ремень, который представляет собой металлический гибкий ремень с насаженными на него пластинами трапециевидного типа. Иногда наблюдаются изменения конструкции. Так, компания Audi заменяет ленту металлической цепью.
  3. Комплекс сервоприводов. Их основная задача – сдвигать и раздвигать шкивы.
  4. Система, контролирующая разъединение и соединения коленвала и ведущего шкива. Изменения в устройстве возможны. Все зависит от компании-разработчика. Наиболее распространёнными вариантами являются такие, как электромагнитное, автоматическое центробежное, «мокрое» многодисковое и сцепление гидротрансформаторное.
  5. Автоматика, которая управляет работой вариаторной коробки передач. Она определяет, какой диаметр должны иметь ведущий и ведомый шкивы в данное время и обеспечивает его, передавая необходимый сигнал на сервоприводную систему. В функции автоматики также входит контроль за работой системы соединения и разъединения коленвала и ведущего шкива.

Тороидная КПП вариатор

Тороидная КПП вариатор

Ввиду сложности конструкции системы такой тип вариатора встречается крайне редко. Он представляет собой полусферу, состоящая из двух дисков с роликом. Ролик зажимается между ними, а изменение передаточного числа прямо пропорционально зависит от смены положения ролика.Когда ролик двигается налево, левый диск двигается медленнее. Потому правая часть ролика цепляется за край правого диска, заставляя его вращаться быстрее. Дальнейшая передача крутящего момента обеспечивается сложной системой шестерёнок и роликов.

Теперь, когда стал понятен принцип работы вариатора, следует пояснить, какие основные особенности в работе имеет этот механизм.

Вариатор клиноременного типа и механизм его работы

Когда автомобиль начинает двигаться, ремень двигается максимально ввиду того, что конусы ведомого шкива сдвинуты. Позже, когда они раздвигаются на максимум, движение ремня уже проводится по минимальному охвату. В результате крутящий момент доходит до максимальной отметки, и автомобиль начинает движение.

Автоматика подает сигналы сервоприводам при увеличении скорости и приводит в движение конусы ведомого шкива. Как результат происходит смена передаточного числа в кпп вариатор клиноременного типа.

Минусы коробки передач типа вариатор

  1. Сравнительная сложность конструкционной системы и её относительно недолговечный период эксплуатации, что влечет за собой высокую себестоимость деталей (не нужно забывать при этом о трансмиссионном масле, необходимый объём которого составляет 5-6 литров) и обслуживание. При этом наиболее часто в первую очередь замене подлежит ремень, потому что на него приходятся постоянные нагрузки.
  2. Автомобиль испытывает сложности буксировки, если возникает какая-то поломка. В этом случае поможет только эвакуатор. Проблемы при буксировке автомобиля в случае его поломки и необходимость его перемещения исключительно на эвакуаторе.
  3. Невозможность резкого перехода при движении на предыдущую передачу и конструктивное ограничение по передаче крутящего момента.

Преимущества коробки вариатор

  1. Двигатель работает с низким уровнем шума, обеспечиваемая тем, что во время движения вариатор не выводит обороты двигателя на максимальные. Однако, это зачастую пугает водителей, ранее эксплуатировавших автомобили, оснащённые классическими коробками переключения передач.
  2. Плавный ход. Ни один тип коробок переключения передач, даже такие как роботизированная коробка передач и коробка передач dsg не способны дать такой эффект, так как в кпп вариатор ступени отсутствуют физически. Отметим, что ряд моделей с коробкой cvt имеют заявленную функцию ручного переключения передач, но это всего лишь автоматически зафиксированные положения ведомого и ведущего шкивов.

Также к преимуществам коробки вариатор зачастую причисляют низкий расход топлива и более быстрый разгон автомобиля. Теоретически это совершенно правильно, ведь применение вариатора даёт больший КПД двигателя, но практика показывает, что это всего лишь миф и авто с классическими типами кпп разгоняются с той же скоростью и потребляют немногим больше топлива.

