Бесступенчатый вариатор что это

Бесступенчатый вариатор

Главная » Новости

Опубликовано: 28.08.2018

Бесступенчатая работа вариатора

Вариатор представляет собой бесступенчатую автоматическую КПП, т.е. коробку передач без фиксирующихся передаточных коэффициентов, которые есть в механике и автомате. Крутящий момент при передаче от силового агрегата к колесам может быть плавно изменен от минимального до максимального значения.

По конструкции самый простой бесступенчатый вариаторможно описать как два конуса, которые совершают вращающиеся движения и направлены навстречу друг к другу. Крутящий момент передается при помощи ремня, при этом он свободно перемещается вдоль конусов и плавно меняет скорость и мощность крутящего момента, т.е. передаточное число.Вариатор - что это? (плюсы и минусы)

Современные вариаторы по конструкции намного сложнее, но особенностями такой конструкции по-прежнему является то, что нет жесткого соединения между мотором и колесами, подробнее в заметке вариатор или автомат .

Разгон вариатора.

При нахождении отметки скорости на нуле мотор работает на холостых оборотах в 700-900 оборотов в минуту. Если нажать на педаль газа двигатель начнет набирать обороты, при этом почти не трогаясь с места. Когда двигатель наберет обороты, машина начнет ехать с постоянной тягой, без переключения передачи. Программа вариатора определяет самостоятельно необходимость прекращения повышения оборотов и передачу тяги на колеса.

Раньше вариаторы увеличивали обороты двигателя до максимума даже при необходимости немного повысить скорость, что приводило к рычанию автомобиля. В современных бесступенчатых АКПП выпущенных с 2007 года производители исправили данный недостаток.

При плавном нажатии на газ, коробка начинает чуть-чуть поднимать обороты, немного разгоняя автомобиль на пониженных оборотах двигателя. При сильном нажатии на педаль газа обороты становятся в зону оптимального момента. А при нажатии педали в пол, трансмиссия сразу перейдет в максимальную зону оборотов. Таким образом, вариатор позволяет водителю управлять оборотами двигателя, лишь нажимая на педаль акселератора: чем сильнее нажимаешь, тем выше скорость.

Ручной режим.

На вариаторе часто встречается ручной режим переключения передач, что означает возможность переключения на повышенную либо пониженную передачу при помощи ручки. Так как фиксированных передач в такой трансмиссии нет, то ручной режим выполняет эмуляцию такого переключения передач. На панели приборов высветится номер передачи. Но вариатор не позволит довести обороты до красной зоны и наоборот заглохнуть двигателю при малых оборотах. Разгон автомобиля в режиме ручного управления будет хуже, чем с автоматическим переключением.

Достоинства и недостатки вариатора.

Плюсы.

Неплохие показатели разгона для автомобилей со средней мощностью. Экономия топлива по сравнению с автоматической коробкой передач, особенно при движении по трассе и с использованием круиз-контроля. Обеспечение устойчивости автомобиля в экстремальных ситуациях, в частности на скользких участках дороги: благодаря плавному переключению тяги автомобилю обеспечивается постоянное сцепление, что не дает его дестабилизировать. Легкость в управлении машиной: отсутствует постоянное переключение передачи с нажатием сцепления и т.д.

Минусы.

Невозможно резко набрать большую скорость. Вариаторные трансмиссии не работают совместно с двигателями большой мощности, их ставят в комплекте с силовыми агрегатами до 200 лошадиных сил. Отличие в управлении в экстремальных ситуациях от механики и автомата: когда в последних нужно сильно давить на педаль газа, при вариаторе это следует делать с небольшим нажатием. Вариатор не предназначен для спортивной езды, так как спортивные маневры получаются плохо. Дорогостоящий и очень сложный ремонт. Масло, которое заливают в вариаторную коробку переключения передач, является специальным и для каждого вариатора нужно свое масло. Цена его является также дорогой, кроме того такое масло бывает очень сложно его купить.

Кому следует покупать автомобиль с бесступенчатым вариатором?

