Принцип работы вариатора

Чем отличается вариатор от автомата и робота: какие КПП лучше, плюсы и минусы, описание, видео

Чем отличается вариатор от автомата и робота: какие КПП лучше, плюсы и минусы, описание, видео - фотография 1 - изображение 1

Чем отличается вариатор от автомата и робота: какие КПП лучше, плюсы и минусы, описание, видео

Auto.Today23 июля 2018

Принцип работы КПП (коробки переключения передач) - изображение 2 - изображение 2

Фото: YAY/ТАССПеред автолюбителями при выборе нового авто встаёт вопрос, какой коробке переключения передач отдать предпочтение: классической автоматической, вариаторной либо роботизированной. Каждая из них имеет как позитивные, так и негативные стороны. Попробуем разобраться, какие у них отличия, и на чём остановить свой выбор.

Принцип работы КПП (коробки переключения передач)

Главное предназначение любого устройства, переключающего передачи, — принимать, преобразовывать, передавать и изменять направление крутящего момента. Современные автопроизводители выпускают транспортные средства с механической, автоматической КПП и автоматической в разных вариациях. В механической переключение передач происходит при помощи человека. В остальных процесс автоматизирован, участия водителя не требуется. Чтобы разобраться в плюсах и минусах автоматической коробки переключения передач (АКПП), вариаторной (CVT) и роботизированной, детально остановимся на принципах работы каждой из них.

Классический «автомат» (гидротрансформатор)

Коробка-автомат с гидротрансформатором впервые была выпущена в 40-х годах минувшего века. Массово ею стали оснащать авто с 60-х годов. Она представляет собой целый комплекс механизмов: гидротрансформатор, состоящий из турбинного и реакторного колёс, центробежного насоса, обгонной и блокировочной муфт; планетарная коробка передач, основными деталями которой являются планетарные редукторы, фрикционные и обгонные муфты, соединительные валы, барабаны, тормозная лента. Коротко принцип работы можно описать следующим образом: гидротрансформатор, размещённый между КП и двигателем, меняет передачу крутящего момента. Работа гидротрансформатора базируется на беспрерывной циркуляции жидкости, транспортирующей энергию от мотора к трансмиссии. Масло передаётся от центробежного насоса к турбинному колесу, затем на реактор, где её поток увеличивается и провоцирует увеличение оборотов насосного колеса. При задействовании обгонной муфты осуществляются вращательные движения реакторного колеса. Переключение передач между поочерёдно соединёнными планетарными редукторами осуществляется с помощью муфт. Работа этих механизмов обеспечивается благодаря гидроцилиндрам, процесс работы которых контролирует электронный блок управления. Стандартными режимами работы АКПП, которые выбирает водитель при помощи рычага селектора, являются: Р (Park), П — парковочная блокировка; R (Reverse), ЗХ — задний ход; N (Neutral), Н — нейтральная передача; D (Drive), Д — движение вперёд; L (Low), ПП (принудительно понижающая) или ТХ (тихий ход). Преимущества АКПП: плавность при смене передач;высокая надёжность;комфортность управления авто;щадящая эксплуатация мотора и КП. Недостатки коробки-автомата всё же имеются: дороговизна;высокий расход топлива;высокая стоимость ремонта;требуется больше времени для разгона;небольшой срок службы;невозможность заведения «с толкача». Сегодня классическая АКПП существенно доработана — есть модели, которые отличаются хорошей реактивностью, имеют зимний, спортивный, экономичный режимы работы, до 8 передач.

Вариатор

Вариаторная КП — это вариация «автоматики». Однако её устройство и принцип работы имеют существенные отличия от классической АКПП. Это бесступенчатая трансмиссия, в состав которой входят: собственно вариатор;узел, осуществляющий разъединение двигателя с вариатором;система управления;механизм заднего хода. Вариаторная КП может быть двух типов: клиноременного; тороидного. Принцип работы основан на том, что два раздвижных шкива (ведущий и ведомый), соединённых металлическим ремнём, автоматически меняют свой диаметр, изменяя при этом передаточное число. Запускается вариатор с помощью рычага селектора. Режимы передач идентичны с АКПП. Позитивные стороны вариатора перед другими КП: эффективность при использовании мощности мотора;высокая экономия топлива;комфортность управления и самого движения;плавность хода авто;ровный разгон и оперативный набор скорости;малая нагрузка на мотор;экологичность;высокий КПД. Если вы всё-таки решили отдать предпочтение вариатору, то стоит учесть и его недостатки: сложность конструкции и ремонта, в покупке запчастей;малое количество сервисов, способных осуществлять ремонт;быстрый износ при езде по плохим дорогам и бездорожью;специфический шум при работе;короткий срок эксплуатации;не ставится на мощные машины. Важно! Опытные автослесари и автолюбители советуют отказаться от приобретения авто с вариатором, которое уже было в употреблении. Если покупка уже сделана, то необходимо вовремя осуществлять полную замену масла, датчиков скорости и уровня топлива.

Роботизированная КПП

Роботизированная коробка передач вобрала в себя элементы «механики» и «автоматики». По сути, она представляет собой механическую КП с электронным блоком управления, осуществляющим выключение и включение муфты сцепления и переключения передач. При управлении роботизированной КПП водитель, как и в автоматике, просто переводит селектор в необходимый режим, а переключение передач производит электронный блок. Также производители авто сохранили возможность перехода в ручной режим. В «роботе» предусмотрены режимы: нейтральная передача (N), задний ход ®, движение вперёд (А/М либо Е/М), переключение передач (+/-). Достоинства КП: низкая цена (обычно «роботами» оснащены бюджетные авто);экономный расход топлива;возможность переключения в режим ручного управления. Недостатками такого вида КП считают: присутствие пауз, рывков и толчков при переключении передач;заторможенность;невозможность буксировки. Стоит отметить, что производители стараются стабильно усовершенствовать трансмиссии. Так, сегодня самым современным вариантом роботизированной КП второго поколения является преселективная трансмиссия с двумя сцеплениями. Её составляющими являются 2 вала для чётных и нечётных передач. Каждый вал соединён с двигателем отдельным сцеплением. Преимущества преселективной трансмиссии уже успели оценить: возможность быстрого разгона;экономичность при расходе масла и топлива;максимально возможный на сегодня КПД среди «автоматики». К недостаткам тоже не стоит подходить снисходительно. Сюда относятся: высокая стоимость;дорогостоящие ремонтные работы и замена масла;рывки и провалы в динамике авто.

Чем отличается вариатор от «автомата» и «робота»

При покупке авто даже опытный автомобилист не всегда сможет разобраться, какая коробка передач в нём установлена. Приводим советы, как отличить АКПП, CVT и «робота» визуально. Советуем вам почитать о том, как устроена секвентальная коробка передач. Найти отличия между автоматической и вариаторной коробкой передач при посадке в салон авто невозможно. И та и другая выглядят идентично: один рычаг управления, одинаковое обозначение режимов. Существует 4 основных признака, по которым можно определить тип КП: Количество режимов. Вариаторы могут содержать меньшее количество режимов — обычно 4: «P», «N», «D», «R». В современных «автоматах» присутствуют ещё и дополнительные. Указание типа КП рядом с маркой автомобиля. Чтобы разобраться, какая же всё-таки КП установлена в машине, следует осмотреть её снаружи сзади. Большинство производителей около обозначения марки и модели сообщают и тип трансмиссии — «AT» или «CVT». Разница в «поведении» транспорта в ходе езды. У авто с АКПП будут присутствовать рывки и толчки. У транспортных средств с вариатором их не будет. Кроме того, у последних будут слышны щелчки в коробке. Разное «поведение» машины при подъёме на горку. Если при движении под гору затормозить и отпустить педаль газа, автомобиль с АКПП будет плавно двигаться вперёд без отката назад. Автос вариатором сделает откат назад и не будет осуществлять движение вперёд на холостых оборотах. При отсутствии возможности воспользоваться вышеперечисленными способами за информацией о типе трансмиссии следует обратиться: к добросовестному продавцу, к опытному автослесарю, к сопроводительной документации авто.

Видео: отличия вариатора, автомата и робота

Отличить вариатор от «робота» проще — достаточно взглянуть на внешний вид коробки передач в салоне и обозначения режимов. В вариаторе основным режимом движения вперёд является D, в «роботе» — А/М или Е/М (хотя в преселективной трансмиссии такого отличия уже нет). Советы по уходу Чтобы АКПП прослужила как можно дольше, следует строго придерживаться некоторых правил эксплуатации: При остановке на спуске либо подъёме нужно пользоваться стояночным тормозом. Производить переключение в режимы P, R после остановки движения машины. Незамедлительно обращаться в автосервис при наличии толчков и рывков в ходе переключения передач, а также горелого запаха, шума либо гула в районе КП. Важно! При поломке машины с АКПП её нужно буксировать на нейтральной передаче с включённым мотором. Транспортировка на буксире на расстояние больше 80 км со скоростью свыше 30 км/ч. не рекомендуется из-за риска повреждения узлов и деталей самой коробки. Чтобы продлить срок службы вариаторной коробки передач, следует: Осуществлять постоянный контроль за уровнем масла, менять его после каждых 30 тысяч км пробега. Использовать лишь качественное масло от хорошо зарекомендовавших себя производителей и строго подходящее к авто. В холодное время года не перегружать трансмиссию на старте движения. Периодически проверять состояние разъёмов и проводки. Предоставлять ремонт и диагностику вариатора только специалистам из автосервиса. Самостоятельно проникать в КП не стоит. Осуществлять буксировку лишь при работающем двигателе на недлин«««ные расстояния. Стараться не допускать резких разгонов и торможений, ударов трансмиссии. Не ездить по бездорожью либо просёлочным дорогам. Не буксировать другие транспортные средства. Следить за состоянием датчика скорости. Роботизированная КП прослужит дольше, если придерживаться таких правил эксплуатации: Не допускать буксования в холодное время года. Производить простой автомобиля, включив режим «Е». При плохом дорожном покрытии осуществлять старт, не газуя, со 2-й передачи. При кратковременной остановке переходить в режим «А». Проводить диагностику несколько раз в год.

Какой вариант лучше и почему

Вряд ли можно однозначно ответить на вопрос, какая коробка переключения передач лучше, ведь каждый автомобилист будет выбирать её в соответствии с собственными целями и предпочтениями. Среди автомобилистов по-прежнему популярны авто с АКПП. Усовершенствованные вариаторы также не сдают свои позиции. Простые «роботы» отходят в прошлое. Им на смену приходят более современные трансмиссии (например, преселективная). Знаете ли вы? Самым быстрым серийным легковым автомобилем сегодня является Bugatti Veyron Super Sport. В 2017 году на нём был установлен рекорд скорости в 457,4 км/ч. В целом же, если подвести итоги, то среди рассмотренных нами вариантов наиболее оптимальным на сегодня решением является классическая «автоматика». Объясняется это следующими причинами: надёжностью; доступностью ремонта и замены запчастей; возможностью ездить по любым дорогам. Машины с вариаторными КП подойдут для тех, кто любит плавный ход. «Роботы» — тем, кто предпочитает небольшие автомобили, любит спокойную езду, передвигается по городским дорогам и шоссе, ставит во главу угла экономичность. Любителям активной езды, скорости и манёвров следует присмотреться к преселективной трансмиссии. Если же верить экспертам мирового автомобильного рынка, то будущее за вариаторными и преселективными КП. Именно простым, комфортным и экономичным моделям автомобилисты всё чаще будут отдавать предпочтение.