Если подытожить всё вышесказанное, то можно сказать, что на сегодняшний день коробки переключения передач вариаторного типа несомненно являются одной из самых технологичных разработок и гарантируют плавность хода и комфорт во время движения. Однако это компенсируется недолговечностью конструкции и высокой стоимостью её обслуживания. Поэтому, если Вы не готовы выкладывать круглую сумму за ремонт авто, но при этом предпочитаете агрессивный и спортивный стиль вождения, обратите своё внимание на роботизированные кпп либо на автомобили, оснащённые автоматическими коробками передач с функцией типтроник.

blog-mycar.ru

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.

autopulse.net

Что такое вариатор

Для многих понятие «вариатор» может оказаться новым. Если вы тоже не в курсе, что такое вариатор, то можно сказать, что это такая коробка передач автомобиля, у которой отсутствуют ступени, а работа осуществляется посредством плавного уменьшения или увеличения передаточного числа. Такая особенность дает возможность максимально рационально использовать мощность двигателя, снижая расход топлива, при этом обеспечивая более качественную динамику автомобиля.

Принципиальная схема этого устройства была придумана Леонардо да Винчи в далеком пятнадцатом веке, но только в середине прошлого века мир увидел первый автомобиль с таким видом трансмиссии. В то время она была применена всего на нескольких моделях, однако более широко стала использоваться только в наше время после внесения значительных изменений в ее конструкцию.

Итак, что такое вариатор? Он включает в свой состав такой набор элементов: механизм заднего хода, узел, предназначенный разъединять вариатор и двигатель, то есть ориентированный на обеспечение нейтрального положения, вариаторная передача и управляющая система.

В работе современных автомобилей может быть использован один из двух типов вариаторов: тороидный или клиноременной. В основу клиноременного заложено два шкива, находящихся на разных осях. Между собой они соединены при помощи клиновидного ремня. Каждый шкив оснащен двумя конусными дисками, обращенными своими конусообразными вершинами друг к другу.

Диаметр шкива меняется посредством изменения расстояния между дисками. Если диски полностью соединены, то оно будет максимальным, а при полном раздвижении – минимальным. Таким образом, получается, что при плавном изменении расстояний между дисками ремнем будет передаваться различное передаточное число на ведомый шкив.

Говоря о том, что такое вариатор, стоит рассказать и о втором его виде – тороидном. Он не предполагает наличие ремней или цепей. В тороидном вариаторе  присутствуют два вала, размещенные на параллельных осях, при этом они обладают сферическими поверхностями. Крутящий момент передается благодаря роликам, которые зажаты между валами. Синхронная смена положения роликов позволяет изменять передаточное число. Тороидный вариатор применяется намного реже, что связано с его усложненным устройством.

Отличие вариатора от автомата: механизмы разъединения

Вариатор и мотор разъединяются при помощи нескольких типов механизмов. Важно помнить, что конструктивные особенности вариаторной коробки передач не позволяют осуществлять движение задним ходом. Именно поэтому ее обычно дополняют специальными механизмами, предназначенными обеспечивать реверсивное движение. Данная роль обычно отводится такому устройству, как планетарный редуктор.

Современные вариаторы используют электронную управляющую систему, чьей основной функцией является изменение диаметров шкивов соответственно тому, как происходит изменение в работе двигателя. Задачей электрики является также управление сцеплением и планетарным редуктором.

Если вас интересует вопрос, чем отличается вариатор от автомата, то тут можно сказать, что внешне между автомобилями с такими коробками передач нет никакой разницы. Есть две педали, а также селекторный переключатель. Но в случае наличия вариатора отсутствуют привычные фиксированные передачи, а также замедления и толчки, сопряженные с их переключением. Такой вид коробки передач плавно и уверенно разгоняет автомобиль, а дергания и толчки при этом полностью исключены. Современные производители избавились от этой проблемы посредством внедрения возможности выбора из определенного числа фиксированных положений передаточного числа. Сделано это специально для имитации классических передач.

Теперь вам известно, что такое вариатор.

fb.ru

Что такое вариатор: изучаем вместе

Для каждого вида коробки передач характерны свои особенные отличия. Самым простым вариантом является механическая коробка передач.

Самая простая коробка — это механическая, она имеет семьскоростей. Автоматика — не более десяти, хотя работают уже и над одиннадцатиступенчатой, а коробка-вариатор лишена фиксированных передач, её можно по праву назвать бесступенчатой. Передача крутящего момента от двигателя к колёсам осуществляется очень плавно.

Вариатор уже давно, до того как устанавливать на автомобили, использовали на мотоциклах. В машинах же известных брендов вариаторная коробка стала использоваться совершенно недавно. Вариатор, как плавная бесступенчатая новинка полюбился сегодня автомобильным пользователям, но в то же время получает и некоторые нарекания разочарованных владельцев, которых не так много, впрочем, но всё же они есть.

Повторимся, нет ничего идеального даже в природе. И факт остаётся фактом даже не обращая внимания на то, что разработки вариатора велись достаточно давно, сегодня эта система пока ещё достаточно «сыровата» и до конца толком не доработана даже самыми известными автомобильными брендами.