Конечно, как видно из описания вариатора, такая КПП — не выход для любителей скоростной или спортивной езды, а также для любителей резко стартовать. Для таких автовладельцев предпочтение следует отдать механической либо автоматической КПП. А вот тем, кто ездит по городу или по трассе с соблюдением всех скоростных режимов, экономит топливо и бережет свой автомобиль, а также при всем этом любит легкость в управлении, — как раз и нужно выбирать вариаторную трансмиссию.

Видео.

Рекомендую прочитать:

СVT, вариатор, бесступенчатая коробка передач — что это такое?

CVT, вариаторная трансмиссия и она же бесступенчатая коробка передач является особой разновидностью автоматической коробки передач. Благодаря своей конструкции «вариатор» обеспечивает больший коэффициент полезной мощности, лучшую экономию топлива и более мягкое управление, по сравнению с другими типами коробок-автоматов.

Как управлять автомобилем с бесступенчатой коробкой передач (CVT)

Управляется автомобиль с вариаторной трансмиссией также, как и с любой другой автоматической коробкой передач: отсутствует педаль сцепления и переключение идёт по схеме P-R-N-D-L. Кардинальное отличие CVT только в том, что она не имеет ступеней передач (скоростей), как другие АКПП. Бесступенчатая автомат-коробка понижает или повышает обороты двигателя в зависимости от скорости автомобиля. Вы не услышите от неё характерных для АКПП звуков или ощущений при работе, ведь её задача — регулировать обороты двигателя в изменяющемся скоростном режиме.

Единственное, к чему следует привыкнуть водителям автомобилей, оснащённых CVT, это к ощущениям, что при работе педалью акселератора обороты двигателя нарастают и замедляются с запозданием. Это чувство нормально, так как умная CVT оптимизирует обороты двигателя, а для этого необходим период времени.

Как работает вариаторная автомат-коробка

Есть несколько конструкций вариаторной трансмиссии, но в большинстве автомобилей она использует пару шкивов переменного диаметра в виде противостоящих конусов, между которыми проходит зубчатый ремень или цепь. Один шкив соединён с двигателем (входной шкив), а другой — с ведущими колесами (выходной шкив). Половины этих шкивов являются подвижными. Когда половины этих шкивов приближаются навстречу друг другу, зубчатый ремень или цепь начинают подниматься вверх к большим диаметрам шкивов. Отношение передачи(скорости) напрямую зависит от изменяемого диаметра шкивов, нечто похожее вы можете увидеть на велосипеде: металлическая цепь переходит на какую-либо шестерню со своим диаметром в зависимости от выбранной скорости.

При условии, когда диаметр входного шкива меньше диаметра выходного, получается низкое отношение, которое пригодно для движения на низких оборотах. При ускорении автомобиля, диаметры этих шкивов понижаются, чтобы уменьшить обороты двигателя, так как увеличивается скорость автомобиля. Это похоже на работу обычной механической коробки или автоматической, но если в обычных передачах передаточное отношение изменяется благодаря прямому воздействию на выбор скоростей(передач) от самой низкой до самой высокой, то в коробке CVT передаточное отношение изменяется самостоятельно, в зависимости от оборотов двигателя.

Преимущества бесступенчатой коробки передач

• Двигатели не достигают предельных оборотов на всех скоростях, благодаря системе CVT. Она рассчитывает и поддерживает наиболее высокую полезную работу двигателя, учитывая мощность двигателя, вращающий момент и расход топлива.
• Во время движения водителю не стоит беспокоиться о том, когда надо переключить передачу — система все сделает сама.

Недостатки вариаторной трансмиссии

• Самая большая проблема — адаптация самих водителей к этой системе. Водители не сразу привыкают к необычным шумам при работе двигателя, к работе двигателя на повышенных оборотах, к плавному и одновременно быстрому ускорению.
• Второй минус — автомобиль с вариаторной трансмиссией стоит заметно дороже автомобиля с традиционной АКПП. Это подтвердят автодилеры и услуга оценки автомобиля в Москве ЮАО. За дополнительный комфорт и новейшие технологии, реализованные в автомобиле, приходится переплачивать.
• Не столько минус, сколько важное замечание — вариаторная трансмиссия требует аккуратной эксплуатации и регулярного качественного обслуживания.