Видео: какой вариант коробки передач лучше выбрать

Таким образом, современные автомобили всё чаще оснащаются автоматическими коробками переключения передач и их вариациями — вариаторной и роботизированной. Каждая из них имеет достоинства и недостатки. Общим преимуществом для них являются простота в управлении и обеспечение плавного хода авто. Подбор КП следует осуществлять в соответствии со стилем вождения, собственными предпочтениями и предназначением автомобиля.Перед автолюбителями при выборе нового авто встаёт вопрос, какой коробке переключения передач отдать предпочтение: классической автоматической, вариаторной либо роботизированной. Каждая из них имеет как позитивные, так и негативные стороны. Попробуем разобраться, какие у них отличия, и на чём остановить свой выбор.

Принцип работы КПП (коробки переключения передач)

Главное предназначение любого устройства, переключающего передачи, — принимать, преобразовывать, передавать и изменять направление крутящего момента. Современные автопроизводители выпускают транспортные средства с механической, автоматической КПП и автоматической в разных вариациях. В механической переключение передач происходит при помощи человека. В остальных процесс автоматизирован, участия водителя не требуется. Чтобы разобраться в плюсах и минусах автоматической коробки переключения передач (АКПП), вариаторной (CVT) и роботизированной, детально остановимся на принципах работы каждой из них.

Классический «автомат» (гидротрансформатор)

Коробка-автомат с гидротрансформатором впервые была выпущена в 40-х годах минувшего века. Массово ею стали оснащать авто с 60-х годов. Она представляет собой целый комплекс механизмов: гидротрансформатор, состоящий из турбинного и реакторного колёс, центробежного насоса, обгонной и блокировочной муфт; планетарная коробка передач, основными деталями которой являются планетарные редукторы, фрикционные и обгонные муфты, соединительные валы, барабаны, тормозная лента. Коротко принцип работы можно описать следующим образом: гидротрансформатор, размещённый между КП и двигателем, меняет передачу крутящего момента. Работа гидротрансформатора базируется на беспрерывной циркуляции жидкости, транспортирующей энергию от мотора к трансмиссии. Масло передаётся от центробежного насоса к турбинному колесу, затем на реактор, где её поток увеличивается и провоцирует увеличение оборотов насосного колеса. При задействовании обгонной муфты осуществляются вращательные движения реакторного колеса. Переключение передач между поочерёдно соединёнными планетарными редукторами осуществляется с помощью муфт. Работа этих механизмов обеспечивается благодаря гидроцилиндрам, процесс работы которых контролирует электронный блок управления. Стандартными режимами работы АКПП, которые выбирает водитель при помощи рычага селектора, являются: Р (Park), П — парковочная блокировка; R (Reverse), ЗХ — задний ход; N (Neutral), Н — нейтральная передача; D (Drive), Д — движение вперёд; L (Low), ПП (принудительно понижающая) или ТХ (тихий ход). Преимущества АКПП: плавность при смене передач;высокая надёжность;комфортность управления авто;щадящая эксплуатация мотора и КП. Недостатки коробки-автомата всё же имеются: дороговизна;высокий расход топлива;высокая стоимость ремонта;требуется больше времени для разгона;небольшой срок службы;невозможность заведения «с толкача». Сегодня классическая АКПП существенно доработана — есть модели, которые отличаются хорошей реактивностью, имеют зимний, спортивный, экономичный режимы работы, до 8 передач.

Вариатор

Вариаторная КП — это вариация «автоматики». Однако её устройство и принцип работы имеют существенные отличия от классической АКПП. Это бесступенчатая трансмиссия, в состав которой входят: собственно вариатор;узел, осуществляющий разъединение двигателя с вариатором;система управления;механизм заднего хода. Вариаторная КП может быть двух типов: клиноременного; тороидного. Принцип работы основан на том, что два раздвижных шкива (ведущий и ведомый), соединённых металлическим ремнём, автоматически меняют свой диаметр, изменяя при этом передаточное число. Запускается вариатор с помощью рычага селектора. Режимы передач идентичны с АКПП. Позитивные стороны вариатора перед другими КП: эффективность при использовании мощности мотора;высокая экономия топлива;комфортность управления и самого движения;плавность хода авто;ровный разгон и оперативный набор скорости;малая нагрузка на мотор;экологичность;высокий КПД. Если вы всё-таки решили отдать предпочтение вариатору, то стоит учесть и его недостатки: сложность конструкции и ремонта, в покупке запчастей;малое количество сервисов, способных осуществлять ремонт;быстрый износ при езде по плохим дорогам и бездорожью;специфический шум при работе;короткий срок эксплуатации;не ставится на мощные машины. Важно! Опытные автослесари и автолюбители советуют отказаться от приобретения авто с вариатором, которое уже было в употреблении. Если покупка уже сделана, то необходимо вовремя осуществлять полную замену масла, датчиков скорости и уровня топлива.

Роботизированная КПП

Роботизированная коробка передач вобрала в себя элементы «механики» и «автоматики». По сути, она представляет собой механическую КП с электронным блоком управления, осуществляющим выключение и включение муфты сцепления и переключения передач. При управлении роботизированной КПП водитель, как и в автоматике, просто переводит селектор в необходимый режим, а переключение передач производит электронный блок. Также производители авто сохранили возможность перехода в ручной режим. В «роботе» предусмотрены режимы: нейтральная передача (N), задний ход ®, движение вперёд (А/М либо Е/М), переключение передач (+/-). Достоинства КП: низкая цена (обычно «роботами» оснащены бюджетные авто);экономный расход топлива;возможность переключения в режим ручного управления. Недостатками такого вида КП считают: присутствие пауз, рывков и толчков при переключении передач;заторможенность;невозможность буксировки. Стоит отметить, что производители стараются стабильно усовершенствовать трансмиссии. Так, сегодня самым современным вариантом роботизированной КП второго поколения является преселективная трансмиссия с двумя сцеплениями. Её составляющими являются 2 вала для чётных и нечётных передач. Каждый вал соединён с двигателем отдельным сцеплением. Преимущества преселективной трансмиссии уже успели оценить: возможность быстрого разгона;экономичность при расходе масла и топлива;максимально возможный на сегодня КПД среди «автоматики». К недостаткам тоже не стоит подходить снисходительно. Сюда относятся: высокая стоимость;дорогостоящие ремонтные работы и замена масла;рывки и провалы в динамике авто.

Чем отличается вариатор от «автомата» и «робота»

При покупке авто даже опытный автомобилист не всегда сможет разобраться, какая коробка передач в нём установлена. Приводим советы, как отличить АКПП, CVT и «робота» визуально. Советуем вам почитать о том, как устроена секвентальная коробка передач. Найти отличия между автоматической и вариаторной коробкой передач при посадке в салон авто невозможно. И та и другая выглядят идентично: один рычаг управления, одинаковое обозначение режимов. Существует 4 основных признака, по которым можно определить тип КП: Количество режимов. Вариаторы могут содержать меньшее количество режимов — обычно 4: «P», «N», «D», «R». В современных «автоматах» присутствуют ещё и дополнительные. Указание типа КП рядом с маркой автомобиля. Чтобы разобраться, какая же всё-таки КП установлена в машине, следует осмотреть её снаружи сзади. Большинство производителей около обозначения марки и модели сообщают и тип трансмиссии — «AT» или «CVT». Разница в «поведении» транспорта в ходе езды. У авто с АКПП будут присутствовать рывки и толчки. У транспортных средств с вариатором их не будет. Кроме того, у последних будут слышны щелчки в коробке. Разное «поведение» машины при подъёме на горку. Если при движении под гору затормозить и отпустить педаль газа, автомобиль с АКПП будет плавно двигаться вперёд без отката назад. Автос вариатором сделает откат назад и не будет осуществлять движение вперёд на холостых оборотах. При отсутствии возможности воспользоваться вышеперечисленными способами за информацией о типе трансмиссии следует обратиться: к добросовестному продавцу, к опытному автослесарю, к сопроводительной документации авто.

Видео: отличия вариатора, автомата и робота

Отличить вариатор от «робота» проще — достаточно взглянуть на внешний вид коробки передач в салоне и обозначения режимов. В вариаторе основным режимом движения вперёд является D, в «роботе» — А/М или Е/М (хотя в преселективной трансмиссии такого отличия уже нет). Советы по уходу Чтобы АКПП прослужила как можно дольше, следует строго придерживаться некоторых правил эксплуатации: При остановке на спуске либо подъёме нужно пользоваться стояночным тормозом. Производить переключение в режимы P, R после остановки движения машины. Незамедлительно обращаться в автосервис при наличии толчков и рывков в ходе переключения передач, а также горелого запаха, шума либо гула в районе КП. Важно! При поломке машины с АКПП её нужно буксировать на нейтральной передаче с включённым мотором. Транспортировка на буксире на расстояние больше 80 км со скоростью свыше 30 км/ч. не рекомендуется из-за риска повреждения узлов и деталей самой коробки. Чтобы продлить срок службы вариаторной коробки передач, следует: Осуществлять постоянный контроль за уровнем масла, менять его после каждых 30 тысяч км пробега. Использовать лишь качественное масло от хорошо зарекомендовавших себя производителей и строго подходящее к авто. В холодное время года не перегружать трансмиссию на старте движения. Периодически проверять состояние разъёмов и проводки. Предоставлять ремонт и диагностику вариатора только специалистам из автосервиса. Самостоятельно проникать в КП не стоит. Осуществлять буксировку лишь при работающем двигателе на недлин«««ные расстояния. Стараться не допускать резких разгонов и торможений, ударов трансмиссии. Не ездить по бездорожью либо просёлочным дорогам. Не буксировать другие транспортные средства. Следить за состоянием датчика скорости. Роботизированная КП прослужит дольше, если придерживаться таких правил эксплуатации: Не допускать буксования в холодное время года. Производить простой автомобиля, включив режим «Е». При плохом дорожном покрытии осуществлять старт, не газуя, со 2-й передачи. При кратковременной остановке переходить в режим «А». Проводить диагностику несколько раз в год.

Какой вариант лучше и почему

Вряд ли можно однозначно ответить на вопрос, какая коробка переключения передач лучше, ведь каждый автомобилист будет выбирать её в соответствии с собственными целями и предпочтениями. Среди автомобилистов по-прежнему популярны авто с АКПП. Усовершенствованные вариаторы также не сдают свои позиции. Простые «роботы» отходят в прошлое. Им на смену приходят более современные трансмиссии (например, преселективная). Знаете ли вы? Самым быстрым серийным легковым автомобилем сегодня является Bugatti Veyron Super Sport. В 2017 году на нём был установлен рекорд скорости в 457,4 км/ч. В целом же, если подвести итоги, то среди рассмотренных нами вариантов наиболее оптимальным на сегодня решением является классическая «автоматика». Объясняется это следующими причинами: надёжностью; доступностью ремонта и замены запчастей; возможностью ездить по любым дорогам. Машины с вариаторными КП подойдут для тех, кто любит плавный ход. «Роботы» — тем, кто предпочитает небольшие автомобили, любит спокойную езду, передвигается по городским дорогам и шоссе, ставит во главу угла экономичность. Любителям активной езды, скорости и манёвров следует присмотреться к преселективной трансмиссии. Если же верить экспертам мирового автомобильного рынка, то будущее за вариаторными и преселективными КП. Именно простым, комфортным и экономичным моделям автомобилисты всё чаще будут отдавать предпочтение.

Видео: какой вариант коробки передач лучше выбрать

Таким образом, современные автомобили всё чаще оснащаются автоматическими коробками переключения передач и их вариациями — вариаторной и роботизированной. Каждая из них имеет достоинства и недостатки. Общим преимуществом для них являются простота в управлении и обеспечение плавного хода авто. Подбор КП следует осуществлять в соответствии со стилем вождения, собственными предпочтениями и предназначением автомобиля.

Midway777 ›Blog ›???? Что такое вариатор? Принцип работы вариатора

Классический «автомат» (гидротрансформатор) - изображение 3 - изображение 3

Вариатор - фото 4 - изображение 4

???? Не забывайте смотреть видео, прикрепленные к посту ????