Принцип работы

В зависимости от конструктивных различий и устройства вариаторные коробки передач можно разделить на несколько типов: тороидальные, клиноременные, цепные и другие приводы. Наиболее распространённым типом вариаторной коробки передач является клиноременной на основе шкивов с переменным диаметром. О таком вариаторе и пойдёт далее речь.

Для того, чтобы понять устройство вариатора, представим две идентичные трубки, которые находятся на небольшом расстоянии параллельно друг напротив друга. Когда их стянем резинкой и начнём крутить какую-либо из них, то вращение придастся и второй, причём с той же скоростью, что и первой. Но если одну трубку заменить на другую большего диаметра, то скорость их вращения относительно друг друга будет другой: скорость вращения большей трубки будет существенно ниже чем у параллельной меньшего диаметра.

Принцип работы вариаторной коробки идентичен, только цилиндры имеют постоянно изменяющийся диаметр. В состав вариатора входит шкивы конусовидной формы, которые направлены друг к другу вершинами, а между ними зажат ремень специальной клиновидной формы.

Конусы, попарно двигаясь друг к другу и обратно, изменяют диаметр рабочей поверхности шкивов. При раздвижении конусов, ремень, что обращён рёбрами к ним, провалится в середину шкива и будет огибать его по радиусу меньшего размера. В случае движения конусов навстречу друг другу, огибание шкива ремнём будет происходить наоборот по большему радиусу.

Управление шкивами происходит под строгим контролем гидравлической системы, которая следит за синхронным сближением конусов одного шкива и расхождением в другом. Один шкив располагается на ведущем валу, который идёт от двигателя, а второй прикреплён к ведомому, который идёт уже к колёсам. Благодаря такому расположению шкивов, передаточное отношение налаживается в широчайшем диапазоне.

Что бы осуществить движение назад в автомобиле с вариатором, в нём находится специальный узел, меняющий направление вращения выходного вала. Таким узлом может служить планетарная передача.

История появления и внедрения в автомобили

Первейшим серийным автомобилем, оборудованным вариатором, можно считать по праву DAF 600. Автомобиль, который сошёл в первый раз с конвейера ещё в далёком 1958 году. Эта машина была достаточно не плохим вариантом для передвижения, но завоевать сердца автолюбителей так и не смогла и была снята с производства. Далее целых 13 лет не выпускались автомобили с вариаторной коробкой передач. И о чудо! В 1972 году свет увидел Volvo 343! Достойный автомобиль и очень прекрасный для своего времени с богатейшим оснащением. Но главным его недостатком оказался именно вариатор.

Вся проблема заключалась в бракованных клиновидных ремнях коробки с ограниченным ресурсом. Но выпуск модели компания сворачивать не собиралась и поэтому на конструкторов была возложена задача поиска альтернативы клиновидному ремню.

И в Volvo решение всё же было найдено братьями Ван Дорн. Они предложили идею использования ремня, состоящего из наборных пластин, которые бы толкали муфту вместо того, чтобы крутить её.Подобного решения не поддержала компания Audi. Её инженеры предложили попросту заменить ремень на цепь. Эти наработки были использованы уже в автомобиле AUDI A6.

А теперь хотим предложить Вам краткую хронологию инновационного развития вариатора:

1490 год – гений эпохи возрождения Леонардо да Винчи опубликовал свои наработки бесступенчатой трансмиссии. Конечно в то время автомобилей не было и в помине, но всё же. 1886 год –подача первого патента на тороидальную CVT.

1935 год - Dodgeпатентует тороидальный вариатор в США.

1939 год – свет увидела коробка автомат, в основе которой лежит планетарная система передач.

1958 год - Dafвыпускает первый серийный автомобиль, оснащённый вариаторной коробкой передач.

1972 год - Volvo 343 достаточно удачное серийное производство автомобилей с вариатором.

1989 год - SubaruJusty GL –первое полноценное производство автомобилей на вариаторе в Америке.

2002 – дебют Saturn на коробке вариатор.

2002 – Ваз 2112 оснастили вариатором на замену механике.

2014 – рынок автомобилей на CVT приближается в количественном соотношении к автомобилям на автомате.

Отличие вариатора от других видов трансмиссий

Механическая коробка

Начнём с самой популярной трансмиссии, то есть механической. Возраст этого ветерана насчитывает уже более века. Но за этот период она изменялась множество раз, дойдя до сегодняшнего времени в лучшем её проявлении.