При всем своем удобстве, CVT стала более-менее популярной не так давно. Ранние версии вариаторов были ненадежны из-за резиновых ремней. Позже ремни были заменены плоской металлической цепью. Кроме того, для установки вариаторов было ограничение по мощности двигателя (до 100 л.с), так как в случае установки на более мощные двигатели, трансмиссия быстро выходила из строя. И только новейшие технологии позволили создать такие вариаторные трансмиссии, которые можно было установить на мощные двигатели, например, на автомобиль Nissan Maxima с 290 л.с, производитель которого заявляет, что надежность и долговечность его CVT не хуже, чем у обыкновенных передач. Стоит заметить, что CVT используют и другие производители автомобилей — известно, что Audi, Toyota, Mercedes-Benz тоже разработали свои CVT.

Подводя итоги, можно сказать, что бесступенчатая коробка — вариатор — в современном исполнении полным ходом завоевывает поклонников.

Бесступенчатый вариатор: конструкция и особенности работы

Сегодня наряду с другими типами коробок передач в автомобильной технике все больше получают распространение вариаторы. Ввиду своей дешевизны этот тип трансмиссии является достойной альтернативой более дорогим и сложным автоматическим коробкам.

Немного истории

Как это странно не звучит, но вариатор появился более полутора столетий назад. В XIX веке на основе этих механизмов разрабатывали приводы для швейного и прочего производственного оборудования. Спустя немного времени вариаторы стали активно устанавливать на транспортные средства. Но в отличие от мототехники, на автомобилях этот тип трансмиссии длительное время не смог окончательно прижиться из-за его низкого рабочего ресурса, ввиду некоторых конструкционных недоработок. Однако уже в середине ХХ века инженеры большинства автомобильных марок занимались усовершенствованием этой коробки передач, но повысить ее ресурс и решить ряд прочих конструктивных проблем все еще не получалось. Данную проблему удалось решить лишь японским автоконструкторам, которые усовершенствовали вариатор, после чего он начал активно использоваться на большинстве серийных моделей.

В конструкционном плане вариатор представляет собой бесступенчатую систему Continuously Variable Transmission (CVT). Ее особенностями является плавное переключение режимов одновременно с изменением величины передаточного числа. При этом выбор оптимальных параметров работы вариатора осуществляется в автоматическом режиме, после сопоставления крутящего момента двигателя с величиной внешней нагрузки. Отметим, что применение вариаторной трансмиссии в силовой системе автомобиля позволяет максимально использовать и правильно распределить полезную мощность силового агрегата.

Типы и особенности работы вариаторных КПП

В наше время уже каждый серьезный производитель транспортных средств может похвастаться личными наработками, модернизацией и внесением дополнений в вариаторный тип трансмиссии. Все вариаторные коробки переключения передач разделяются на следующие виды:

- вариатор с клиноременной передачей;

- вариатор с тороидальным типом передачи.

Рассмотрим систему, в которой изменение передаточного числа осуществляется посредством клиноременной передачи. Этот довольно простой тип вариатора представлен двумя шкивами с ремнем трапециевидного типа. В свою очередь, по своей конструкции шкивы выполнены в виде дисков-конусов. Это позволяет увеличивать либо уменьшать величину передаточного усилия за счет изменения величины их диаметра при определенном числе оборотов двигателя. Кстати, ремень может быть заменен цепью либо металлическим ремнем из специальных пластин. На качество передачи материал его изготовления абсолютно никакой роли не играет.

Управление шкивами осуществляется при помощи электронной системы, которая представлена сервоприводными датчиками и блоком обработки и исполнения команд. В общих чертах работу системы можно описать так: боковые поверхности трапециевидного ремня взаимодействуют со шкивами. Со временем контактирующие части ремня и шкивов срабатываются, обеспечивая хорошее сцепление. Коленвал двигателя соединен с ведущим шкивом вариатора, который имеет особую конструкцию. То есть, при увеличении скорости вращения коленвала происходит сжатие дисковых «щек» с постепенным перемещением ремня от центра шкива к краю. Вместе с этим, посредством перемещения ведомого шкива осуществляется смещение ремня в центр. Получается, что с изменением скорости вращения коленчатого вала меняются радиусы вращения и величина передаточного числа. Это говорит о том, что такая конструкция вариаторной системы передач позволяет получить не только фиксированное количество и величину передаточных чисел, но и в случае необходимости, дополнительно повысить либо понизить их.