Вариатор — это бесступенчатая трансмиссия с внешним управлением, которая позволяет автоматически плавно изменять передаточное число, выбирая наиболее оптимальное согласно внешней нагрузке и оборотам двигателя, тем самым давая возможность максимально эффективно использовать его мощность. В технике существует множество различных конструкций такого типа, но на автомобиле получили распространение два вида вариаторов: клиноременной и тороидный.

Клиноременный вариатор как тип трансмиссии известен давно. Его главные детали — два раздвижных шкива и соединяющий их ремень, в сечении имеющий трапецеидальную форму. Если половинки ведущего шкива сдвинуть, они вытолкнут ремень, словно попавший между ними клин (отсюда и название "клиноременный"), наружу — радиус шкива, по которому работает ремень увеличится, следовательно, увеличится и передаточное отношение. А если половинки ведомого шкива, наоборот, раздвинуть, то ремень провалится внутрь и будет работать по меньшему радиусу — передаточное отношение уменьшится. Если оба шкива будут в промежуточном положении, то передача станет прямой.

???? Устройство и принцип работы вариатора

Клиноременной вариатор состоит из нескольких (как правило, одной- двух) ременных передач, где шкивы образованы коническими дисками, за счет сдвигания и раздвигания которых изменяются диаметр шкивов и, соответственно, передаточное число. Разные фирмы разработали каждая свою конструкцию клиноременного вариатора, так на Audi в трансмиссии Multitronic вместо ремня применяют цепь, а Honda ставит набранный из металлических пластин ремень, но принцип от этого не меняется.

Для трогания автомобиля с места используются обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.

Начнем с самого простого. Почему клиновидный ремень? Ремень в разрезе имеет трапециевидную форму и "вклинивается" в шкив только своими боковыми поверхностями. При износе этих поверхностей, благодаря своей форме, он врезается глубже в шкив и все равно остается в хорошей сцепке с ним. Как изменяется передаточное число? Устройство ведущего шкива (ведущий шкив вращается коленвалом) таково, что его щеки при воздействии центробежных сил плавно сжимаются и выталкивают клиновидный ремень все дальше и дальше от центра шкива. Ведомый же шкив при этом наоборот, разжимается, и ремень на нем плавно утопает все ближе и ближе к центру шкива. Чем больше обороты двигателя — тем больше сжимается ведущий шкив и разжимается ведомый, тем самым меняя передаточное число от коленвала к заднему колесу. Этот процесс хорошо виден на рисунках, прикрепленных к посту.

Иначе устроен тороидный вариатор, который состоит из соосных дисков и роликов, передающих момент от одного диска к другому. Для изменения передаточного числа меняются положение роликов и их радиусы, по которым ролики обкатывают диски. И поскольку все усилие сосредоточено в пятне контакта, то для поворота роликов должны использоваться особые устройства, способные преодолевать силу прижатия ролика к диску. Так в ниссановском вариаторе Extroid применена специальная система, где управляемый электроникой прецизионный гидравлический механизм перемещает обоймы с роликами вверх или вниз на микроскопическую величину, а далее, из-за возникшего сдвига относительно оси дисков, ролик поворачивается сам.

Между прочим, принцип устройства под названием “вариатор” не нов — мысли о бесступенчатой трансмиссии стали посещать конструкторов практически сразу с началом применения поршневых ДВС на транспорте. Современное же развитие электроники и технологии материалов дало возможности усовершенствовать (остающиеся, однако, в принципе своем неизменными) конструкции вариаторов, и сейчас наблюдается, по-видимому, начало самого широкого распространения таких трансмиссий на автотранспорте.

Тем не менее вариаторы пока что не избавились от некоторых своих весьма существенных проблем. Так, очевидно, что самыми конструктивно слабыми местами существующих сегодня автомобильных вариаторов являются: для клиноременного эти самые ремни, а для тороидного — пятно контакта диска и ролика, где сила давления достигает 10 тонн. Поэтому здесь применяются специальные высокотехнологичные материалы, что делает надежность вариаторов достаточно высокой, близкой к надежности гидромеханических “автоматов”, но все же из-за нагрузок на ремень или пятно контакта вариаторы пока не могут “тянуть грузы”, а также работать с двигателями большой мощности.

На сегодняшний день рекордом для клиноременного вариатора оказывается 220 л.с. и 300 Нм, которые развивает V-образный 6-цилиндровый мотор Audi A6, “воспринятый” трансмиссией Multitronic, а для тороидного — “переваренный” Extroid (3-литровый двигатель Nissan Gloria и Cedric), развивающий 240 л.с. и 310 Нм.

Однако если для грузовиков вариаторы до сих пор непригодны, то для легковых автомобилей весьма приемлемы, и здесь у бесступенчатых трансмиссий, очевидно, большое будущее, тем более что и технологии материалов не стоят на месте.

Если сравнить динамические характеристики многих автомобилей, оснащаемых вариатором, может возникнуть недоумение — почему на одной и той же модели автомобиля разгон с вариатором происходит медленнее, чем с механической коробкой, ибо должно быть наоборот, раз вариатор лучше использует мощность двигателя? Все дело в привычке — многие клиенты были очень недовольны, что машина с вариатором “все время ноет на одной ноте”. Большинство же водителей привыкли к знакомому нарастающему шуму мотора, и многие фирмы идут клиентам навстречу, специально настраивая электронный блок управления трансмиссией. На самом же деле при нормальной настройке блока разгон, конечно, происходит быстрее.

В заключение отметим, что вариаторы является куда более совершенным типом трансмиссии по сравнению с традиционными автоматическими коробками передач. Совершенство проявляется в более лучшей динамике разгона, меньшем расходе топлива, более плавной езде у автомобилей оснащённых клиноременными вариаторами. И в тоже время, вариаторы проще по конструкции, чем традиционные "автоматы". Думается, что в недалёком будущем автомобили оснащённые вариаторами полностью вытеснят машины, оснащённые обычными "автоматами" и сильно потеснят машины с "механикой".

Роботизированная КПП - изображение 5 - изображение 5

Устройство и принцип работы вариатора

Чем отличается вариатор от «автомата» и «робота» - изображение 6 - изображение 6

В современном мире ничто не стоит на месте, в том числе и не остается прежней начинка автомобиля. С самого первого дня создания первого автомобиля великие умы бьются над созданием и усовершенствованием каждой детали по отдельности и всего двигателя в целом. Конечно же, каждое усовершенствование идет ради улучшения как технических характеристик авто, так и удобства ради водителя. Сегодня мы рассмотрим относительно новое веяние в автоиндустрии – вариатор.

Вариатор – современная трансмиссия, которую часто называют бесступенчатой. На самом деле является разновидностью автоматической коробки передач, настолько усовершенствованной, что водителю не нужно самостоятельно переключаться.

История возникновения вариатора

Видео: отличия вариатора, автомата и робота - фото 7 - изображение 7

Как ни странно, как бы ни казалась идея новаторской и современной, но авторство подобного устройства принадлежит великому изобретателю и гению, Леонардо да Винчи. В современном виде вариатор впервые появился в ХІХ веке. То есть практически наравне с первым автомобилем. Тем не менее, в комплектацию этих самых автомобилей вариатор попал в середине ХХ столетия. Первопроходцем стала компания DAF. Их инженеры ставили вариаторы, как на легковые, так и на грузовые авто. Из этой фирмы идею использования вариатора вместо обычных механических и автоматических коробок передач переняла фирма Audi.

Вариаторы не устанавливаются на грузовые автомобили в связи с сильной нагрузкой на детали. Давление на отдельные детали вариатора при полной мощности работы двигателя легкового автомобиля может достигать 10 тонн.

Конструкция устройства или принцип карандашей

Для того чтобы в полном объеме устроить обзор вариатор, стоит запомнить, что существует три его вида – клиноременной, тороидальный и цепной. Принцип работы каждого одинаков, конструкция разная.

Принцип карандашей или как работает вариатор

Это надо узнать до того, как разбирать конструкцию. Итак, есть два вала – ведущий и ведомый. Первый вал идет от мотора, второй вал идет к колесам. Когда двигатель не работает, передаточный ремень находится в положении, максимально приближенным к ведущему шкиву и максимально отдаленным от ведомого. Шкивы обозначены синими кружочками.

Когда двигатель работает на малых оборотах, картина немного меняется. Ремень отходит от ведущего вала и приближается к ведомому.

Когда двигатель работает на средних оборотах, ремень находится приблизительно на одинаковом расстоянии от валов. Когда двигатель работает на полной мощности, картина полностью противоположна первой. Ремень утоплен в шкив ведомого вала, но полностью вытолкнут от шкива ведущего вала.

Клиноременной вариатор

Особенность, как всегда, заложена в названии. Сверху уже было упоминание о том, что основой вариатора есть валы со шкивами – ведущий и ведомый. А вот соединяет их и передает нужную информацию от одного к другому клиновидный ремень. Так как перед этим ремнем стоят особые задачи и нагрузки на него огромные, состав его особенный. Это смесь резины и ткани, делающая ремень невероятно прочным, намного прочнее того ремня генератора.

Почему ременной, разобрались. Теперь остался вопрос, почему клин. Так вот, форма ремня трапециевидная. Дело в том, что к шкиву он прижимается боками, как бы образуя клин. Несомненно, это место наибольшего трения, ремень изнашивается, истончается и трескается в этих местах. Но это не повод его тут же сменить. Ремень еще больше утопится в шкив и качество сцепки между ним и шкивом не пострадает. Необходимую жесткость обеспечивают стальные пластины, которые покрывают среднюю часть.

Тороидный вариатор

Все то же самое, только без ремня. Его функции выполняют диски. Или ролики, как вариант названия. Есть еще совсем простое название – колеса. Это все сопряжено с внешним видом. Вместо ведущего и ведомого вала в тороидном вариаторе используются диски. У дисков есть две оси вращения – горизонтальная и вертикальная. В зависимости от положения ролика ведущего диска, его отзеркаливает ролик ведомого диска. Примерно этот процесс изображен на картинке ниже.

Недостатки и преимущества вариатора

К вышесказанному о вариаторах стоит прибавить самое главное – в чем их суть и зачем устанавливать их вместо привычных механических коробок передач и автоматических. Весь фокус в приставке «бесступенчатая трансмиссия». Вариатор не требует переключения передач вручную, справляясь с этим самостоятельно, при этом не чувствуется характерных рывков при трогании с места или переключение с первой скорости на вторую. Многим водителям это не нравится, ведь это практически отобранное удовольствие управления. Повинуясь запросам потребителей, современные вариаторы настраиваются таким образом, что двигатель по звуку работает, как и раньше, набирая обороты перед переключением скоростей.

Вариатор реагирует на крутящийся момент, поэтому во многих ситуациях спасает автомобиль от лишних перегрузок, особенно если водитель неопытен.

Что такое вариатор (коробка CVT), устройство, принцип работы

Какой вариант лучше и почему - фото 8 - изображение 8

Сейчас все чаще можно встретить авто, на крышке багажника или передних крыльях, которых размещена аббревиатура CVT.

Она указывает, что на машине вместо привычных уже коробок передач (механической или автоматической) используется вариатор.

Что такое вариатор?

Прежде чем мы разберемся в принципе работы вариатора, необходимо дать ему правильное определение.

Это устройство благодаря которому происходит плавное изменение передаточного числа в различных узлах и агрегатах. Изменение происходит в автоматическом режиме, плавно, в зависимости от оборотов двигателя и возникающей внешней нагрузки в конкретный момент времени.

Видео: какой вариант коробки передач лучше выбрать - фото 9 - изображение 9

Примеров использования коробок CVT можно приводить много, наиболее понятным будет пример, когда с помощью данного устройства происходит согласование скорости вращения лестницы на эскалаторе в метрополитене с ее поручнями.