Коробка вместе с двигателем расположены под капотом автомобиля, а между ними находится узел сцепления. При выжимании водителем педали сцепления, происходит механическое разъединение двигателя и коробки передач, в этот момент и выбирается необходимая для включения передача. Рекомендовано производить «разъединение» МКПП и мотора также во время торможения и при парковании.

Расположение двигателя в автомобилях с задним приводом – продольное. МКПП в таком случае состоит из трёх валов: ведущего, промежуточного и ведомого. Автомобили с передним приводом оснащаются поперечным расположением двигателя, а коробка в свою очередь имеет только два вала: входящий и выходящий. Это и приводит к различной работе трансмиссии, но это не влияет на функции, они остаются неизменными.

Коробка автомат

Переключение передач в классическом автомате контролируется гидроблоком, которым в современных автомобилях управляет электроника. Поэтому при помощи АКПП можно использовать различные режимы езды: экономичный, обычный и спортивный. В более «навороченных» автоматических коробках бывает ещё полно всевозможных режимов, которые так и остаются не познанными автомобилистами.

Классические автоматы отличаются хорошей надёжностью настолько, что выдерживают пробег в 400 тысяч километров без особых вмешательств в конструкцию коробки. Главное аккуратно эксплуатировать коробку и не «жечь» её на резких стартах со светофоров, а также вовремя заливать в агрегат качественное масло. Многие современные АКПП позволяют переключать передачи в ручном режиме.

Роботизированная коробка передач («робот»)

Коробка «робот» - это механическая коробка, в которой передачи переключаются электроникой. Как и в случае с автоматом, в автомобиле с роботом присутствуют две педали, но присутствует сцепление, но в отличии от АКПП, гидротрансформатора здесь нет.

Робот характерен наличием существенных толчков при переключениях передач, особенно на малых скоростях, в отличие от АКПП и тем более вариатора, который плавнее чем все остальные коробки. Достаточно недавно в продажу стали поступать автомобили, оснащённые роботизированной коробкой с двумя сцеплениями. Одно из сцеплений отвечает за переключение чётных передач, второе – нечётных.

В данном случае передачи переключаются за доли секунды, что разительно отличает эту коробку от обычного робота, в котором задержки могут достигать и трёх секунд. Данный тип трансмиссии впитал в себя экономичность и динамичность работы механики и удобство автомата.

Преимущества и недостатки

Вариатор обладает существенными преимуществами, что продвинуло эту бесступенчатую трансмиссию на уровень оснащения автомобилей на ровне с автоматом. Рассмотрим их:

- автомобиль на вариаторе разгоняется очень плавно, ибо эта коробка передач лишена каких-либо скачков и рывков в илу своей конструкции;

- разгон на вариаторе происходит быстрее, так как на переключение скоростей абсолютно не затрачивается время.

- автомобили с вариатором, в отличие от автомобилей с механической коробкой передач, плавно трогаются с места и не глохнут на светофорах или подъёмах;

- наличие всего двух педалей и лёгкость управления;

- даже разгоняясь, вариатор не производит много шума;

- вариатор более экономичен по расходу топлива нежели другие коробки передач. Это обусловлено его возможностью динамического разгона и плавного хода;

- вариатор – самая экологичная трансмиссия, так как не задымляет настолько сильно атмосферу, как его оппоненты МКПП и АКПП.

Но не всё так сладко, как может показаться. И вариатор может предоставить хлопоты водителям:

- машина на бесступенчатой трансмиссии не способна долгое время передвигаться на высоких оборотах; - вариатор очень требователен к замене масла, поэтому за этим следует тщательно приглядывать и менять его каждые 20-30 тысяч километров, как минимум;

- вариатор также требует заливать в него определённую жидкость для корректной работы ремня коробки. А найти её достаточно непросто и стоит она недёшево;

- грубая и небрежная эксплуатация вариатора ведёт к его быстрой поломке. Нельзя его насиловать так, как, допустим, механическую коробку передач;

- ремонт вариатора достаточно дорогостоящий и сложный;

- выход из строя хотя-бы одного малейшего датчика может пагубно отразиться на работе всего вариатора.

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

Была ли эта статья полезна?Да Нет

auto.today

Что такое вариатор?