Постоянное натяжение приводного ремня возможно за счет взаимодействия между собой ведущего и ведомого шкивов, которое увеличивается с возрастанием оборотов. Например, при снижении оборотов силового агрегата, когда водитель бросает «газ», внутри CVT происходит процесс противоположный этому.

Вариатор с тороидальным типом передачи усилия имеет принципиально другой принцип действия и устройство. В состав его конструкции включены два сферических колеса, между поверхностями которых располагается специальный ролик. Эти колеса также делятся на ведомое и ведущее. Изменение величины передаточного усилия, возможно благодаря возникающей силе трения между роликом и сферическими колесами.

С изменением положения ролика происходит увеличение либо снижение числа передач. Например, если ролик находится в горизонтальном положении относительно плоскостей колес, они будут вращаться с одинаковой скоростью, но, как только ролик переместиться, скорость ведущего и ведомого колес изменится.

Отметим, что в точках соприкосновения ролика и поверхностей колес возникает достаточно большая сила, которая притягивает ролик к поверхности одного из колес. Поэтому конструкторы тороидального вариатора разработали специальные устройства, которые помогают это преодолеть. Таким примером может послужить применяемая на большинстве транспортных средств марки Nissan инновационная система Extroid. В ней сила притяжения ролика компенсируется при помощи управляемого электроникой гидромеханизма, который изменяет на невидимую глазу величину его пространственное положение. Говоря проще, механизм немного передвигает ролик, препятствуя возникновению силы притяжения.

О плюсах, и о минусах

Если брать во внимание конструкционные особенности и реальные преимущества CVT перед «автоматом», то большинство автомобилистов считают вариатор просто идеальным видом трансмиссии. Но дать окончательный ответ на вопрос: «какой из типов коробок передач сегодня можно назвать идеальным», вряд ли удастся. Подобное сравнение коробок передач можно допустить лишь в определенных рамках (то есть конструкционные особенности, производители, модели). Однако схожие черты и различия все же очевидны.

Среди преимуществ вариатора можно назвать более плавный ход транспортного средства. В момент набора скорости на автомобиле с вариаторным типом трансмиссии, звук его работающего силового агрегата похож на звук электромотора, то есть, можно с уверенностью сказать, что транспортные средства с вариатором работаю практически бесшумно. Вариаторный автомобиль не скатится случайно с уклона и не заглохнет внезапно без особой причины. Если сравнивать одинаковые автомобили с силовыми агрегатами одной мощности, то резвее будет тот, на котором установлен вариатор, ведь заложенный в основу работы автоматической трансмиссии ступенчатый алгоритм, требует несколько большего временного промежутка на переключение диапазонов.

Помимо этого транспортное средство которое оборудовано вариаторной трансмиссией отличается лучшими экономическими и экологическими показателями.

Но все же, этих преимуществ вариатора недостаточно для того, чтобы полностью вытеснить гидромеханику, из-за наличия ряда определенных недостатков, главным из которых является противопоказание к установке вариатора на мощные внедорожники и седаны. Поскольку данный вид трансмиссии идеально работает лишь на транспортных средствах, мощность силового агрегата которых не превышает 200 л.с. Помимо этого, трансмиссионное масло, используемое в вариаторных коробках стоит гораздо дороже масла для «автоматов». Наличие большого количества разнообразных датчиков и сложная система электронного управления процессом переключения передач делают вариатор сложным в обслуживании и ремонте.

Эти видео расскажут о принципе работы вариатора: 

Что такое бесступенчатые передачи вариаторы: вымыслы и действительность

С момента выпуска автомобиля DAF 600 с вариаторной трансмиссией прошло более 30 лет, но идея продолжает развиваться, стремясь обрести техническую изящность. За последнее десятилетие подобный метод переключения передач из экзотики перешел в разряд вполне обычных «автоматов», претерпев в процессе ряд серьезных конструктивных изменений. В серийном производстве присутствует несколько типов вариаторных трансмиссий и этот материал поможет сделать правильный выбор, а также избежать в будущем проблем в их эксплуатации.