Технология не новая

Идея передачи крутящего момента с возможностью бесступенчатого его изменения – это далеко не новь. Прототип механизма с такими эксплуатационными параметрами был придуман еще Леонардо да Винчи.

Первый же патент на бесступенчатую трансмиссию был выдан в 1885 году, то есть она появилась практически одновременно с автомобилями, оснащенными двигателями внутреннего сгорания, вот только к ним вариатор еще долго не имел никакого отношения.

Достаточно длительное время такая трансмиссия применялась на различных станках и механизмах, а также двухколесном транспорте – мопедах и мотоциклах. И только в 1958 году коробка CVT появилась на автомобиле.

Первой машиной, у которой вместо ступенчатой коробки передач установили вариатор, была микролитражка DAF 600.

Принцип работы КПП (коробки переключения передач) - изображение 10 - изображение 10

Во второй половине 70-х годов подразделение по выпуску легковых авто (вместе со всеми наработками) компании DAF выкупила Volvo».

После этого был налажен выпуск городского автомобиля с CVT трансмиссией Volvo 66, являвшимся доработанной версией DAF 66.

Позже в модельном ряду появилась модель Volvo 340.

Классический «автомат» (гидротрансформатор) - фотография 11 - изображение 11

Но множество проблем и несовершенство этого типа трансмиссии в конечном итоге привело к тому, что Volvo в средине 80-х годов отказалась от применения на своих авто вариатора.

А все потому, что один из основных элементов – клиновидный ремень обладал очень ограниченным ресурсом, а механизм управление трансмиссией (в ту пору – механический) был конструктивно сложным.

В конце 80-х годов другие автопроизводители решились на установку коробки CVT. Сначала это были компании Fiat (модель Uno) и Ford (ставилась такая трансмиссия на Fiesta).

В то же время свой вариатор разработали и японцы. Первым японским авто с такой трансмиссией стал Subaru Justy GL.

Вариатор - фотография 12 - изображение 12

Постоянное развитие технологий и работы, направленные на усовершенствование конструкции, в конечном результате дало свои плоды и сейчас вариатор является не редкостью, все больше автопроизводителей комплектуют им свои модели, тем самым поставив этот вид трансмиссии наряду со ступенчатыми.

Основы работы коробки автомат для понимания работы вариатора

Принцип работы вариатора кардинально отличается от ступенчатых коробок передач.

Для большего понимания сначала следует рассмотреть, как функционирует классическая автоматическая коробка передач (не путать с преселективной роботизированной КПП, которую тоже часто обозначают как АКПП).

В основе работы любой ступенчатой коробки лежит взаимодействие между собой шестерен разных размеров.

По сути, коробка передач – это обычный многоступенчатый редуктор, которым можно управлять. Такой, к примеру, является обычная механическая коробка.

АКПП же значительно сложнее по конструкции. Если МКПП — это редуктор, то в АКПП он – лишь составной элемент, хоть один из основных.

В целом автоматическую коробку можно разделить на несколько составляющих:

  • Механическая;
  • Гидравлическая;
  • Электронная.

Механическая составляющая – это и есть редуктор. В его основе лежит обычная планетарная передача.

В современных КПП, обладающих 4-мя и выше ступенями, таких передач несколько и образуют они так называемый планетарный ряд.

Роботизированная КПП - фото 13 - изображение 13

Несмотря на сложность конструкции, принцип работы такой КПП очень прост. Любая планетарная передача состоит из трех компонентов – солнечной шестерни, сателлитов, объединенных водилом, и зубчатого кольца.

Особенность такой передачи заключена в том, что ведущим, ведомым или зафиксированным (обездвиженным) элементом может выступать любой из составных компонентов, благодаря чему и удается менять передаточное соотношение. Этим и воспользовались конструкторы при создании АКПП.

Так, если сделать ведущей солнечную шестерню, а водило с сателлитами будут ведомыми, при этом кольцо — зафиксировано, то на выходе получим максимальное передаточное соотношение.

Чем отличается вариатор от «автомата» и «робота» - фотография 14 - изображение 14

Если же зафиксировать солнечную шестерню, подавать вращение на водило, а снимать его с планетарного кольца, то соотношение будет равным, то есть на выходе получаем прямую передачу.

Для получения вращения в обратную сторону (задний ход) достаточно зафиксировать водило, а вращение подавать на солнечную шестерню.

Для обеспечения блокировки шестерен планетарных передач, в конструкции АКПП применяются фрикционные муфты сцепления и ленточные тормоза.

В действие эти узлы приводятся гидравлической составляющей, работа которой контролируется и регулируется электронным блоком.

В итоге все выглядит так: электронный блок управления при помощи датчиков следит за несколькими параметрами – скоростью движения, оборотами коленчатого вала и т. д.

При надобности, он подает сигнал на открытие клапанов или срабатывание поршней гидравлической системы.

Те в свою очередь воздействуют на муфты или тормоза, блокируя вращение требуемого компонента планетарной передачи.

Полезно почитать: Как правильно ездить на коробке автомат.

Как работает вариатор, общее устройство

Как отмечено, принцип работы вариатора полностью отличается от ступенчатых коробок. В основе этой трансмиссии лежит ременная передача.

Обычная передача такого типа состоит из двух валов, с установленными на них шкивами.

Видео: отличия вариатора, автомата и робота - изображение 15 - изображение 15

Передача вращения и усилия осуществляется ремнем. В такой передаче передаточное число – фиксированное и зависит оно от диаметров шкивов.

В коробке CVT же существует возможность изменять передаточные числа. Делается это за счет меняющихся диаметров шкивов.

Конструкция достаточно проста: имеется два параллельно расположенных вала. На них установлены шкивы, каждый из которых состоит из двух половин (тарелок).

Эти половины имеют конусную форму и могут перемещаться по валу относительно друг друга.

А работает все так: между конусными поверхностями шкивов помещен клиновидный ремень. При сведении или разведении половин шкивов, меняется их диаметр в месте контакта ремня.

То есть, при полностью сведенных половинах ремень движется практически по внешнему диаметру шкива, но при расхождении он проваливается между этими дисками.

Но таких шкива в конструкции вариатора два, а ремень удлиняться не может.

Вот и получается, что если у одного из шкивов половины расходятся, то у другого должны сходится, то есть работать они должны синхронно.

Загрузка

Таким образом и осуществляется изменение передаточного соотношения.

Но это только принцип работы. Конструктивно все выглядит значительно сложнее, хотя основными рабочими элементами остаются все те же шкивы и ременной привод.

Но в конструкцию дополнительно добавлено сцепление, электронная система управления, а также планетарный редуктор.

Поэтому коробка CVT состоит из:

  1. Электронной системы управления;
  2. Самого вариатора;
  3. Узлов и деталей, которые передают крутящий момент и включают нейтральную передачу;
  4. Планетарного механизма, для движения задним ходом.

Какой вариант лучше и почему - фотография 16 - изображение 16

В коробку CVT, в зависимости от производителя и модели, могут быть внедрены различные конструктивные решения, которые в большинстве случаев касаются сцепления.

Виды сцеплений:

  1. Вариатор Transmatic – автоматическое центробежное сцепление;
  2. Multimatic, Multitronic – мокрое сцепление, многодисковое с электронным управлением;
  3. Hyper – сцепление электромагнитное с электронным управлением;
  4. Autotronic, Extroid, Ecotronic, Multidrive, Lineartronic, Xtronic – с гидротрансформаторами.

В качестве сцепления зачастую выступает гидротрансформатор, такой же, как и на АКПП.

Видео: какой вариант коробки передач лучше выбрать - фотография 17 - изображение 17

Гидротрансформатор работает при трогании машины с места, затем блокируется. Он очень мягко, без рывков, передает крутящий момент за что и получил большую популярность среди владельцев автомобилей.

Перемещением дисков шкивов управляет электронный блок, который следит за рядом параметров работы двигателя и самой трансмиссии и на основе этого подает команды на исполнительные механизмы.

К примеру, при начале движения необходимо обеспечить максимальное тяговое усилие, для чего половины ведущего шкива нужно максимально развести, а ведомого – свести.

По мере набора скорости блок управления меняет диаметры шкивов, снижая передаточное соотношение.

Планетарный же редуктор в конструкции необходим для обеспечения движения задним ходом.

Типы вариаторов

Во многих узлах и агрегатах нашли широкое применение различные конструкторские решения вариаторов, которые плавно изменяют передаточное число от двигателя к колесам, но в автомобилестроении ужились пока только два их типа:

  1. Клиноременной;
  2. Тороидный.

Клиноременной

В основу устройства клиноременного вариатора входят два шкива конической формы и одна или двух ременная передача.

Midway777 ›Blog ›???? Что такое вариатор? Принцип работы вариатора - фотография 18 - изображение 18

Ремень имеет клиновидную форму и может быть изготовлен из резины, набора металлических пластин или цепи. Но это только влияет на надежность работы всей системы, но никак на принцип ее работы.

Конструктивно предусмотрено раздвигание и сдвигание шкивов, благодаря чему и происходит изменение их диаметров.

Резиновый ремень.

Устройство и принцип работы вариатора - фотография 19 - изображение 19

Благодаря клиновидной формы ремня, последний соприкасается со шкивом боковыми сторонами, что обеспечивает надежную передачу вращательного момента продолжительное время (для резиновых ремней 50 000 км, но это еще не предел).

Изменение передаточного числа происходит за счет сдвигания и раздвигания, ведущего и ведомого шкивов.

Загрузка

При малых оборотах двигателя диски ведущего шкива разжаты, соответственно имеют малый диаметр. Ведомые диски, наоборот, сжаты и имеют больший диаметр.

При увеличении оборотов двигателя под воздействием центробежных сил и различных приводов, диски ведущего шкива сжимаются, а ведомого, наоборот, разжимаются, при этом уменьшается передаточное число.

История возникновения вариатора - фотография 20 - изображение 20

Чтобы диаметры шкивов изменялись синхронно с возникающими нагрузками на двигатель, в автомобиле с коробкой CVT предусмотрена электронная система управления, которая также совместно управляет и работой планетарного редуктора и сцепления.

Планетарный редуктор обеспечивает движение автомобиля задним ходом, так как конструктивно вариатор не может обеспечить такое движение.

Благодаря электронной системы управления, после выхода автомобиля на крейсерскую скорость, CVT трансмиссия поддерживает те обороты двигателя, которые наилучшим образом будут подходить для хорошей динамики движения автомобиля.

Во время различных экспериментов было установлено, что оптимальный угол наклона внутренних стен шкива должен быть 20 градусов.

Конструкция устройства или принцип карандашей - фотография 21 - изображение 21

В разных устройствах сдвигание и раздвиганье шкивов происходит за счет гидравлики, пружин или центробежных сил.

Резиновые передачи в клиноременных вариаторах зарекомендовали себя плохо, поэтому сейчас в основном устанавливают передачи из цепи или металлических пластин.

Недостатки и преимущества вариатора - фотография 22 - изображение 22

Это в значительно мере повысило надежность и увеличило ресурс работы системы и уменьшило шумы во время движения авто.

Так же, как разновидность, существуют клиноцепные трансмиссии, передача крутящего момента в которых происходит с помощью металлической цепи в основе которой лежат специальные пластины, соединенные осями.

Что такое вариатор (коробка CVT), устройство, принцип работы - изображение 23 - изображение 23

КПД взаимодействия со шкивами в таких устройствах в значительной мере выше, чем в обычных клиноременных вариаторов, а значит, потери вращательного момента в них минимальны.

Для управления используется специальный рычаг селектора.

Что такое вариатор? - фотография 24 - изображение 24

Клиноременной вариатор устанавливается на многих зарубежных автомобилях, у каждого производителя он конструктивно может отличаться и иметь свое название, к примеру:

Технология не новая - изображение 25 - изображение 25

Тороидный вариатор

Основы работы коробки автомат для понимания работы вариатора - изображение 26 - изображение 26

Как видно из рисунка тороидный вариатор состоит двух вращающихся в противоположные стороны соосных валов, имеющих тороидную (сферическую) форму.