Вся работа силовой установки автомобиля направлена на получение вращения коленчатого вала. Это вращение и является полезным его действием. Но данное вращение еще нужно правильно перераспределить на ведущие колеса, ведь условия движения авто постоянно меняются. Перераспределение вращения выполняется одним из элементов трансмиссии – коробкой передач. Она устанавливается сразу за двигателем, с ее помощью изменяется передаточное число. То есть, при надобности она увеличивает передаточное число для повышения тягового усилия, или же уменьшает его для увеличения скорости вращения колес.

Из имеющихся четырех типов коробок передач, устанавливаемых на авто, три из них меняют передаточное число ступенчато. То есть, каждая ступень, она же передача коробки, соответствует определенному значению крутящего момента. И только один из видов коробок передач – вариатор, не имеет ступеней, он меняет передаточное число по нарастающей или понижающей. Тем самым такая коробка передач более точно передает крутящий момент.

История вариаторной коробки

Вариаторы как один из видов КПП стал популярным сравнительно недавно, хотя первое его использование на автомобилях датировано 1959 годом. Впервые вариаторную коробку передач начали устанавливать на автомобили DAF. Эта коробка получила название Variomatic. Особого распространения она тогда не получила, об этом говорит то, что приемником Variomatic стала вариаторная коробка Transmatic, которая появилась только в 1984 году. Использовался Transmatic как один из видов предлагаемой коробки передач на автомобилях Форд и Фиат.

Глядя на селектор переключения передач вариаторной коробки (на фото именно он), невозможно понять с чем мы имеем дело: обычный автомат с гидротрансформатором, робот или вариатор.

Постепенно многие автокомпании заинтересовались вариаторами, и начали производство своих версий. Так, у Мерседес-Бенц вариаторная коробка обозначается как Autotronic, Форд сейчас занимается выпуском Ecomatic и Durashift CVT, концерн VAG называет свой вариатор Multitronic. Японцы тоже не отстают и создают свои версии: Subaru – Lineatronic, Toyota – Multidrive, Honda – Multimatic, Nissan – Xtronic и Hyper.

Все знают кто такой Леонардо Да Винчи, но мало кто знает, что именно он разработал протопип первой вариаторной трансмиссии. Это было примерно в 1490 году. После этого людям понадобилось 400 лет, чтобы вновь вернуться к этой идее.

Виды вариаторных коробок передач

Вообще было разработано большое количество всевозможных вариаторов, однако на автотранспорте применение нашли только два из существующих вариантов вариаторной коробки – клиноременной и тороидный. Первый является более предпочтителен у автопроизводителей.

Клиноременной вариатор

Клиноременной вариатор использует принцип изменения диаметров ведущего и ведомого валов. Примерно такой принцип используется на горных велосипедах.

Имеется два вала – ведомый и ведущий. Первый принимает крутящий момент от вала двигателя, а второй передает его на ведущие колеса. Эти валы связаны между собой клиноременной передачей, установленной между шкивами валов.

Конструкция шкивов такова, что они состоят из двух конических половин, способных менять расстояние между собой. Именно изменением расстояния и достигается бесступенчатое изменение передаточного числа.

Чтобы обеспечить максимальное передаточное число, диаметр ведущего шкива должен быть минимален, а ведомого наоборот – максимальным. Поэтому половины шкива ведущего вала максимально разведены, а ведомого – соединены. При надобности снижения передаточного числа, на ведущем валу шкивы начинают сдвигаться, а на ведомом – раздвигаться. Таким образом обеспечивается плавное бесступенчатое изменение передаточного числа.

Тороидный вариатор

У тороидного вариатора клиноременной передачи нет. У такого типа вариатора ведущий и ведомый валы расположены на одной оси, а рабочие поверхности их имеют тороидные поверхности. Между этими поверхностями зажаты ролики, передающие вращение. Изменение передаточного числа у такого вариатора достигается изменением положения роликов относительно валов. Для обеспечения максимального передаточного числа, ролики обращены в сторону ведомого вала. Тороидальная поверхность при таком положении в месте контакта с роликами обеспечивает минимальный диаметр ведущего вала, и максимальный – ведомого. Для уменьшения передаточного числа, ролики начинают поворачиваться в сторону ведущего вала, при этом диаметр вала в месте контакта с роликами увеличивается, а ведомого – уменьшаться.

Но это только принцип работы используемых на авто вариаторных коробок. На деле же все несколько сложнее, поскольку конструкторам пришлось решать ряд важных проблем.

На фото великий и ужасный тороидальный вариатор Extroid CVT, который компания Nissan ставила на свои заряженные автомобили. Из-за своей стоимости, он так и не пошел в массовое производство.