Конструкция бесступенчатой коробки переключения передач для автомобиля

Теоретически суть такого агрегата проста – передаточное число меняется плавно, без ступеней. При этом для любого режима движения обороты двигателя находятся в оптимальной зоне, что благоприятствует топливной экономичности. Из всего многообразия на автомобилях применяются только два типа КПП CVT:

1. Тороидальные (Toroidal CVT).
2. Клиноременные (Belt CVT).

Традиционно бесступенчатые передачи вариаторы представляют собой два параллельных шкива. Крутящий момент передается через ремень, надетый на конические диски. В процессе работы боковины шкивов сдвигаются, тем самым меняя передаточное число. Современные конструкции этих узлов значительно усложнились и имеют составную конфигурацию, ремень зажимается с боков – с одной стороны шкивной пружиной, которая обеспечивает натяжение, а с другой – шкив имел возможность регулироваться.

Общее устройство вариаторной коробки переключения скоростей включает следующие узлы:

• система управления;
• механизм передачи и прерывания крутящего момента;
• механизм заднего хода;
• вариаторная передача.

У каждого автомобилестроителя бесступенчатая коробка передач комплектуется различными механизмами переноса момента силы. К таким устройствам относятся:

• Transmatic – автоматическое центробежное сцепление.
• Hyper – электромагнитная муфта с электронным управлением.
• Multitronic, Multimatic – многодисковое сцепление с электронным управлением.
• Autotronic, Ecotronic, Extroid, Xtronic – гидротрансформатор.

Последний вариант наиболее популярен благодаря плавности переключения и долговечности агрегата.

Что такое бесступенчатые автомобильные передачи и вариаторы тороидального типа?

Тороидальные трансмиссии меньше распространены, чем клиноременные. Такие устройства устанавливаются на задне- и полноприводных автомобилях с продольным расположением мотора. Система состоит из ведущего и ведомого дисков, между которым расположены ролики.

В ходе работы ролики вращаются относительно горизонтальной оси и одновременно перемещаются по вертикальной оси. Таким образом, ролики способны перенаправлять работу, соприкасаясь с различными областями дисков. Перемещаясь по вертикальной оси дисков, ролики изменяют передаточное число, а сила трения между ними обеспечивает передачу крутящего момента. То есть, система действует следующим образом:

• Высшая передача – когда ролики находятся в контакте с ведущим диском по краям обода, происходит уменьшение крутящего момента и увеличение скорости.
• Низшая передача – когда ролики контактируют с краями обода с ведомым диском, происходит увеличение крутящего момента и снижение скорости.

По надежности бесступенчатые тороидальные передачи превосходят клиноременные вариаторы в несколько раз. Зато, если уж ломаются, то ремонту они не подлежат. На сервисных центрах чаще всего рекомендуют полную замену агрегата, поскольку запчасти для его восстановления найти весьма затруднительно.

Что такое клиноременные вариаторные трансмиссии?

Этот тип трансмиссии устанавливается чаще всего на переднеприводные авто. В основе конструкции лежит система, состоящая из двух пар конических дисков и металлического ремня. Последний изготовлен из нескольких пакетов стальных лент, которые скреплены металлическими пластинами сложной формы.

Каждая пара дисков состоит из неподвижного и движущегося элементов, которые, по сути, являются шкивами. Схема функционирования устройства выглядит следующим образом:

• Крутящий момент передается от первичного вала к ведущему шкиву посредством гидротрансформатора.
• В гидротрансформаторе момент силы передается после подачи масла приводным насосным колесом на турбинный диск, связанный с первичным валом.
• Усилие с ведущего шкива на ведомый передается через ремень, и соответственно на вторичный вал.
• Для движения автомобиля вперед передача момента на вторичный вал реализуется за счет планетарного редуктора с дисковым сцеплением.
• Движением задним ходом осуществляется при помощи реверсивного механизма (активизации дискового тормоза).
• Через промежуточный вал крутящий момент передается дифференциалу, который далее распределяет приводные усилия на полуоси.

Скорость передвижения авто осуществляется благодаря изменению диаметров шкивов. На минимальной скорости диаметр ведущего шкива бесступенчатой коробки переключения передач минимален. Диаметр изменяется за счет движения дисков. Например, когда диски сжаты, то диаметр шкива достигает наименьших размеров, при разжимании дисков диаметр увеличивается.