Между валами зажаты ролики, их тоже видно на рисунке выше, которые изменяя свое положение меняют передаточное число от ведущего к ведомому валу, при этом крутящий момент передается от роликов к валам за счет сил трения.

Как работает вариатор, общее устройство - изображение 27 - изображение 27

Основной проблемой, влияющей на надёжность работы всей системы и на КПД передачи крутящего момента, является пятно контакта роликов со сферическими валами.

Усилие прижатия в пятне контакта может быть колоссальным, в некоторых вариаторах оно может достигать 10 т., поэтому, помимо того, что материал в них должен быть высокотехнологичным, система управления тоже должна быть очень надежной.

Типы вариаторов - фото 28 - изображение 28

К примеру, на вариаторе Extroid, который применяется на некоторых моделях Nissan, установлен специальный гидравлический механизм, управляемый электроникой, перемещая ролики с диапазоном в микроны.

Важно – поговорим про клиновидный ремень

Ранее вариатор не нашел широкого распространения на автотранспорте по одной простой причине – резиновый ремень из-за передачи значительных усилий очень быстро стирался.

Так, у упомянутого Volvo 340 приводной элемент отхаживал не более 30 тыс. км.

В современной клиноременной трансмиссии используется привод, который сложно назвать ремнем, поскольку он состоит из двух пакетов стальных лент, с помещенными между них фасонными пластинами, сделанными в виде бабочки.

Важно – поговорим про клиновидный ремень - фото 29 - изображение 29

Благодаря использованию составных элементов из высокопрочных материалов удалось решить одновременно несколько проблем – повысить ресурс работы трансмиссии, увеличить диапазон передаточных чисел (за счет большей гибкости привода), снизить шумность работы.

Также некоторые компании выпускают клиноцепные вариаторы, у которых в качестве приводного элемента выступает многозвеньевая пластинчатая цепь, обладающая еще большей гибкостью, но из-за малого пятна контакта с рабочими поверхностями шкивов, требует использования высокопрочных материалов при создании последних.

Преимущества и недостатки такого решения - фотография 30 - изображение 30

Преимущества и недостатки такого решения

Благодаря своему непохожему на ступенчатые коробки принципу работы, вариатор обладает рядом преимуществ перед ними.

Основными из них являются:

  • Плавный, но при этом стремительный набор скорости;
  • Высокие показатели КПД;
  • Отсутствие разрывов в передаче крутящего момента (нет рывков и провалов);
  • Отличное реагирование трансмиссии на изменение условий (подъемы, спуски);
  • Сниженное потребление топлива;
  • Легкость начала движения, отсутствие вероятности отката назад при старте (даже на подъем);
  • Отличное согласование работы с двигателем;
  • Бесшумность работы.

Недостатки:

  • Длительная передача высоких оборотов на максимальной мощности негативно сказывается на CVT коробке
  • В качестве рабочих жидкостей используются специальные масла;
  • Вариатор очень требователен к качеству масла, поэтому менять его и фильтра нужно своевременно;
  • Требует строго соблюдения правил эксплуатации (экстремальные условия не для него);
  • Такие коробки пока не могут работать с мощными моторами (предел – 220 л. с.);
  • Сложность и дороговизна ремонта.

Ну, и некоторые отмечают «скучность» поведения авто, оснащенного CVT трансмиссией. То есть, работа двигателя и вариатора настолько сбалансирована, что добиться от этой пары «спортивного поведения» невозможно.

Частично эта проблема решена за счет имитации работы ступенчатой коробки (специальный режим, при котором существует возможность менять передаточные числа на фиксированные значения).

Что надежнее вариатор или автомат - изображение 31 - изображение 31

Что надежнее вариатор или автомат

Что касается вопроса, касающегося того, автомобилю с какой трансмиссией отдать предпочтение – АКПП или вариатору, то однозначного ответа нет.

Современная коробка CVT обладает уже неплохим ресурсом при тех же требованиях технического обслуживания, что и коробка-автомат, но его практически все эксплуатационные показатели выше.

Но все же АКПП пока является более надежной, хоть по конструкции и сложнее, да и экстремальные условия она выдерживает лучше.

В общем, вариатор является отличным вариантом, но в случае если авто за черту город выезжать не будет.

В заключение можно отметить, что за коробками CVT будущее, так как по сравнению с обычной АКПП, они проще в конструкции, а значит, дешевле, они мягче передают крутящий момент, а значит, поездка становится комфортней, они экономят топливо, а значит поездка становится дешевле.

И несмотря на все еще имеющие недостатки, они уже уверенно заняли свои позиции в автомобилестроении.

Мощности транспортных средств, на которые они устанавливаются, постоянно возрастают, а значит, в скором времени мы их увидим и на грузовых автомобилях.

Вариатор или бесступенчатая трансмиссия — видео.

5 / 5 ( 1

голос)

Вариатор:описание,фото,принцип работы,устройство,виды

Вариатор:описание,фото,принцип работы,устройство,виды - изображение 32 - изображение 32

Идея переключения передач без участия водителя появилась уже давно. Она существует еще с первых автомобилей, появившихся на конвейере завода «Ford». Люди модернизировали механические КПП, создали полуавтомат, АКПП, но не добились нужной плавности и полного ощущения спокойного переключения, потому как любая трансмиссия подразумевала толчок и включение, что являлось не всегда комфортным. Да и расход топлива от этого возрастал, потому что мотор необходимо достаточно хорошо раскручивать, чтобы получить нужное ускорение, без ущерба для агрегата. Одной из идей развития автоматической коробки, стала коробка передач с бесступенчатым переключением

История вариатора

Автомобиль, скорость которого зависела бы исключительно от скорости вращения двигателя, был бы крайне неудобен в эксплуатации. Представьте, что в машине имеется только одна передача, например, первая или третья. В одном случае вы бы смогли ехать довольно быстро, но автомобиль бы долго разгонялся и медленно ехал в гору. В другом все было бы с точностью до наоборот – легкий старт, но крайне медленная скорость движения. Из-за таких трудностей и была разработана первая механическая трансмиссия.

Время шло, и каждый автопроизводитель пытался упростить управление машиной (всем прекрасно известно, какие трудности у некоторых водителей вызывает МКПП). В ходе таких изысканий и была разработана сначала автоматическая коробка, затем робот, ну и, наконец, вариатор, имеющий бесконечное число передач.

Вариатор – что это

Вариатор – это новый тип КПП, наравне с остальными видами трансмиссиями, тоже прочно входит в жизнь многих автовладельцев. Несмотря на всю его простоту и гениальность, эта система еще до сих пор не достигла совершенства. Сегодня вы узнаете о том, как применяется вариатор, его принцип действия, что отличает его от автоматической коробки и как такое устройство применяется на автомобилях.

Принцип работы клиноременной КПП

Если говорить простым языком, устройство работает следующим образом. Существует два шкива: один ведущий, подключающийся к силовому агрегату, другой – ведомый, подключаемый к приводам колес. Валы соединяются ремнем или цепью.

История вариатора - фото 33 - изображение 33

 

Шкивы не литые, а сделанные из двух конических половинок, которые могут сходиться и расходиться, изменяя диаметр этой конструкции.

Принцип работы довольно простой: допустим, наш автомобиль «трогается» с места и ему нужно больше сил. Чтобы снизить нагрузку на мотор, конусы на ведущем вале расходятся, и он уменьшается в диаметре. Ведомый шкив, наоборот, должен быть максимального диаметра, поэтому его конусы сводятся. Таким образом, двигатель совершает оптимальное количество оборотов в каждом конкретном случае, что снижает нагрузку на него.

При повышении скорости, соответственно, изменяются и диаметры шкивов – ведущий увеличивается, а ведомый уменьшается. Все это необходимо для стабилизации работы силового агрегата, а также для уменьшения тягового усилия.

Изменением диаметров на каждом из шкивов занимается электронная система, получающая данные из бортового компьютера и ЭБУ.

Плюсы такого варианта в более низкой стоимости и в простоте конструкции, из-за чего цена трансмиссии чуть ниже, чем на другие типы вариаторов.

Устройство клиноременной коробки CVT

Поскольку тороидальный вариант достаточно дорог в производстве и применяется только на премиумных автомобилях, имеет смысл рассказать об устройстве только клиноременного типа.

Вариатор – что это - фото 34 - изображение 34

 

Как и робот, вариатор устанавливается либо продольно, либо поперечно. Основные его компоненты:

  • Система сцепления. Простейшее устройство, предназначенное для соединения двигателя с трансмиссией и, при необходимости, ее отключения (так называемая «нейтралка»).
  • Гидротрансформатор, использующийся также и в обычной АКПП.
  • Валы с изменяющимися конусами.
  • Ремень или цепь для их соединения. Кстати, оба компонента изготавливаются только из прочных металлов, поскольку на них приходится большая нагрузка.
  • Масло, применяющееся для снижения трения между валами, а также для нагнетания давления.
  • Насос, создающий то самое давление. Оно необходимо для правильной работы конусных частей. Иногда он может отсутствовать (в таких случаях за изменение диаметра шкивов отвечает либо гидравлика, либо пружина).
  • Гидроблок, выполняющий функцию подачи масла по различным каналам к обоим шкивам. Кстати, если при работе вариатора возникают различные толчки или пробуксовки, чаще всего это свидетельствует о поломке гидроблока.
  • Система фильтров, не позволяющая масляным каналам забиваться отложениями и металлическим мусором.
  • Радиаторы, отводящие тепло от коробки передач. К сожалению, без них такая трансмиссия довольно быстро перегревается, особенно во время пробуксовки или езды по бездорожью.
  • Электронная система управления, получающая команды от ЭБУ и изменяющая диаметр каждого из валов в зависимости от скорости и нагрузки.
  • Устройство, отвечающее за включение реверсного хода.

Как правильно пользоваться вариатором

Принцип управления вариатором такой же, как автоматической коробкой передачи. Обе коробки имеют по две педали (газ и тормоз ). При управлении автомобилем с вариатором, вы не услышите и не почувствуете переключение передач — оно просто повышает и понижает частоту вращения двигателя по мере необходимости, вызывая более высокие скорости вращения двигателя для лучшего ускорения и более низкие обороты для лучшей экономии топлива во время режима «круиз».

Многие автомобилисты первый раз сев за руль автомобиля с вариатором в глаза первым бросается то, что автомобиль звучит совсем по другому. Когда вы резко нажимаете на педаль газа, двигатель работает так же, как и на скользящей муфте или неисправной автоматической коробке передач. Это нормально — вариатор регулирует частоту вращения двигателя, чтобы обеспечить оптимальную мощность для ускорения. Некоторые вариаторы запрограммированы на поэтапное изменение соотношений, чтобы они больше походили на обычную автоматическую коробку передач. В управлении автомобилем в вариативной трансмиссией нет никаких отличий от управления автомобилем с автоматической коробкой передач.

Коробка вариатор плюсы и минусы

Автомобиль с вариатором, в конечном счете, будет более экономичным, чем обычный автомобиль, особенно для остановки / начала движения или когда вы постоянно меняете скорость. Старт автомобиля будет более гладким и более тихим. Однако, чем больше этих преимуществ вы получаете, тем больше автомобиль чувствует себя на моторной лодке, где вы получаете странное ощущение увеличения скорости при неизменных оборотах двигателя. Если вы можете жить с этим, и это не придаст вам никакого дискомфорта, то вариатор вполне вам подойдет. Более детально о плюсах и минусах вариаторов ниже.

