Вариатор: что это такое? Разберемся
Благодаря постоянной работе двигателя в зоне оптимальных оборотов достигается повышенная экономичность, более качественная динамика работы, снижение уровня токсичных выхлопов. Тут передаточное отношение плавно изменяется, а не ступенчато, поэтому такие автомобили характеризуются плавностью хода. Срок службы узлов трансмиссии увеличивается за счет отсутствия рывков во время переключения передач, именно этим и характеризуется вариатор. Что это такое и для чего он предназначен? Это устройство малого веса, простой конструкции, а также достаточной надежности. Как и автоматические коробки передач, он предназначен для избавления водителя от необходимости переключения.
Существует бесконечное количество допустимых режимов при движении автомобиля. Оптимальная работа двигателя может быть обеспечена лишь в том случае, если число ступеней в коробке передач тоже будет бесконечным. В таком случае уместно использовать вариатор. Что это такое? Это единственный на данный момент вид КПП, который позволяет осуществлять бесступенчатое трансформирование передаточного отношения между трансмиссией и двигателем. Это означает, что каждый режим работы автомобиля может работать с наиболее эффективным значением передаточного отношения, а не усредненного, как в других вариантах трансмиссий.
Вариатор (CVT) – много плюсов и один недостаток
CVT – это сокращение от английского Continuously Variable Transmission , что означает бесступенчатая коробка передач. Вариатор — во многих отношениях трансмиссия необычная. Вместо классических зубчатых колес здесь используется стальной ремень или цепь, которая движется между двумя парами конических колес, образующих шкив.
Колеса установлены парой на входных и выходных валах. Каждая коническая пара может сближаться друг с другом или расходиться, благодаря чему бесступенчато меняется радиус шкива, и достигается плавное изменение передаточного отношения. При этом крутящий момент непрерывно передается от двигателя к колесам.
Вариатор (вариаторная коробка передач): что это такое, принцип работы
- Радиатор. На вариаторной коробке передач он ОБЯЗАТЕЛЕН! Запомните, эта трансмиссия очень быстро перегревается при пробуксовках и высоких нагрузках, поэтому чтобы охладить масло, нужен внешний радиаторный блок. Некоторые на паркетниках которые любят лазить в грязи и буксовать (например Mitsubishi Outlander) ставят дополнительные радиаторы, чтобы убрать излишний нагрев
После того как скорость вырастает, передаточное число должно изменяется в меньшую сторону – это нужно для того чтобы снизить тяговое усилие, но увеличить обороты на ведомом валу. Происходит все наоборот – конусы ведущего шкива начинают сходиться (диаметр растет), а ведомого – расходиться (убавляется).
Вариативная трансмиссия или автоматическая коробка переключения передач — все “за” и “против”
Динамика вариатора существенно выше, чем у автомата. Благодаря наличию большого количества передач, двигателем потребляется минимальное количество бензина. Экономичность в сочетании с высокими динамическими характеристиками превращают вариативную коробку в хорошую альтернативу стандартной АКПП.
Отличие вариатора от автомата — в конструкции и эксплуатационных характеристиках. Вариаторная коробка работает без переключения передач. В механизме передаточное число передают два конусных шкива (ведомый и ведущий). Они располагаются друг напротив друга и соединяются с помощью металлического трапециевидного ремня.
Чем вариатор отличается от автомата, что из них лучше
Принцип работы клиноременного вариатора обеспечивает непрерывность передачи потока мощности и позволяет создать оптимальные условия для работы двигателя. Так, при наборе скорости или, напротив, сбросе силовой агрегат автомобиля получает возможность работать при постоянных оборотах. Тем самым достигается заметная экономия топлива, снижается его износ и как следствие увеличивается ресурс.
- Механизм, выполняющий функции сцепления, обеспечивающий трансмиссии состояние аналогичное нейтральной передаче КПП.
- Вариатор.
- Устройство для реверса, изменяющее направления вращения на противоположное.
- Процессор с исполнительным механизмом, управляющий работой вариатора.
Сообщества › Всё об АКПП › Блог › Что такое вариатор? Принцип работы вариатора
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.
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.