Корректировка скоростного режима обеспечивается за счет согласованных изменений диаметров двух шкивов. В таких условиях количество передач практически неограниченно.

Клиноцепной вариатор

На вариаторных трансмиссиях Multitronic и Lineartronic применяется цепь полностью из металла. Она состоит из пластин, которые соединяются осями по типу велосипедных, что обеспечивает хорошую гибкость.

В отличие от клиноременной конструкции передача крутящего момента осуществляется торцевой частью цепи при контакте с коническими дисками. При этом возникают серьезные напряжения, что заставило производителей делать диски из высокопрочной стали. Клиноцепная система имеет минимальные потери при передаче момента, и, следовательно, высший КПД.

К сожалению, ресурс металлической цепи невелик – около 100 000 км пробега. Однако компенсацией может послужить тот факт, что ее цена довольно доступна, а замена не представляет особой сложности.

Достоинства и недостатки вариаторных трансмиссий

Неоспоримым преимуществом узла является топливная экономичность и отсутствие рывков при переборе скоростей. Кроме этого, к плюсам бесступенчатых переключателей передач вариаторов эксперты относят следующие качества:

• отличная динамика;
• экономия топлива;
• простота управления автомобилем при наличии CVT;
• увеличение ресурса мотора;
• отсутствие излишнего шума.

Важно! Владельцам автомобилей с CVT нужно учесть, что резкие ускорения в вашем случае противопоказаны – это может привести к незапланированному ремонту или вообще к замене агрегата.

Отрицательные стороны вариаторных трансмиссий:

• быстрый выход из строя при длительных поездках на повышенных оборотах;
• сложная система управления;
• дорогостоящие обслуживание и ремонт.

Технологии будущего

В нынешних моделях авто стоят вариаторы, которые работают за счет трения цепи, роликов или ремня. Но уже сейчас инженеры ведущих производителей разрабатывают технологии, позволяющие отказаться от такого способа передачи крутящего момента. В их основе лежит принцип зубчатого зацепления, что позволить повысить КПД и эксплуатационные сроки агрегата.

Особая конструкция профиля зубьев уменьшает давление в плоскости зацепления и при этом обеспечивает плавную смену передаточных отношений. Уже прошли испытания коробки CVT с цепью и дополнительным натяжным роликом, у которой нет проблем с уровнем КПД в крайнем положении валов, но этого еще недостаточно. В целом у такой идеи есть простор для дальнейших изысканий.

Что имеем в итоге?

Автомашина с бесступенчатой коробкой переключения передач менее требовательна к водительским навыкам владельца. Устройство не позволит начинающему автолюбителю включить не ту скорость или заглохнуть где-то у светофора. Также гарантируется плавность старта независимо от срока нахождения за рулем.

В среде противников CVT часто указывают на постоянный гул на всех режимах независимо от скорости и оборотов ДВС. Любителям скоростной езды не нравится излишнее спокойствие мотора, они хотят услышать мощное «рычание» и почувствовать резкий старт. В таких случаях им можно порекомендовать авто с механикой.

Приверженцы спокойной манеры езды быстро привыкают к машине с вариатором, хотя и они поначалу чувствуют себя несколько неуютно – ведь автомобиль по старту и набору скорости напоминает электромобиль. Другой вопрос – это необходимость своевременного и качественного обслуживания бесступенчатых трансмиссий, но это того стоит. По поводу дорогостоящего ремонта можно сказать только одно – технологии не стоят на месте, и уже в ближайшем будущем стоит рассчитывать на появление новых более надежных агрегатов.

---

Смотрите также

• 
  Долив антифриза в систему охлаждения
• 
  Н а привод
• 
  Диагностика электронных систем автомобиля
• 
  Подбор жиклеров под объем двигателя
• 
  Машина гудит на скорости причина
• 
  Закипел двигатель что делать
• 
  Gelenvangen mercedes характеристики
• 
  Горит лампочка на панели приборов
• 
  Abd что такое
• 
  Машина kia sportage фото
• 
  Антидымные присадки для бензиновых двигателей

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453