Плюсы вариатора

Основным  преимуществом вариатора является эффективность, которую он может предложить. Транспортные средства, которые включают CVT, оценены среди самых эффективных транспортных средств и могут предложить значительную экономию топлива. Сегодня почти все гибриды используют вариатор для максимальной экономии топлива. Еще одно преимущество CVT замечено при движении по крутым склонам. Нормальные автоматические коробки передач могут иногда испытывать трудности при большой нагрузке, когда вариатор почти сразу может найти точное соотношение, необходимое для плавного обеспечения мощности без каких-либо переключений. Эти плавные переключения передач являются еще одним преимуществом для водителя, поскольку они могут предложить чрезвычайно плавные поездки, даже не чувствуя «сдвига» транспортного средства.

Минусы вариатора

Хотя вариатор может предложить непревзойденную экономию топлива, у него есть существенный минус. Основной  недостаток данных трансмиссий — это ценник, с которым они продаются. Типичная замена трансмиссии часто может стоить от 2 000 долларов в случае поломки. Из за особенностей устройства, блок CVT не будет работать так же долго, как обычная автоматическая коробка передач. В среднем срок службы этой трансмиссии составляет 150 – 200 тысяч километров. Еще более важно отметить тот факт, что, когда они выходят из строя, в 9 из 10 раз они должны быть заменены. Причиной этого является то, что детали очень дороги, их может быть трудно, если не невозможно найти, и, как правило, цена за замену деталей получается такая, что дешевле будет произвести полную замену. Другим недостатком вариатора является то, что они не могут выдержать мощность, которую может выдержать автоматическая или механическая коробка передач. По этой причине блок CVT не используется в машинах с большой производительностью.

Как правильно буксировать на вариаторе

Можно ли буксировать вариатор? В отношении буксировки транспортного средства с вариатором следует отметить несколько моментов. Для буксировки транспортного средства, оборудованного бесступенчатой ​​трансмиссией, под ведущими колесами буксируемого транспортного средства должна быть установлена ​​буксирная тележка.

Никогда не буксируйте автомобиль с передним приводом с вариатором и с передними колесами на земле или четырьмя колесами на земле. Если вам необходимо буксировать автомобиль, оборудованный вариатором, сзади, то спереди на земле, используйте буксирные тележки под передними колесами. Невыполнение этого требования может привести к серьезным, дорогостоящим повреждениям вашего автомобиля.

Никогда не буксируйте полноприводные модели CVT, такие как Murano, с любой парой колес на земле. Это может привести к серьезным дорогостоящим повреждениям

Чем отличается вариатор от «автомата» и «робота»

При покупке авто даже опытный автомобилист не всегда сможет разобраться, какая коробка передач в нём установлена. Приводим советы, как отличить АКПП, CVT и «робота» визуально. Советуем вам почитать о том, как устроена секвентальная коробка передач. Найти отличия между автоматической и вариаторной коробкой передач при посадке в салон авто невозможно. И та и другая выглядят идентично: один рычаг управления, одинаковое обозначение режимов. Существует 4 основных признака, по которым можно определить тип КП: Количество режимов. Вариаторы могут содержать меньшее количество режимов — обычно 4: «P», «N», «D», «R». В современных «автоматах» присутствуют ещё и дополнительные. Указание типа КП рядом с маркой автомобиля. Чтобы разобраться, какая же всё-таки КП установлена в машине, следует осмотреть её снаружи сзади. Большинство производителей около обозначения марки и модели сообщают и тип трансмиссии — «AT» или «CVT». Разница в «поведении» транспорта в ходе езды. У авто с АКПП будут присутствовать рывки и толчки. У транспортных средств с вариатором их не будет. Кроме того, у последних будут слышны щелчки в коробке. Разное «поведение» машины при подъёме на горку. Если при движении под гору затормозить и отпустить педаль газа, автомобиль с АКПП будет плавно двигаться вперёд без отката назад. Автос вариатором сделает откат назад и не будет осуществлять движение вперёд на холостых оборотах. При отсутствии возможности воспользоваться вышеперечисленными способами за информацией о типе трансмиссии следует обратиться: к добросовестному продавцу, к опытному автослесарю, к сопроводительной документации авто. 

Вариатор, робот или автомат: что выбрать?

Робот – лучший выбор для тех, кто хочет получить преимущества механики и управляемость АКПП.

Автомат – отличный и проверенный временем вариант. У таких автомобилей нет проблем с ремонтом, да и стоимость их ниже, однако при переключении передач на некоторых моделях все еще могут наблюдаться толчки или пробуксовки.

Вариатор – оптимальный выбор, если вы хотите получить хорошую управляемость, оптимальный расход топлива и максимальную оптимизацию. Однако такие автомобили все еще недостаточно распространены в России и, следовательно, имеются сложности при их ремонте (высокая цена расходников и трудности с поиском мастера).

Как видите, объективно самого лучшего варианта не существует, однако, вариатор имеет большие перспективы в развитии и поэтому можно обратить внимание на автомобиль именно с такой КПП.

Устройство тороидального вариатора

В отличие клиноременной конструкции, вариатор тороидального типа состоит из двух дисков, выполненных в виде вогнутых криволинейных поверхностей. Вращение от ведущего элемента на ведомый передается при помощи специального ролика скользящего действия. При его наклоне и перемещении к наружному диаметру ведомого диска происходит увеличение передаточного числа. Соответственно, при наклоне ролика в противоположную сторону и смещении к центру диска, передаточное отношение вариатора снижается.

Схема устройства и принципа действия тороидального вариатора:

Принцип работы клиноременной КПП - фотография 35 - изображение 35

 

Основные требования к тороидальным вариаторам: высокий коэффициент полезного действия, длительный срок эксплуатации. Чтобы обеспечить выполнение поставленных задач, при изготовлении элементов вариатора используются дорогостоящие материалы, современные технологии.

Тороидальные вариаторы отличаются относительной простотой, однако, такие вариаторы редко применяются в современном автопроизводстве. Это объясняется следующими факторами:

  • повышенная требовательность к точности изготовления рабочих элементов;
  • прочности поверхностного слоя сопрягаемых дисков и роликов;
  • использование дорогих технологий при изготовлении узлов и деталей;
  • сложность настроек;
  • высокая стоимость специальных смазочных материалов.

Как работает тороидальный вариатор

Глядя на схему тороидального устройства, может показаться, что оно не относится к механизмам вариаторного типа. Здесь отсутствует ременная передача, шкивы не перемещаются относительно друг друга (не сходятся и не расходятся), валы стоят неподвижно. Но, если проанализировать принцип действия данного механизма, получается, что он очень похож на классический вариатор:

  1. Ведущий диск вариатора прочно сидит на выходном валу двигателя внутреннего сгорания.
  2. Ведомый – передает вращение на приводной вал главной передачи.
  3. Ролики передают момент вращения от силового агрегата на ведомый диск.
  4. Передаточное число изменяется, в зависимости от угла наклона роликов и места контакта с дисками.

Благодаря двум степеням свободы, ролики вариатора могут крутиться вокруг своей оси, а также совершать наклоны в вертикальном направлении. В результате происходит их контакт с дисками на различных уровнях.

Регулятор давления топлива:описание,фото,назначение,устройство

Выхлопная система: описание,фото,назначение,тюнинг

Датчики давления в шинах: комфорт или мука?

Как правильно использовать турбокомпрессор?

Принцип действия вариатора. Вариатор: устройство и принцип действия

Устройство клиноременной коробки CVT - фото 36 - изображение 36

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

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

Как правильно пользоваться вариатором - изображение 37 - изображение 37

Принцип действия вариатора предусматривает эффективную синхронизацию с коленчатым валом, и передача момента происходит беспрерывно, что дает возможность существенно экономить расход топлива. Трансмиссии такого типа могут применяться на автомобилях, мотоциклах, мотороллерах, но КПП испытывает такую нагрузку, не позволяющую ее установку на грузовом автотранспорте. В данной статье будет рассмотрено: вариатор, вариаторная коробка передач, устройство, принцип работы.

Конструкция

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

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

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

Вариатор - принцип действия, типы вариаторов

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

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

Коробка вариатор плюсы и минусы - фотография 38 - изображение 38

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

Одни из первых таких трансмиссий часто выходили из строя по вине выработки ремня. Современное автомобилестроение производит ременные передачи по инновационным технологиям, обеспечивающим ресурс работы до 2000000 пройденных километров. Изготавливают ремни путем плетения специальной проволоки, набора и скрепления между собой стальных пластин. При этом такая передача обладает хорошей гибкостью. Именно эти технические решения позволили отнести такую КПП в разряд отдельных типов трансмиссий.

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

Как это работает?

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

Водитель управляет трансмиссией рычагом, имеющим комплекс функций аналогичных автоматической коробке передач. Электроника с помощью вычислений делает диаметр шкивов, отвечающий наивысшему КПД. Когда обороты на выходе с мотора возрастают, то конусные диски сближаются и происходит возрастание посадочного диаметра шкива. Параллельно снижается значение передаточного числа. Причем существует система, отвечающая за синхронность движения конусных частей. Их положение и зазоры контролирует датчик-регулятор.

Как правильно буксировать на вариаторе - фотография 39 - изображение 39

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

Поведение трансмиссии при разгоне и движении на подъем

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

Чем отличается вариатор от «автомата» и «робота» - фотография 40 - изображение 40

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

Техническое обслуживание

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

Вариатор, робот или автомат: что выбрать? - изображение 41 - изображение 41

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

Нужен ли прогрев двигателя при старте движения?

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

Устройство тороидального вариатора - изображение 42 - изображение 42

Это объясняется необходимостью нагрева смазочной жидкости и доставки ее ко всем узлам и агрегатам. Если смазка не будет подана к некоторым деталям – это повысит износ, и ускорит надобность ремонта. Также нужно периодически поглядывать за уровнем трансмиссионного масла. Только после проведения процедуры прогрева можно начинать движение. Для отсутствия перегрузок и неисправностей стоит отказаться от буксирования автомобилей и езды по дорогам, находящихся в неудовлетворительном состоянии.

Вариатор (сцепление) - принцип действия, устройство

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

Как работает тороидальный вариатор - фотография 43 - изображение 43

После этого вращение будет передано на колеса.