Конструкции и особенности вариаторных коробок передач

Вариаторная коробка передач включает в себя несколько составных элементов. Первым из них является механизм передачи крутящего момента от вала двигателя к ведущем валу вариатора — сцепление. Причем этот механизм должен обладать возможностью полного разъединения этих элементов между собой, так называемое нейтральное положение, когда двигатель работает, но момент от него не передается на коробку.

Механизмы сцепления

Самым распространенным в вариаторах стал гидространсформатор, обеспечивающий передачу усилия за счет жидкости и двух лопастных турбин. Большинство производителей авто используют именно этот механизм. Хотя и встречаются и другие – центробежное сцепление с автоматическим управлением (используются на вариаторах типа Transmatic), электромагнитное сцепление с электроуправлением (Hyper), многодисковое «мокрое» сцепление, тоже с электроуправлением (Multitronic, Multimatic).

Особенности клиноременного вариатора

Далее в конструкции идет сам вариатор. Что касается клиноременных вариаторов, то большинство из них оснащены одним ремнем, хотя встречаются конструкции, включающие два ремня.

Сам ремень является таковым только условно. Хотя на первых вариаторах использовался резиновый ремень, однако из-за недолговечности работы от него отказались, хоть и не полностью. Многие скутеры и сейчас оснащаются вариаторами с резиновым клиновидным ремнем.

На автомобилях же сейчас больше используют ремень, состоящий из стальных лент, связанных между собой фасонными лентами-«бабочками». Передача усилия таким ремнем осуществляется его боковыми поверхностями за счет трения с поверхностью шкивов. Чтобы снизить сопротивление углы шкивов составляют 20 град.

Второй вариант привода вариатора – цепной, он же клиноцепной, хоть по классификации он относится к ременной передаче. Такая цепь состоит из большого количества пластин, соединенных в цепь осями.

На фото отчетливо видно, что цепь, используемая в вариаторах, состоит из большого числа металлических пластин, соединенных в единое целое. Такой вариант является более выйгрышным по сравнению с резиновым аналогом.

У цепи, в отличие от клиноременного привода, передача усилия выполняется торцевой поверхностью цепи. При этом контакт с поверхностью шкивов у цепи является точечным, поэтому цепь изготавливается из высокопрочной стали.

Передвижение шкивов по своим валам в разных конструкциях вариатора может выполняться давлением жидкости, центробежной силой, усилием, создающимся пружинами.

Особенности тороидного вариатора

Что касается тороидных вариаторов, у которых отсутствует клиноременной или цепной приводы, то в этой конструкции тоже есть свои нюансы. Передача усилия в этом вариаторе осуществляется тоже за счет трения, но между валами и роликами, поэтому они тоже выполнены из высокопрочной стали. К тому же зачастую тороидальный вариатор включает в себя две тороидных передачи.

Механизм заднего хода

Одной из особенностей вариатора является отсутствие возможности реверсного движения, поскольку ведомый вал всегда вращается в ту же сторону, что и ведущий. Поэтому в конструкцию вариаторной коробки включен механизм, обеспечивающий задний ход.

Данный механизм чаще всего представляет собой обычный планетарный редуктор, позволяющий менять направление вращение. Такой редуктор применяется на классических автоматических коробках передач. При движении вперед этот редуктор не задействован, и крутящий момент от вариатора передается дальше посредством привода на ведущие колеса. При движении назад, редуктор начинает работать, изменяя сторону вращения.

Механизм управления

Также в конструкцию вариаторной коробки входит механизм управления, который может воздействовать на все составные части данной коробки. Так, механизмом управления осуществляется включение и отключение сцепления, изменение расстояния половин шкивов, в зависимости от работы силовой установки, включение и отключение планетарного редуктора.

Причем особой сложности в управлении вариаторной коробкой с таким механизмом управления нет – все выполняется селектором, выведенным в салон авто. Перемещение селектора в определенное положение обеспечивает требуемую работу всех механизмов коробки (N – нейтраль, D – движение вперед, R – движение задним ходом).

Напоследок следует отметить, что многим автолюбителям не всегда по душе плавность изменения передаточного числа. Поэтому во многих вариаторах реализована функция, которая обеспечивает фиксированные передаточные числа. По сути, вариатор в таком режиме работает, как и любая ступенчатая коробка передач. При этом водитель сам решает, когда ему изменить передаточное число на вариаторе.

На видео Игорь Сероштан, ведущий канала «Первый автомобильный» вполне доступным языком рассказывает и показывает как работает и как устроен вариатор.

okorobke.ru