Вариатор: что это, как работает и чем хорош вариатор
Внедрение новых материалов делает вариаторы еще более надежными и эффективными. Одним из наиболее важных достижений была разработка и создание металлических «клиновидных» ремней для подключения шкивов в качестве замены резиновым ремням и цепям. Эти гибкие ремни состоят из нескольких (обычно от 9 до 15) тонких полос из стали, которые все вместе составляют высокопрочный состав.
Ну и, конечно же, работу вариатора очень сложно себе представить без отточенной работы бортового компьютера, который обеспечивает изменение положения шкивов в зависимости от нагрузки и скорости автомобиля. Таким образом, вариатор состоит из различных микропроцессоров и датчиков, но три компонента, описанные выше, являются ключевыми элементами, которые составляют «сердце» технологии работы вариатора.
Как устроен и работает бесступенчатый вариатор
Когда ролик меняет свое положение относительно поперечной плоскости, происходит изменение передаточного числа в ту или иную сторону. При горизонтальном положении ролика ведомое колесо будет вращаться со скоростью, равной скорости вращения ведущего колеса. Но стоит ролику повернуться, происходит немедленное изменение скорости вращения ведомого колеса относительно ведущего. Поскольку в пятне контакта ролика и поверхности колеса возникает довольно серьезное усилие, разработчики вариатора предусмотрели использование специальных устройств, способствующих преодолению притяжения ролика к поверхности колеса. К примеру, тороидальная система Extroid, применяемая на многих моделях автомобилей Nissan, оснащается специальным устройством, работающим под управлением электроники. Благодаря такому устройству прецизионный гидромеханизм меняет расположение узла с роликами на микроскопическую величину в вертикальной плоскости. Сдвиг, производимый относительно оси колес, провоцирует самостоятельный поворот ролика.
- несмотря на надежность конструкции современных вариаторов, эти коробки по-прежнему не могут устанавливаться на машинах, оснащаемых моторами с максимальной мощностью более 200 лошадиных сил. Таким образом, большинству современных внедорожников и больших седанов данный вид трансмиссии «противопоказан». Это объясняется наличием у вариатора «слабых мест», каковыми являются ремень в клиноременном агрегате и ролик с колесами в тороидальных механизмах;
- трансмиссионная жидкость, заливаемая в коробку-вариатор, гораздо дороже аналогичного продукта, используемого для автоматических коробок передач. Кроме того, жидкость, предназначенную для определенной модели автомобиля, нельзя заменить аналогом;
- применение большого количества датчиков делает автомобиль чувствительным к внезапным перебоям в бортовой электронике. Исчезновение контакта или выход из строя какого-либо элемента нередко заканчиваются аварийной остановкой машины;
- неразвитость сети сервисного обслуживания коробок-вариаторов обусловила высокую стоимость их ремонта. Отсутствие квалифицированных кадров, а также дороговизна и редкость запчастей являются явным сдерживающим фактором.
Вариатор или автомат
Однако рассмотрев достоинства вариатора, не указав его недостатков, было бы нечестным по отношению к автоматическим коробкам передач и «механике», поэтому представляю вашему вниманию ряд недостатков, которыми к сожалению обладает это устройство:
Некоторые требовательные автомобилисты осуждают вариатор за постоянное ровное, так сказать «жужжание» мотора, присутствующее во всех режимах работы двигателя. Отсутствие спортивного «рыка» во время резкого ускорения также играет не в пользу в вопросе вариатор или автомат. Истинным ценителям не по себе, когда автомобиль, будто и вовсе с нерабочим мотором, начинает стремительно ускоряться. Это, на мой взгляд, нельзя считать полноценным недостатком, поскольку «рычание» несет чисто эстетическое наслаждение и ни в коем случае не влияет на динамические свойства автомобиля.
Вариаторная коробка передач: что это такое
Наибольшее распространение на вариаторных коробках получило гидротрансформаторное сцепление, которое также используется и на автоматических и роботизированных коробках. Но некоторые автопроизводители используют и другие типы сцепления — центробежное, электромагнитное или многодисковое «мокрое».
Одной из основных проблем вариатора – отсутствие реверсного вращения ведомого вала. Поэтому, чтобы решить ее и обеспечить автомобилю возможность движения задним ходом, в конструкцию коробки включена планетарная передача, позволяющая менять направление вращения. Но при этом наличие такого механизма значительно усложняет конструкцию коробки, но и без него не обойтись.