Положительные аспекты

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

Что такое вариатор? Принцип работы вариатора

Принцип действия вариатора. Вариатор: устройство и принцип действия - фотография 44 - изображение 44

Что такое вариатор? Принцип работы вариатора Вариатор - это бесступенчатая трансмиссия с внешним управлением, которая позволяет автоматически плавно изменять передаточное число, выбирая наиболее оптимальное согласно внешней нагрузке и оборотам двигателя, тем самым давая возможность максимально эффективно использовать его мощность. В технике существует множество различных конструкций такого типа, но на автомобиле получили распространение два вида вариаторов: клиноременной и тороидный. Клиноременный вариатор как тип трансмиссии известен давно. Его главные детали - два раздвижных шкива и соединяющий их ремень, в сечении имеющий трапецеидальную форму. Если половинки ведущего шкива сдвинуть, они вытолкнут ремень, словно попавший между ними клин (отсюда и название "клиноременный"), наружу - радиус шкива, по которому работает ремень увеличится, следовательно, увеличится и передаточное отношение. А если половинки ведомого шкива, наоборот, раздвинуть, то ремень провалится внутрь и будет работать по меньшему радиусу - передаточное отношение уменьшится. Если оба шкива будут в промежуточном положении, то передача станет прямой. Устройство и принцип работы вариатора Клиноременной вариатор состоит из нескольких (как правило, одной- двух) ременных передач, где шкивы образованы коническими дисками, за счет сдвигания и раздвигания которых изменяются диаметр шкивов и, соответственно, передаточное число. Разные фирмы разработали каждая свою конструкцию клиноременного вариатора, так на Audi в трансмиссии Multitronic вместо ремня применяют цепь, а Honda ставит набранный из металлических пластин ремень, но принцип от этого не меняется. Для трогания автомобиля с места используются обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков. Начнем с самого простого. Почему клиновидный ремень? Ремень в разрезе имеет трапециевидную форму и "вклинивается" в шкив только своими боковыми поверхностями. При износе этих поверхностей, благодаря своей форме, он врезается глубже в шкив и все равно остается в хорошей сцепке с ним. Как изменяется передаточное число? Устройство ведущего шкива (ведущий шкив вращается коленвалом) таково, что его щеки при воздействии центробежных сил плавно сжимаются и выталкивают клиновидный ремень все дальше и дальше от центра шкива. Ведомый же шкив при этом наоборот, разжимается, и ремень на нем плавно утопает все ближе и ближе к центру шкива. Чем больше обороты двигателя - тем больше сжимается ведущий шкив и разжимается ведомый, тем самым меняя передаточное число от коленвала к заднему колесу. Этот процесс хорошо виден на рисунках,прикрепленных к посту. Иначе устроен тороидный вариатор, который состоит из соосных дисков и роликов, передающих момент от одного диска к другому. Для изменения передаточного числа меняются положение роликов и их радиусы, по которым ролики обкатывают диски. И поскольку все усилие сосредоточено в пятне контакта, то для поворота роликов должны использоваться особые устройства, способные преодолевать силу прижатия ролика к диску. Так в ниссановском вариаторе Extroid применена специальная система, где управляемый электроникой прецизионный гидравлический механизм перемещает обоймы с роликами вверх или вниз на микроскопическую величину, а далее, из-за возникшего сдвига относительно оси дисков, ролик поворачивается сам. Между прочим, принцип устройства под названием “вариатор” не нов - мысли о бесступенчатой трансмиссии стали посещать конструкторов практически сразу с началом применения поршневых ДВС на транспорте. Современное же развитие электроники и технологии материалов дало возможности усовершенствовать (остающиеся, однако, в принципе своем неизменными) конструкции вариаторов, и сейчас наблюдается, по-видимому, начало самого широкого распространения таких трансмиссий на автотранспорте. Тем не менее вариаторы пока что не избавились от некоторых своих весьма существенных проблем. Так, очевидно, что самыми конструктивно слабыми местами существующих сегодня автомобильных вариаторов являются: для клиноременного эти самые ремни, а для тороидного - пятно контакта диска и ролика, где сила давления достигает 10 тонн. Поэтому здесь применяются специальные высокотехнологичные материалы, что делает надежность вариаторов достаточно высокой, близкой к надежности гидромеханических “автоматов”, но все же из-за нагрузок на ремень или пятно контакта вариаторы пока не могут “тянуть грузы”, а также работать с двигателями большой мощности. На сегодняшний день рекордом для клиноременного вариатора оказывается 220 л.с. и 300 Нм, которые развивает V-образный 6-цилиндровый мотор Audi A6, “воспринятый” трансмиссией Multitronic, а для тороидного - “переваренный” Extroid (3-литровый двигатель Nissan Gloria и Cedric), развивающий 240 л.с. и 310 Нм. Однако если для грузовиков вариаторы до сих пор непригодны, то для легковых автомобилей весьма приемлемы, и здесь у бесступенчатых трансмиссий, очевидно, большое будущее, тем более что и технологии материалов не стоят на месте. Если сравнить динамические характеристики многих автомобилей, оснащаемых вариатором, может возникнуть недоумение - почему на одной и той же модели автомобиля разгон с вариатором происходит медленнее, чем с механической коробкой, ибо должно быть наоборот, раз вариатор лучше использует мощность двигателя? Все дело в привычке - многие клиенты были очень недовольны, что машина с вариатором “все время ноет на одной ноте”. Большинство же водителей привыкли к знакомому нарастающему шуму мотора, и многие фирмы идут клиентам навстречу, специально настраивая электронный блок управления трансмиссией. На самом же деле при нормальной настройке блока разгон, конечно, происходит быстрее. В заключение отметим, что вариаторы является куда более совершенным типом трансмиссии по сравнению с традиционными автоматическими коробками передач. Совершенство проявляется в более лучшей динамике разгона, меньшем расходе топлива, более плавной езде у автомобилей оснащённых клиноременными вариаторами. И в тоже время, вариаторы проще по конструкции, чем традиционные "автоматы". Думается, что в недалёком будущем автомобили оснащённые вариаторами полностью вытеснят машины, оснащённые обычными "автоматами" и сильно потеснят машины с "механикой"

Вариатор

Конструкция - фото 45 - изображение 45

Вариатором называют фрикционную бесступенчатую механическую передачу, обеспечивающую бесступенчатое, плавное изменение угловой скорости ведомого вала при постоянной скорости ведущего вала. Содержание:

  • Типы вариаторов
    • Лобовой вариатор
    • Вариатор с раздвижными конусами
    • Вариатор с постоянными конусами и промежуточным диском
    • Торовый вариатор
    • Двухступенчатые вариаторы
  • Применение вариаторов
  • Надежность вариаторов
    • Ресурс ремня вариатора
    • Масло для вариатора

Вариатор - принцип действия, типы вариаторов - фото 46 - изображение 46

Вид сбоку Изометрия Вид спереди

Типы вариаторов

Передача вращающего момента в вариаторах происходит за счет сил трения - независимо от типа конструкции, регулирование передаточного отношения, как правило осуществляется путем переноса точек контакта элементов передачи. Рассмотрим несколько основных конструктивных схем вариаторов.

Лобовой вариатор

Принципиальная схема вариатора с перекрещивающимися валами (или лобового) показана на рисунке.

Как это работает? - фото 47 - изображение 47

Ось ведомого вала перпендикулярна оси ведущего. На ведущем валу закреплен диск. Каток с фрикционными накладками установлен на шлицах ведомого вала. Получается, что каток может линейно перемещаться вдоль оси ведомого вала. Если каток вариатора прижат диску то вращение будет передаваться от ведущего вала к ведомому. Причем соотношение скоростей в вращающих моментов будет зависеть от расположения точки касания.

Чем ближе эта точка к центру тем медленнее будет вращаться выходной вал, и тем выше будет вращающий момент на нем.

n1*X=n2r

  • где n1 - частота вращения ведущего вала
  • n2 - частота вращения ведомого вала
  • X - расстояния от центра ведущего диска до точки касания
  • r - радиус ведомого катка

Передаточное отношение вариатора (отношение, угловых скоростей, частот вращения, моментов) можно вычислить по формуле:

i=n1/n2=r/x

Диапазон регулирования лобового вариатора определяется минимальным и максимальным значением Х:

D=imax/imin=Xmax/Xmin

Представленная конструкция вариатора позволяет реализовать изменять и направление вращения ведомого вала. Если точку касания диска переместить в противоположную сторону от центра ведущего диска, то направление вращения ведомого вала изменится.

Вариатор с раздвижными конусами

Вариаторы этого типа получили широкое применяют в трансмиссиях автомобилей, мотоциклов, станков. Устройство вариатора с раздвижными конусами показано на рисунке.

Поведение трансмиссии при разгоне и движении на подъем - фотография 48 - изображение 48

Валы установлены в корпусе на подшипниках. Оси вращения ведущего и ведомого валов расположены параллельно.

На ведомом и ведущем валу расположены конические диски, которые могут перемещаться вдоль осей вращения.

Между дисками зажат стальное или армированное резиновый ремень. При вращении ведущего вала, вращение через ремень передается ведущему валу.

Получается, что диски образуют два шкива, между которыми расположен ремень, благодаря конструкции рабочий диаметр шкивов может изменяться, а значит будет меняться и передаточное отношение.

Отношение частот вращения валов вариатора будет зависеть от расположения точек касания дисков и конуса.

Чем дальше точка касания от оси вращения ведущего вала, и чем ближе к оси вращения ведомого, тем выше будет частота вращения ведомого вала.

Передаточное отношения вариатора с раздвижными конусам можно вычислить по формуле:

i=n1/n2=X2/X1

Диапазон регулирования можно вычислить, используя зависимость:

D=imax/imin=(Xmax/Xmin)2

Вариатор с постоянными конусами и промежуточным диском

Устройство вариатора показано на рисунке.

Техническое обслуживание - фотография 49 - изображение 49

На ведомом и ведущем валу вариатора закреплены конические барабаны, между которыми, на оси расположен каток. С помощью винта каток может перемещаться по оси. Пружина позволяет обеспечить надежное прижатие барабанов и катка.

Передаточное отношение вариатора будет зависеть от расположения точки касания катка и барабанов:

i=n1/n2=X2/X1

Диапазон регулирования будут определяться как:

D=imax/imin=(Xmax/Xmin)2

Торовый вариатор

Конструкция торового вариатора показана на рисунке.

Нужен ли прогрев двигателя при старте движения? - изображение 50 - изображение 50

На валах расположены торовые чашки со сферическими поверхностями. Между чашечками установлены ролики, через которые вращающий момент передается от ведомого вала к ведущему.

Регулирование передаточного отношения осуществляется за счет изменения угла наклона роликов. Если ролики перпендикулярны дискам, то передаточное число будет равно 1.

Двухступенчатые вариаторы

Для диапазонов регулирования выше 10 рекомендуется применять двухступенчатые вариаторы, содержащие две фрикционные передачи. Разработаны конструкции с регулированием двух и четырех шкивов. В зависимости от способа перемещения дисков различают:

  • вариаторы с принудительным перемещением двух дисков на ведущем и ведомом валах или на промежуточном валу и с двумя плавающими дисками;

    Вариатор (сцепление) - принцип действия, устройство - фотография 51 - изображение 51

  • с принудительным перемещением двух дисков и с двумя подгруженными дисками;

    Положительные аспекты - изображение 52 - изображение 52

  • с принудительным перемещением четырех дисков.

    Что такое вариатор? Принцип работы вариатора - изображение 53 - изображение 53

КПД двухступенчатых вариаторов с плавающими дисками не составляет 60-85%. Применение схемы с четырьмя принудительно перемещаемыми дисками позволяет повысить КПД вариатора.

Применение вариаторов

Вариаторы используют в качестве бесступенчатой трансмиссии:

  • автомобилей;
  • сельскохозяйственных машин;
  • волочильных станков;
  • прессов;
  • прокатных станов;
  • токарно-винторезных станков;
  • фрезерных станков;
  • текстильных и других станков с намоточными устройствами.

Надежность вариаторов

Основным вектором развития вариаторов является повышение КПД, надежности и ресурса. Одна из главных задач - повышение долговечности ремня, при сохранении должных фрикционных свойств.

Другой важной задачей является поддержание хорошего качества поверхности и геометрии дисков.

Ресурс ремня вариатора

При работе вариатора в ремне возникают циклически изменяющиеся напряжения. Под действием циклического деформирования в элементах ремня необратимые возникают усталостные изменения - появляются микротрещины, надрывы, которые в итоге приводят к разрыву ремня.

Для повышения надежности работы вариатора для производства ремней используются современные износостойкие полимеры, композиционные материалы, применяется армирование, также разрабатываются конструкции с металлическими "цепными" ремнями.

Ресурс вариаторов современных автомобилей, по заверениям производителей, может достигать 150 - 200 тысяч километров, при грамотном обслуживании.

Масло для вариатора

Правильное подобранное масло позволяет значительно повысить ресурс и надежность вариатора.

Вариатор - изображение 54 - изображение 54

Масло, залитое в вариатор должно обеспечивать следующие функции:

  • смазывание поверхостей подвижных деталей;
  • отвод тепла от нагретых элементов;
  • удаление мелких частиц износа из зоны контакта трущихся деталей;
  • предотвращении коррозии металлических поверхностей;
  • сохранять характеристики в широком диапазоне рабочих температур.

