Перейти к контенту

Что такое вариатор коробка передач – Waiting for the redirectiron…

Содержание

что такое вариаторная коробка CVT

Сегодня автомобили с автоматической коробкой передач могут оснащаться различными типами АКПП, которые активно устанавливаются в паре с бензиновыми и дизельными ДВС. Кроме «классического» гидромеханического автомата,  на машине также может быть установлен вариатор или робот с одним или двумя сцеплениями.

С учетом того, что каждый тип коробки имеет как свои преимущества, так и недостатки, многие автолюбители обращают свое внимание на вариатор по целому ряду причин. Далее мы рассмотрим, что такое вариатор на автомобиле, какие плюсы и минусы имеет данный тип трансмиссии, а также что нужно знать о коробках передач CVT.

Читайте в этой статье

Вариатор: что нужно знать

Начнем с того, что большинство видов АКПП являются ступенчатыми. Если просто, как и в обычной механике МКПП, передачи фиксированы, то есть в зацепление входит соответствующая пара шестерен, что и позволяет изменять передаточное отношение.

Коробки автомат, как и МКПП, могут иметь 4, 5, 6 и более скоростей. При этом переключение происходит ступенчато, то есть одна скорость автоматически выключается, затем происходит включение следующей повышенной или пониженной передачи.

На разных коробках переключаются скорости не одинаково (в зависимости от типа коробки и алгоритмов ее работы, прописанных в ЭБУ АКПП). Также на переключение тратится определенное время, то есть один тип ступенчатых АКПП работает быстрее, чем другой.

Например, преселективные роботы типа DSG осуществляют переключение передачи за доли секунды, тогда как однодисковый робот может затягивать переключения, а сам момент переключений менее комфортен для водителя, чем при езде на «классических» гидромеханических автоматах.

Кстати, еще добавим, что на ступенчатых КПП в момент переключения передач поток мощности от ДВС на колеса не передается (происходит разрыв потока мощности). Это можно сравнить с тем, когда водитель автомобиля с механической коробкой выжимает педаль сцепления для включения нужной передачи.
  • Если же говорить о вариаторе — это бесступенчатая трансмиссия. Другими словами, фиксированных передач в такой коробке нет. Более того, главным отличием коробки вариатор от аналогов является то, что благодаря управлению высокоточной электроники удается постоянно  и очень гибко изменять передаточное число в автоматическом режиме.

Получается, ЭБУ АКПП в данном случае выбирает наилучшее передаточное число с учетом нагрузки и оборотов двигателя, что позволяет наиболее эффективно использовать мощность силового агрегата. Также в бесступенчатой коробке момент переключений между ступенями полностью отсутствует, что позволяет избавиться от разрыва потока мощности и повысить КПД трансмиссии, улучшить топливную экономичность, а также добиться высочайшего комфорта при езде (нет толчков, задержек, провалов в момент переключений передач).

Идем далее. Сегодня можно встретить два типа вариаторов CVT:

  • клиноременной вариатор;
  • тороидный вариатор;

В двух словах, вариатор представляет собой два вала, на которых  установлены шкивы (ведущий и ведомый). Между шкивами натянут ремень. Шкивы имеют возможность постоянно изменять свой диаметр, что и позволяет менять передаточное число. Если рассматривать устройство и принцип работы вариатора более подробно,  необходимо остановиться на указанных выше типах данной КПП.

Итак, клиноременной вариатор включает в себя одну или две ременные передачи. Шкивы образованы коническими дисками. Указанные шкивы сдвигаются и раздвигаются, что и позволяет менять их диаметр.

Различные производители разработали собственные конструкции клиноременного вариатора (например, трансмиссия Multitronic), также вместо ремня используется цепь вариатора (состоит из стальных пластин).

Клиновидный ремень или цепь получают особую трапециевидную форму, что позволяет контактировать со шкивом не полностью, а только боковыми поверхностями. В процессе эксплуатации после износа боковых поверхностей такая форма позволяет все равно сохранить плотный контакт ремня или цепи с поверхностью шкива, чтобы избежать проскальзывания.

Функцию сцепления в вариаторе выполняет гидротрансформатор (по аналогии с гидромеханической АКПП) или механическое сцепление (в зависимости от конструкции). Как правило, многие производители используют ГДТ, который плавно передает крутящий момент на КПП и практически сразу после начала движения срабатывает блокировка гидротрансформатора для уменьшения потерь и повышения КПД.

За изменение диаметра шкивов и, тем самым, передаточного числа, отвечает ЭБУ вариатором, сервоприводы, датчики. Передаточное число изменяется таким образом, что «щечки» ведущего шкива под воздействием центробежной силы начинают плавно сжиматься, выталкивая клиновидный ремень дальше от центра самого шкива.

Ведомый шкив параллельно разжимается, а ремень очень плавно приближается ближе к центру шкива. Эти процессы зависят от оборотов ДВС. Получается, чем выше обороты двигателя, тем сильнее будет сжат ведущий шкив и разжат ведомый. Именно так меняется передаточное число в вариаторе.

Также отдельного внимания заслуживает тороидный вариатор. Устройство тороидного вариатора  предполагает наличие двух соосных дисков, а также роликов. Через ролики передается крутящий момент от одного диска на другой.

В отличие от клиноременного аналога, чтобы менять передаточное число, в таком вариаторе меняется не положение ремня на шкиве, а положение роликов и радиусы их обкатки дисков. Усилие в данном случае концентрируется в точке контакта роликов и диска. Чтобы эффективно повернуть ролики и преодолеть усилие прижима ролика к диску, используются дополнительные устройства.

Коробка-вариатор: плюсы и минусы

С одной стороны, вариатор можно считать самым комфортным и достаточно экономичным типом КПП, так как данный агрегат работает незаметно для водителя, нет рывков, толчков и задержек в момент переключений.

Тяга на автомобиле с вариатором постоянная, ровная, не происходит разрыва потока мощности. Благодаря таким особенностям удается добиться активного ускорения, хорошего подхвата на разных скоростях и оборотах, а также работы двигателя в оптимальных режимах. 

  • Если же говорить о недостатках, тогда стоит выделить ресурс вариатора и его высокую чувствительность к нагрузкам. Прежде всего, в автомобильных вариаторах страдает ремень/цепь (клиноременной) или место контакта диска и ролика (тороидный).

Например, давление в точке контакта диска и роликов достигает десяти тонн,  нагрузки на ремень, особенно на высоких оборотах также очень высокие. Естественно, чтобы повысить надежность, во время изготовления деталей вариатора необходимы особые материалы повышенной прочности.

Также, даже с учетом использования таких материалов, вариатором не оснащаются авто с мощным двигателем. Условно, такую коробку ставят на машины, ДВС которых выдает, в среднем, не более 200 л.с.  Хотя вариатор проще конструктивно, чем АКПП, и дешевле в производстве, такая коробка имеет меньший ресурс, требует более частого и качественного обслуживания, а также дорога и сложна в ремонте.

Дело в том, что зачастую производители не выпускают отдельных деталей для вариатора (валы, шкивы и т.д.). В свободной продаже можно встретить только цепь или ремень. При этом отреставрировать изношенные элементы вариатора крайне сложно или практически невозможно.

Также, даже при условии наличия запчастей, все равно возникают сложности с настройкой вариатора после ремонта. Это значит, что далеко не в каждом сервисе смогут качественно отремонтировать вариатор с гарантией.  

Еще владельцы отмечают, что хотя трансмиссия не имеет скоростей и ступенчатого изменения передаточного отношения, разгон автомобиля с вариатором  все равно хуже, чем на МКПП или преселективных роботах. Дело в том, что это специально закладывается производителем в программу управления вариатором, чтобы избежать высоких нагрузок на агрегат.

Также вариатор отличает одна особенность, когда разгон происходит на одинаковых оборотах двигателя, силовой агрегат не раскручивается, шум при разгоне монотонный. Для многих такая работа ДВС и трансмиссии непривычна и вызывает нарекания.

Сами производители отдельно учитывают эту особенность, программируя блок управления так, чтобы при активном разгоне вариатор все же позволял «раскручивать» двигатель, имитируя переход с одной ступени (передачи) на другую по аналогии с другими АКПП.

Советы и рекомендации

Как видно, вариатор заметно отличается от обычных АКПП и роботов по конструкции. При этом данная коробка менее надежна, чем «классический» автомат.

Также коробка CVT может неприятно удивить небольшим ресурсом в том случае, если владелец привык нагружать указанный тип трансмиссии и нерегулярно обслуживать автомат с использованием дешевых масел и расходников.

При эксплуатации в тяжелых условиях (езда по городу, резкие старты, разгоны, буксировка прицепа, высокие скорости и обороты двигателя, пробуксовки на бездорожье и т.д.), масло в вариаторе нужно менять каждые 30-40 тыс. км., тогда как в АКПП смазка выхаживает все 60-80 тыс.

Еще нужно учесть, что даже при условии своевременного обслуживания и щадящей эксплуатации ремень вариатора требует замены уже к 100- 150 тысячам километров. При этом если вовремя не поменять ремень вариатора, это может привести к его проскальзыванию и повреждению поверхностей шкивов.

В отдельных случаях происходит обрыв и вариатор полностью выходит из строя. Также наличие ГДТ, гидроблока, большое количество датчиков и других элементов затрудняет диагностику и повышает стоимость обслуживание и ремонта вариатора.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как ездить на вариаторе правильно. Из этой статьи вы узнаете об особенностях эксплуатации коробки вариатор, а также что нужно учитывать при езде на вариаторной КПП.

Помните, малейшие отклонения от нормы (рывки, толчки, шумы и вибрации, отсутствие тяги при разгоне) являются поводом для немедленного прекращения эксплуатации и серьезной проверки агрегата.

При этом часто решить проблемы заменой ремня/цепи и масла в вариаторе, соленоидов и других  доступных элементов не удается. В этом случае приходится менять дорогие детали (валы, шкивы и т.д.), а если их трудно достать, тогда всю коробку в сборе на новую или контракт.

  

Что в итоге

Рассмотрев вариатор и что это такое, можно сделать вывод о том, что по сравнению с другими автоматическими коробками подобный агрегат является достаточно перспективным решением. Вариатор обеспечивает неплохую динамику, плавность хода, расходует меньше топлива.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как поменять масло в коробке вариатор. Из этой статьи вы узнаете о замене масла в вариаторе, а также что нужно учитывать в рамках выполнения данной процедуры.

Основным минусом можно считать только сравнительно небольшой ресурс, а также дороговизну обслуживания и ремонта. При этом производители постоянно работают над повышением надежности вариатора и его ремонтопригодностью.

Читайте также

krutimotor.ru

Что такое вариатор и вариаторная коробка передач

Устройство вариатора


Вариатор можно отнести к одной из разновидностей автоматических коробок передач. Для владельца автомобиля с вариаторной коробкой селектор управления и режимы ничем не отличаются от классического автомата.
Самый первый вариатор в истории человечества был придуман в 1490 году Леонардо до Винчи. Именно он первым сформулировал принципы его работы и сделал первые рисунки, изображающие шкивы и ремень.

Устроен вариатор по-другому. Основные детали вариатора – это два конусообразных шкива, установленных вершиной друг к другу. Между ними зажат стальной ремень. Плавно перемещаясь по конусам ремень бесступенчато изменяет передаточное отношение между первичным (входным) и вторичным (выходным) валами коробки передач.

Очевидно, что плавное изменение крутящего момента подразумевает плавный разгон автомобиля без рывков и дерганий, а также высокую, в сравнении в другими типами коробок передач, топливную экономичность. Многие вариаторы оснащают функцией ручного выбора «передачи». То есть такие модели имеют определенное количество фиксированных диапазонов, имитирующих определенные скорости.

Достоинства и недостатки вариатора


Одно из самых главных достоинств вариатора – плавность при разгоне и экономичность, сравнительная простота и дешевизна конструкции. Двигатель постоянно работает в оптимальном режиме, поэтому не перегружается и не достигает своих критических точек. Повышается ресурс мотора, снижается уровень шума и выбросов вредных веществ в отработанных газах.

Есть и недостатки: например, неспособность переносить высокие нагрузки. Именно поэтому вариаторами оснащают скутера и городские автомобили невысокой мощности. Хотя последние разработки фирмы AUDI справляются с передачей мощности в 200 л.с., а модель вариатора от NISSAN «переваривает» 234 л.с. и устанавливается на кроссовер. Также автомобили с вариаторной коробкой передач не могут буксировать тяжелые прицепы или другие транспортные средства без риска преждевременного выхода из строя коробки.

На скутерах, мотоциклах, квадроциклах, гидроциклах и снегоходах обычно применяют вариаторы с ремнем из специального износостойкого материала. На мощных легковых автомобилях вместо ремня используют стальную цепь.

Также вариатор не приспособлен для агрессивного стиля езды. Многие модели, конечно, имеют спортинвый режим, но постоянная эксплуатация вариатора на пределе его возможностей резко снижает его ресурс. И, хотя в режиме «газ в пол» вариатор выиграет у автоматической коробки передач, для него это не пройдет бесследно.

Как и модели с классической автоматической коробкой передач, автомобили с вариатором нельзя буксировать больше, чем на 50-100 км. На автомобилях с вариаторной коробкой передач категорически не рекомендуется буксовать и, по возможности, избегать бездорожья.

Второй крупный недостаток вариатора – сложность в обслуживании. Автомобильные вариаторы требуют замены трансмиссионной жидкости каждые 50 тысяч, а ремня – каждые 100-150 тысяч. На скутерах ремень вариатора вообще считается расходным материалом. Каждый вариатор рассчитан на определенное количество трансмиссионной жидкости, за уровнем которой необходимо следить. Управляющая вариатором электроника получает данные от многих датчиков автомобиля и неисправность хотя бы одного датчика может привести к некорректной работе всего вариатора.

www.kakprosto.ru

Принцип работы вариаторной коробки передач

Традиционно коробка переключения передач подразумевает под собой переключение передачи с одной на другую. Это осуществляется при выборе водителем или электроникой необходимой пары шестерен, которые создадут нужное передаточное число. На таком принципе основана работа механической и автоматической коробок передач. Но вариаторная коробка передач изменила данную традицию, внеся новые понятия в передаче крутящего момента от двигателя к колесам.

Немного истории

Принцип действия, на котором основана работа вариатора был замечен Леонардо да Винчи еще в 1490 году. Первый патент на это изобретение был получен в конце XIX века, а первые автомобили, имеющие вариатор, увидели свет только в 50-х годах прошлого века, когда инженеры компании DAF установили его на легковые автомобили, выпускаемые серийно. Чуть позже к ним присоединился концерн VOLVO. Но основное распространение коробка вариатор получила совсем недавно – в середине 90-х годов.

Вариаторная коробка передач Nissan

Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач, которая плавно передает крутящий момент от двигателя к трансмиссии в заданном числе оборотов коленчатого вала. Основным преимуществом вариатора является его оптимальный выбор соотношения оборотов двигателя и нагрузки на трансмиссию. Такой подход позволяет эффективно использовать мощностные показатели мотора, существенно экономить топливо. Кроме этого, плавное непрерывное изменение передаточного числа вариатора, сопровождающееся полным отсутствием рывков, дает самый высокий уровень комфорта при движении для водителя и пассажиров.

Основным стопором развития вариаторной трансмиссии является довольно высокая сложность передачи большого крутящего момента. Именно поэтому первое распространение коробка вариатор получила на малолитражных автомобилях, имеющих небольшую мощность двигателя. Но, тем не менее сегодня, с ростом технологий и внедрением в конструкцию металлических ремней, производители начали устанавливать вариаторы на автомобили мощностью свыше 200 л. с.

На сегодняшний момент распространение получили только три типа устройства вариаторов, такие, как клиноременный, тороидальный и совсем недавно разработанный клиноцепной механизм, применяемый в вариаторах Multitronic от Audi.

Устройство и принцип работы вариаторной коробки

Коробка вариатор состоит из следующих устройств:

  • Механизм, передающий крутящий момент от двигателя на вариатор. Он же заведует разъединением двигателя и коробки – нейтральной передачей;
  • Собственно вариаторный механизм;
  • Электронная система управления;
  • Механизм, обеспечивающий движение задним ходом.

Для соединения и разъединения двигателя с коробкой применяют несколько видов сцепления:

  • Гидротрансформатор, являющийся наиболее применяемым устройством;
  • Мокрое многодисковое сцепление под электронным управлением;
  • Автоматическое центробежное сцепление;
  • Электронное электромагнитное сцепление.

Наиболее часто совместно с вариатором применяется гидротрансформаторное сцепление. Такое сочетание обеспечивает наибольшую плавность передачи крутящего момента и, значит, большую долговечность механизма.

Чтобы понять, как работает коробка вариатор, стоит обратить внимание на велосипед, имеющий возможность переключения скоростей. Между двумя звездочками натянута цепь, которая передает крутящий момент. Задние звездочки имеют различный диаметр, и при выборе одной из них создается необходимое усилие для передвижения. Чем больше разница в диаметрах между ведущей и ведомой звездами, тем выше скорость движение. Чем меньше разница – тем больше тяговый момент, необходимый для преодоления сложных участков дороги. Такое же принципиальное действие заложено в вариаторе, только вместо звездочек и механизма, жестко переключающего передачи, используются раздвижные шкивы, состоящие из двух конусов, имеющих возможность перемещаться относительно друг друга по одной оси. Вместо обычной цепи в вариаторе работает клиноременная передача или специальная наборная цепь, состоящая из наборных пластин, соединенных между собой осями.

Клиноременный механизм

Самым распространенным на сегодня является клиноременный механизм. Такое устройство состоит из двух шкивов, соединенных между собой одним, реже двумя клиновидными ремнями. Шкивы состоят из конусов, способных передвигаться относительно друг друга при помощи актуаторов, которые приводятся в действие гидравлическим насосом. Насос, в свою очередь, работает под управлением электроники, центробежной силы или под усилием пружин. Конические диски, перемещаясь относительно друг друга, изменяют диаметр шкива, тем самым меняя передаточное число коробки передач. Угол наклона конусов в 20 градусов обеспечивает наилучшее сцепление ремня со шкивами с наименьшим сопротивлением.

Раздвижной шкив

Изначально коробка вариатор имела резиновый клиновидный ремень, передающий тяговое усилие. Такое устройство не позволяло передавать высокий крутящий момент, обладало малой долговечностью и большим радиусом изгиба (более 90 мм), что давало малый разбег регулирования.

Но с изобретением гибкого металлического ремня, эти недостатки были решены. Сейчас большинство автомобилей с вариаторной коробкой имеют ремень на металлической основе. Такое устройство ремня, состоящее из набора большого количества металлических пластин определенной формы, напоминает много бабочек, сидящих на ветке. Связаны они между собой гибким соединением, позволяющим значительно уменьшить радиус изгиба до 30 мм, повысить долговечность и прочность передающего устройства. Благодаря металлической основе удалось начать применять коробки вариаторы на автомобилях, имеющих большую мощность, чем раньше.

Клиноцепной механизм

На вариаторах, установленных на автомобилях Audi, впервые была применена специальная цепная передача, получившая название клиноцепной. Такое цепное устройство состоит из набора металлических пластин, соединенных осями. Передача крутящего момента в такой коробке осуществляется при контакте торцевыми поверхностями цепи с дисками шкивов. В этих местах образуются повышенные нагрузки с высокими температурами. С нагрузками изобретатели справились применением специальной подшипниковой стали, а с высокими температурами – принудительным охлаждением трансмиссионной жидкости, применяемой в вариаторе. Благодаря высокой гибкости цепи, удалось сократить радиус изгиба до 25 мм, расширив диапазон передаточных чисел клиноцепной коробки по сравнению с клиноременной передачей.

Управляющие устройства

В силу своих конструктивных особенностей, вариаторная передача не дает возможности движения задним ходом. Такая особенность потребовала установки дополнительных механизмов. Обычно для этого используется планетарный редуктор, принцип действия которого подобен автоматической коробке передач.

Все управление вариатором осуществляется при помощи электронных устройств, передающих информацию от множества датчиков. На его работу влияют обороты двигателя, ABS, датчики уровня давления в шинах и прочие. Собирая всю эту информацию, коробка вариатор выбирает необходимое передаточное число, соответствующее минимальному расходу топлива с оптимальным тяговым усилием, нужным для преодоления дорожных условий. Раздвигая, сдвигая конусы обоих шкивов, электронике удается добиться результатов динамики и экономии топлива, приближенных или даже превышающих показатели автомобилей с механической коробкой передач.

Устройство вариатора

Плюсы и минусы вариаторов

Как все остальные механизмы переключения передач, коробка вариатор имеет свои плюсы и минусы. К положительным сторонам устройства стоит отнести следующее:

  • Плавность переключения передач, точнее их отсутствие;
  • Возможность использования ручного переключения по принципу Типтроника. Такая особенность имеется благодаря полностью электронному управлению коробкой;
  • Равномерное распределение нагрузки на двигатель, позволяющее работать ему в оптимальном режиме, что повышает его долговечность;
  • Экономичность;
  • Возможность быстрого старта;
  • Простота механизма, что позволяет удешевить его производство и ремонт.

К недостаткам вариатора следует отнести минусы, такие как:

  • Большая зависимость от электроники4
  • Невозможность буксировки;
  • Высокая стоимость применяемой жидкости. Низкая периодичность ее замены;
  • Наличие постоянного троллейбусного звучания при различных стилях езды, в разных скоростных режимах

Подводя итоги

Несмотря на недостатки, такая коробка передач, как вариатор, имеет свое будущее. При нахождении решения изобретателями для передачи больших усилий, вариатор будет жить и развиваться во всех сегментах автомобилестроения.

autodont.ru

Принцип работы вариаторной коробки передач

Во время покупки транспортного средства каждый автолюбитель уделяет особое внимание выбору типа трансмиссии. Ежегодно все большое количество автовладельцев открывают для себя плюсы автоматической коробки передач (АКПП), кто-то отдает предпочтение проверенной годами механике (МКПП), появляются поклонники вариативной коробки передач.

По селектору не всегда можно определить

На сегодняшний день автомобили с вариатором достаточно редко встречаются на дорогах нашей страны, однако, данный механизм имеет много неоспоримых преимуществ, позволяющих ему уверенно завоевывать все большую популярность у современных водителей. Принцип работы вариаторной коробки передач достаточно выгодно отличает ее как от МКПП, так и от АКПП.

Достоинства

Практически без шума

  • Вариатор является бесступенчатым механизмом, который наиболее оптимально использует всю мощность двигателя внутреннего сгорания, равномерно изменяя передаточное число. В вариаторе отсутствуют фиксированные передачи, поэтому можно говорить о бесступенчатом изменении крутящего момента в процессе его передачи от двигателя к колесному приводу транспортного средства.
  • Работает данный механический узел практически бесшумно. Даже при стремительном наборе скорости двигатель автомобиля издает одинаково ровный звук. Достичь такого эффекта позволяет наличие электронных узлов вариатора, постоянно осуществляющих оптимизацию мотора и предотвращающих возможность возникновения перегрузок в процессе его работы.
  • Вариаторная коробка передач существенно экономит объем потребляемого автомобилем топлива за счет согласования оборотов вращающегося звена в кривошипном механизме (коленвал) с нагрузкой на транспортное средство.
  • Поездка на легковом автомобиле с вариатором гарантирует плавную езду без рывков, которые неизменно возникают при переключении передач во время движения автомобилей с АКПП и с МКПП.
  • Срок эксплуатации вариаторной трансмиссии существенно увеличивается благодаря оптимизированной нагрузке и на составные части привода, и на силовой агрегат в целом.
  • Транспортное средство с вариаторной коробкой передач выбрасывает в окружающую атмосферу значительно меньше различных химических соединений, опасных для здоровья человека.

Работает так

Вариатор в классическом исполнении представляет собой механическую конструкцию, состоящую из двух раздвижных шкивов, которые надежно соединяет клиновидный ремень. Вариаторные коробки, которыми комплектуются современные транспортные средства, отличаются более сложной конструкцией, обусловленной необходимостью наличия пониженных передач и заднего хода автомобиля.

Сегодня существует большое количество типов вариаторов, отличающихся между собой методом передачи крутящего момента. Наиболее стабильным механическим узлом считается клиноременная коробка передач.

Устройство клиноременного вариатора

Схема вариатора старого образца

Раздвижные шкивы. Данные элементы представляют собой пару клиновидных «щек», расположенных на одном валу.

  • Гидроцилиндр. Основная функция устройства заключается в сжатии дисков в зависимости от оборотов двигателя или после сигналов, которые поступают с центрального блока управления.
  • Клиновидный ременьРемень клиновидный. Основу составляют две металлические ленты, к которым присоединены пластины из металла, плотно прилегающие друг к другу. Верхняя часть пластин отличается конусообразной формой, в то время как в их основании расположены специальные пазы, в которые вставляется металлическая лента.
  • Конвертор крутящего момента (гидродинамический трансформатор). Устройство, которое преобразовывает крутящий момент двигателя внутреннего сгорания, после чего осуществляет его передачу вариатору. Конвертор способствует бесступенчатому изменению частоты вращения и крутящего момента.
  • Дифференциал. Распределяет крутящий момент на ведущие колеса транспортного средства.
  • Планетарный редуктор заднего хода. Осуществляет вращение вторичного вала в противоположном направлении.
  • Гидравлический насос. В своей работе использует потенциальную и кинетическую энергию жидкости для создания определенного давления, позволяющего осуществлять работу гидроцилиндров.
  • Центральный блок управления. В основе его работы находится микропроцессор, который после обработки сигналов, полученных от различных датчиков (ESP, ABS, контроль расхода топливной смеси и т.д.), отдает необходимые команды исполнительным устройствам клиноременного вариатора.

Как работает клиноременной механизм

Работа вариатора начинается с того, что увеличивающиеся обороты двигателя внутреннего сгорания приводят в действие конвертор крутящего момента. Далее гидродинамический трансформатор осуществляет передачу крутящего момента на первичный вал с установленным на нем ведущим шкивом. Под воздействием гидроцилиндра «щеки» ведущего шкива сходятся, увеличивая величину трения, которая образуется в результате взаимодействия «щек» шкива и клиновидного ремня.

Принцип работы

На следующем этапе усилие под действием силы трения поступает на вторичный шкив, который объединен с вторичным валом. В процессе увеличения оборотов осуществляется смена диаметров ведомого и ведущего шкивов, растет значение передаточного числа. Завершает процесс работа ведомого вала, который вертит ведущие колеса транспортного средства методом вращения присоединенного к ним дифференциала.

Пара раздвижных шкивов

Задний ход обеспечивает работа планетарного механического устройства, которое соединяется с ведомым валом.

Из вышеизложенного видно, что вариатор способствует плавному движению автомобиля и существенно экономит потребление топливной смеси, выбирая оптимальное число оборотов двигателя внутреннего сгорания. Вариативная коробка передач имеет огромный потенциал, благодаря которому все большее число автолюбителей предпочитают иметь дело с трансмиссией такого типа.

Видео

Так работает вариатор:

Читайте также:

Принцип работы автоматической коробки передач

auto-wiki.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. Вариатор CVT

Что такое вариатор? Вариатор – это механический узел, предназначенный для передачи усилия двигателя бесступенчато к ведущим колесам. В некотором смысле его можно назвать автоматической коробкой передач, но с совершенно другим принципом передачи крутящего момента.

Классический вариатор - это два раздвижных шкива, соединённых клиновидным ремнем. Вариатор, применяемый в автомобилях, является более сложным устройством, потому что существует необходимость введения «задней скорости» и пониженных передач. В состав вариатора марки CVT (клиноременный вариатор) входят следующие устройства:

  • Раздвижные шкивы – представляют собой две клиновидные «щеки» на одном валу. Приводятся в действие гидроцилиндром, который сжимает диски в зависимости от оборотов, или по управляющему сигналу от блока управления.
  • Клиновидный ремень – изготовлен из двух металлических лент, на которые нанизываются металлические пластинки специальной формы. Элементы располагаются плотно друг к другу, верх пластинки выполнен в виде конуса, а в основании имеются пазы, куда вставляются металлические ленты (для клиноременных вариаторов).
  • Гидротрансформатор – устройство преобразования и передачи крутящего момента, а также плавного начала движения. Более подробное описание в разделе АКПП.
  • Дифференциал – устройство распределения крутящего момента на ведущие колеса.
  • Планетарный механизм задней передачи – устройство, для обеспечения вращения вторичного вала в обратном порядке.
  • Гидравлический насос – устройство, которое приводится в действие гидротрансформатором и предназначено для создания давления рабочей жидкости. Давлением приводятся в действие исполнительные устройства (гидроцилиндры).
  • Блок управления – микропроцессорное устройство для управления исполнительными устройствами вариатора, в зависимости от сигналов, подаваемых с датчиков (местоположения коленвала, контроля расхода топлива, ABS, ESP и др.).

Существуют вариаторы не только с ременным приводом (вариатор CVT), но и цепным. В основном применяется в автомобилях Audi. Крутящий момент передается, так же как и в CVT, только диски сжимают цепь, которая имеет клиновидные оси звеньев. Цепь передает усилие тянущее, а не толкательное как ремень.

Следующий тип вариатора – торовый. В состав такого вариатора входят два клиновидных диска. Один диск является ведущим, второй – ведомым. Между дисками находится ролик, который может перемещаться в вертикальном направлении и вращаться горизонтально вокруг своей оси. Таким образом, ролик может соприкасаться с разными радиусами дисков. При соединении ролика с малым радиусом ведущего диска и с большим ведомого, получается низшая передача. Если наоборот – высшая. Прямая передача – это момент соприкосновения ролика с одинаковыми радиусами дисков. Но такой вариант вариатора не получил большого распространения из-за дороговизны и применения специальных смазывающих материалов.

 

Мы же рассмотрим работу самого популярного у автопроизводителей клиноременного вариатора.

При увеличении оборотов двигателя приводится в действие гидротрансформатор, который передает крутящий момент на первичный вал. На первичном валу установлен ведущий шкив и при воздействии на него гидроцилиндра, «щеки» начинают сходиться, что приводит к увеличению трения между ними и клиновидным ремнем. Далее под действием трения усилие передается на ведомый шкив, который соединен с вторичным валом. «Щеки» ведомого шкива в этот момент максимально сведены, то есть получается низшая передача. Далее при развитии оборотов происходит смена диаметров ведущего и ведомого шкивов. Передаточное число увеличивается максимально.

Ведомый вал вращает дифференциал, к которому присоединены полуоси ведущих колес. Задняя передача обеспечивается подсоединением к ведомому валу планетарного механизма, который и обеспечивает реверсивное движение ведомого вала.

Обеспечивает управление диаметрами шкивом электронная система управления, она же включает, по средствам актуаторов заднюю и пониженную передачу. Как видим, при использовании вариатора нет резких рывков при переключении, обеспечивается более плавный ход и экономия топлива, так как электроника выбирает оптимальный режим оборотов двигателя и передаточное число шкивов. Но уже и не полихачишь!

 

Но нарекания водителей, у которых появились автомобили с вариатором, были в отсутствии характерного урчания двигателя при смене передач как в механической коробке передач. Конструкторы нашли выход – применили псевдо-ступенчатое переключение передач, применив селектор выбора передач. Так, при трогании с места водитель включает первую передачу движения вперед и нажимает на акселератор, затем после достижения определенных оборотов, двигая селектор, включает вторую передачу и т.д. Достигается такое переключение программированием блока управления на фиксированные передаточные числа шкивов. Но возможен переход в полный автоматический режим, в этом случае электроника все выполнит сама. Для включения пониженной передачи селектор переводится в определённое положение и блок управления не включает повышенные передачи, независимо от оборотов работы двигателя.

 

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

 

autoustroistvo.ru

Что такое вариатор: изучаем вместе

Коробка передач 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 вариатора

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

Клиноременный вариаторПервейшим 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

Коробки передачНачнём 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.

Цепь для вариатора фирмы AudiРобот 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 таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

auto.today

Пока нет комментариев.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

СайдбарКомментарии (0)