Получается, что с одной стороны масло должно смазывать подвижные детали, с другой - не допускается проскальзывания ремня. Добиться этого помогает специальное масло низкой вязкости с присадками, отличающееся, от того, что заливают в в редукторы, коробки передач и т.д.

Важным фактротом надежности вариатора является и своевременная замена масла. На современных автомобилях масло в вариаторе рекомендуется менять не реже, чем каждые 30 тысяч километров пробега.

8 вещей, которых вы не знали о вариаторе

Типы вариаторов - фото 55 - изображение 55

Статья о вариаторной коробке передач — ее особенности, плюсы и минусы, советы и рекомендации по использованию. В конце статьи — видео о вариаторе.

Применение вариаторов - изображение 56 - изображение 56

Содержание статьи:

  • Особенности вариаторной езды
  • Плюсы и минусы вариатора
  • О масле
  • Инструкция по работе вариатора
  • Не нужно сильно нагружать
  • Бездорожье — это плохо
  • Нельзя буксировать
  • Смотрите на датчики
  • Видео о вариаторе

Бесступенчатая трансмиссия, в простонародье именуемая вариатором, впервые была применена еще в конце 50-ых годов. Но удачным этот опыт назвать было никак нельзя, поэтому о вариаторе на некоторое время забыли. Но в 90-х о нем вспомнили снова, и на этот раз эта идея получила широкое распространение.

Устройство бесступенчатой трансмиссии — идеал простоты.Принцип действия также особой сложностью не отличается. Существуют клиноременные и клиноцепные вариаторы.

Каких сюрпризов можно от них ожидать? Ответ в этой статье. Здесь речь будет идти о восьми вещах, которые нужно знать в вариаторе.

1. Особенности вариаторной езды

Надежность вариаторов - изображение 57 - изображение 57

Вариаторная коробка передач обозначается латинской аббревиатурой CVT. По своим функциональным возможностям она мало чем отличается от прочих КПП, но принцип работы у них совершенно разный. Толчков при смене передач не ощущается.

Это происходит потому, что диаметральная плоскость ведомого и ведущего дисков откорректирована, и разгон машины происходит плавно, без толчков. Водителю нет необходимости отвлекаться на переключение скоростного режима. Благодаря автоматической системе время разгона сокращается, горючее расходуется более экономно. Наиболее оптимальный режим двигательной системы также выбирается автоматически.

При использовании вариатора не будет слышно шума даже при очень большой степени нагрузки на двигатель.Даже в случае полного "утопления" акселератора звук, который обычно издают спорткары, водитель не услышит. Лишняя нагрузка на агрегат убирается при помощи умной электронной системы.

2. Плюсы и минусы вариатора

8 вещей, которых вы не знали о вариаторе - фото 58 - изображение 58

От механических КПП использование автомобилей с CVT выгодно отличается некоторыми моментами.

К явным плюсам вариаторной коробки передач можно отнести следующие:

  • Автомобиль с вариатором очень быстро набирает скорость;
  • Машина разгоняется плавно, без рывков;
  • Находясь в пробке или при скатывании на склоне, машина глохнуть не будет;
  • Не слышно шума даже при езде на больших оборотах;
  • Использование вариатора — это серьезная экономия топлива;
  • Бесступенчатая трансмиссия намного безопаснее для экологии, чем ее механические аналоги.

Но не обошлось здесь и без минусов, которые могут причинить водителю множество самых разных хлопот:

  • Машины с вариаторами не могут долго ехать на повышенных оборотах;
  • Вариаторная коробка требует постоянного ухода. В ней требуется часто производить замену масла и масляных фильтров — через 30 000 км, как минимум;
  • Чтобы работа передачи была корректной, вариаторы следует заполнять специальной жидкостью, которую также периодически следует менять. А стоит она совсем недешево, и найти ее тоже непросто;
  • Вариатор может выйти из строя, если водитель часто практикует резкое торможение;
  • Установка вариатора возможна только на машины, мощность которых не превышает 220 л.с.;
  • Ремонт автоматики будет стоить гораздо дороже. Ситуация осложняется еще и тем, что в наших сервисных центрах нечасто встретишь настоящих специалистов, разбирающихся в устройстве вариаторов;
  • Даже при выходе из строя одного из датчиков может пострадать вся КПП.

3. О масле

1. Особенности вариаторной езды - фотография 59 - изображение 59

Автовладелец обязательно должен следить за состоянием машинного масла. Эта аксиома приобретает еще больший смысл, когда речь идет о бесступенчатой трансмиссии. Вариатор очень чувствителен к рабочему объему масла и к другим его спецификациям — частая замена жидкости здесь будет просто необходима.

Масло в CVT предназначено для смазывания трущихся частей. Еще одна его функция — предотвращение проскальзывания. При всей экзотичности масла для бесступенчатой трансмиссии стоит оно недорого.Вся информация о масле, которое следует использовать в автоматической КПП, находится в документации автомобиля. Кстати, менять масло в коробке со специальными характеристиками еще нужно уметь. Если данный аспект будет все время игнорироваться, то это обязательно станет причиной поломки, стоимость устранения которой не порадует автовладельца.

Масло для использования в вариаторе надо подбирать. Если информацию о необходимом расходнике найти не удастся, следует обратиться за помощью специалистов в один из сервисных центров. Пренебрежение этому совету может привести к серьезным поломкам КПП.

Полную замену масла рекомендуется осуществлять после 60 000 км пробега. Конечно, эти данные могут меняться в плюс или минус в зависимости от нескольких факторов. Речь идет о производителе и условиях эксплуатации автомобиля. Если говорить о российских условиях, то здесь можно говорить об уменьшении срока до 30 000 км.

4. Инструкция по работе вариатора

2. Плюсы и минусы вариатора - фотография 60 - изображение 60

На ручку переключения МКПП нанесены буквенные обозначения. Вот что означают данные литеры:

  • P — режим парковки. Рукоять ставится в данное положение при длительной стоянке автомобиля. В этом же положении рычаг должен находиться и при зажигании;
  • D — эта литера означает движение;
  • N — это нечто вроде нейтралки. Рычаг должен находиться в этом положении во время осуществления парковки на наклонной местности;
  • L — движение на повышенных оборотах и при торможение мотором. Это положение рукоять должна принимать во время езды по бездорожью, под горку или во время езды с прицепом.

В некоторых марках автомобилей используются еще следующие позиции и режимы:

  • S — спортивный. Мотор работает на максимальных оборотах;
  • E — экономичный. В этом положении горючее будет расходоваться по минимуму.

5. Не нужно сильно нагружать

3. О масле - фотография 61 - изображение 61

При использовании автомобиля с вариатором крайне не рекомендуется резко повышать нагрузки — повышение должно быть только плавным, иначе визита на СТО избежать не получится. Это существенный минус данного механизма, и эта проблема до сих пор остается нерешенной. На холоде вариатор обязательно нужно прогревать, так как остывшее масло будет очень плохо расходиться по системе, из-за чего некоторые детали могут остаться без смазывания.

Устройство вариатора значительно отличается от устройства других КПП, поэтому и прогревать его нужно по-особенному. Прогрев по типу механической коробки в этом случае не подойдет.Проделывать эту операцию нужно следующим образом: автомобиль на некоторое время ставится на "нейтралку" (хватит и 4-5 секунд). Это поможет слегка прогреть сцепление. Трогаться можно только тогда, когда машина будет полностью прогрета. В этот момент еще не произошел полный прогрев всех элементов КПП, поэтому еще как минимум километр после начала движения резко повышать скорость не стоит. Пускай при этом расход топлива будет немного завышен, зато водитель сможет сэкономить на замене КПП, ведь вариаторная модель — достаточно капризная штука и легко может сломаться при некорректной эксплуатации.

Время прогрева коробки напрямую зависит от температуры воздуха — чем она ниже, тем дольше следует осуществлять прогрев. Специалисты рекомендуют вообще не эксплуатировать автомобили с МКПП, когда температура понижается до минус 35 градусов. Но не всегда это возможно. Если случилось отправиться в поездку на морозе, то прогревать его нужно не менее получаса, а сама езда должна происходить в щадящем режиме.

Как известно, в Финляндии почти всегда холодно, наверное поэтому именно там был изобретен альтернативный способ прогрева машин с МКПП. Там некоторые модели автомобилей снабжаются специальными штепсельными вилками, посредством которых происходит их соединение с электрической сетью. Таким образом происходит быстрое прогревание автомобиля. У таких машин имеются характерные вырезы на бамперах.

6. Бездорожье — это плохо

4. Инструкция по работе вариатора - изображение 62 - изображение 62

Машины с вариаторами лучше эксплуатировать на трассе — на бездорожье делать это нежелательно. Конечно, есть и внедорожники с CVT, но специалистами они причисляются к классу паркетингов. Машины с бесступенчатыми коробками хорошо себя покажут в условиях города, по полям и весям рассекать на них не рекомендуется.

Это не просто слова, ведь вариатор может получить значительные повреждения, если автомобиль наедет на ухаб или попадет в яму. Не рекомендованы ему и прочие неровности дорожного покрытия. Такие приключения могут быть чреваты самыми серьезными последствиями для автомобилей с вариаторной коробкой.

7. Нельзя буксировать

5. Не нужно сильно нагружать - изображение 63 - изображение 63

Агрегат может получить серьезные повреждения, если автомобиль с CVT будет буксировать другое транспортное средство. Кстати, при пробуксовывании также возможно возникновение определенных проблем.

В инструкции по эксплуатации автомобиля предусмотрен вариант буксировки другого автомобиля. Если обойтись без этого не получится, то буксировку следует осуществлять в точном соответствии с инструкцией. Но даже в этом случае полностью вариант возникновения поломок исключать нельзя. Особенно это касается автомобилей, имеющих значительный пробег.

В силу приведенных выше причин буксировать другой автомобиль машиной с CVT крайне не рекомендуется. Здесь опять же нужно заглянуть в техпаспорт. Там есть вся информация, касающаяся веса транспортируемого автомобиля.Пробуксовка также может быть опасной. Если машина застряла в грязи, лучше оставить попытки выбраться самостоятельно, иначе это может привести к износу шлицевых соединений. Ресурс шестеренок также будет значительно сокращен. А ведь ремонт данного узла может сильно ударить по карману.

8. Смотрите на датчики

6. Бездорожье — это плохо - изображение 64 - изображение 64

Контрольные устройства всегда должны находиться в исправном состоянии — нужно постоянно заниматься их отслеживанием. Если один из датчиков перестанет нормально функционировать, это обязательно скажется на работе всего узла.

При повреждении скоростного датчика ремень трансмиссии устанавливается в среднее положение, что приводит к экстренному торможению двигателя. При этом ремень может сильно деформироваться. Привод может даже порваться, если движение будет осуществляться на завышенной скорости. CVT прослужит дольше, если обороты будут несколько снижены.

Для желающих купить авто с пробегом есть одно правило: нужно вовремя менять датчик скоростного режима. Следует покупать только оригинальные версии приборов и у проверенных дилеров. Также нужно поступать и со всеми остальными датчиками. При первой необходимости их следует менять.

Резюмируя вышесказанное, можно констатировать:

  • Лихачество обязательно приведет к снижению срока службы вариаторной коробки;
  • Поездки за чертой города следует ограничить;
  • Непрогретый автомобиль — возможная причина поломки;
  • Обязательно нужно следить за уровнем масла;
  • Состояние контролирующих приборов также нужно отслеживать.

Манера вождения автолюбителя и состояние, в котором находятся дороги в определенном регионе — все это основные факторы, влияющие на решение о приобретении автомобиля с CVT.

Возможно, указанные здесь риски, кому-то покажутся преувеличенными — некоторые водители говорят, что они эксплуатируют машины с CVT без ограничений, но все же лучше соблюдать определенные правила, чтобы не пришлось тратиться на ремонт.

Видео о вариаторе:

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 195)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты