С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Принцип работы вариатора

Принцип работы вариатора


Принцип действия вариатора. Вариатор: устройство и принцип действия

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. 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.

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.

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. 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. 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.

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. 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. 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.

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. 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.

Мир Honda Fit/Jazz

  В последние несколько десятков лет автопроизводители все чаще оснащают свои автомобили вариатором – бесступенчатой трансмиссией (Continuously Variable Transmission – CVT). Расширение применения вариатора в автомобильной отрасли происходит именно в последнее время, хотя первый патент на бесступенчатую трансмиссию был получен еще в 1886 г., а принцип действия вариатора, по мнению многих, был изобретен еще Леонардо да Винчи. Основное объяснение этому – достижение на современном этапе наукой и техникой достаточного уровня развития, который позволяет обеспечить приемлемую для автомобиля степень надежности вариаторов.

  Естественно, что человеку, приценивающемуся к автомобилю, оснащенному бесступенчатой трансмиссией интересно знать, как работает вариатор. Прочитав данную статью, автолюбитель будет знать принцип действия вариатора, который может быть будет или уже задает скорость его железному любимцу.

  Начнем с того, что вариатор это, конечно же, передаточное устройство между двигателем автомобиля и его колесами. Основное отличие бесступенчатой трансмиссии от других ее типов, накладываемое принципом работы вариатора – способность плавно менять передаточный коэффициент и делать это во всем диапазоне располагаемых скоростей и тяговых усилий.

  Несмотря на то, что на всех современных автомобилях принцип работы вариатора одинаков, конструктивно реализуется этот принцип двумя различными способами. Исходя из этих способов, вариаторы подразделяются на два типа: клиноременной и торовый. Клиноременный вариатор в свою очередь может быть сконструирован с использованием ременной передачи, такие вариаторы используются в самых легких автомобилях, а в основном в мопедах, и с цепной передачей, особая конструкция цепи для которой была изобретена специально для этих целей.

  Принцип работы вариатора клиноременного типа

  Вариатор клиноременного типа состоит из двух шкивов соединенных между собой ремнем (цепью), посредством которого осуществляется передача крутящего момента от двигателя, который имеет сообщение с первым, ведущим шкивом, к колесам, сообщающимся со вторым шкивом, ведомым. Оба шкива состоят из двух половинок, которые могут между собой сходиться и расходиться. Чем ближе сошлись половинки шкива, тем больше радиус окружности которую огибает передаточный ремень и наоборот, радиус поверхности прилегания ремня уменьшается по мере расхождения половинок шкива. Таким образом, заставив один из шкивов сходиться и увеличивать радиус, по которому бежит ремень, а второй синхронно с первым расходиться, мы можем плавно изменять передаточный коэффициент. Такой принцип действия вариатора изображен на следующем рисунке.

  При увеличении радиуса прилегания ремня ведущего шкива и уменьшении ведомого происходит повышение передачи и скорости автомобиля, в обратном случае – понижение передачи и соответственной увеличение тяги.

  Принцип работы вариатора торового типа

  У торового вариатора похожий принцип действия. Он изображен на приведенном ниже рисунке.

  Но у вариатора торового типа функции сообщения с двигателем и с колесами выполняют ведущий и ведомый конусовидные диски. А ремень заменен на ролики, прижимающиеся к конусным поверхностям дисков. Ролики могут вращаться вокруг своей оси, а так же перемещаться в сторону одного либо другого конусовидного диска, изменяя тем самым радиус дорожки прилегания к дискам, а соответственно, и передаточный коэффициент.

  При перемещении ролика в сторону ведущего конусовидного диска происходит повышение передачи и увеличение скорости автомобиля, если нужно повышение тяги, то необходимо переместить ролик в сторону ведомого диска и тем самым понизить передачу. В среднем положении ролика передача будет прямой.

Устройство и принцип работы вариатора (как работает вариатор)

Знаете ли вы что вариатор гораздо дешевле чем коробка автомат? И к тому же более экономичен и способен развивать большую динамику нежели автомобили с АКПП. Конечно есть минусы и у этого типа трансмиссии, подробнее читайте в этой статье.

Устройство и принцип работы вариаторных  КПП

Вариатор (наиболее распространенное англоязычное обозначение – CVT – continuously variable transmission) – по сути является бесступенчатой автоматической коробкой передач

1.  Входной вал

2.  Муфта заднего хода

3.  Сателлиты

4.  Муфта переднего хода

5.  Входная пара конусов

6.  Клиновый ремень

7.  Выходная пара конусов

8.  Выходной вал

9.  Эпицикл

10. Солнечное колесо

[box type=»download»] В основе конструкции самой распространѐнной конструкции вариатора  — два шкива, каждый из которых сделан в виде пары конусов, обращенных острыми концами друг к другу. Их диаметр имеет возможность изменяться в зависимости от дорожной обстановки.[/box]

Для поддержания постоянного натянутого состояния зажатого между шкивами клинового ремня, посредством которого крутящий момент и передаѐтся с одной пары на другую, изменение диаметров шкивов происходит строго пропорционально.

Передачи переднего и заднего хода реализуются через планетарный механизм  со сдвоенными сателлитами посредством блокировки планетарного механизма (вращается как единое целое) через муфту переднего хода  и останова эпицикла относительно корпуса через муфту заднего хода соответственно.

В силу более простой конструкции по сравнению с автоматическими, вариаторные КПП дешевле. Однако плоские ремни, при сегодняшнем уровне развития технологий, накладывают ограничения по максимальному передаваемому крутящему моменту.

В других конструкциях бесступенчатых КПП передача крутящего момента может осуществляться цепью. Поскольку вариаторы располагают бесконечным числом передач, они позволяют двигателю работать на наиболее выгодных режимах, поэтому автомобили с вариаторами отличает, при прочих равных, высокая экономичность, сочетающаяся с не менее приличной динамикой. 

Видео о работе вариатора:

Как работает вариатор, принцип работы, недостатки, ремонт

18.08.2016 5 комментариев

Рядовой автовладелец хорошо знаком с механической и автоматической коробками передач и многие из автовладельцев даже знают, принцип работы этих трансмиссий. Однако, существует еще и, так называемый, вариатор бесступенчатый, который автопроизводители позиционируют, как эффективное и мощное трансмиссионное устройство, созданное в результате новых технологий. В этой статье и поговорим о том, как работает вариатор, его принципе работы, недостатках и ремонте.

Содержание статьи:

Примечательно, что первый вариатор был запатентован более ста лет назад, а историки вообще утверждают, что аналог самого первого вариатора был придуман Леонардо да Винчи в 1490 году.

Как бы там ни было, данный тип трансмиссии стал серийно устанавливаться на голландские автомобили DAF в 1950 году, но только сейчас вариаторы получили всемирное признание и стали активно внедряться в легковую автопромышленность.

Что представляет из себя вариатор

Вариатор представляет собой коробку передач, принцип работы которой заключается в плавном и непрерывном изменении передаточного числа между коленчатым валом двигателя и приводами колес.

Как таковые переключения и фиксация скоростей, которые присущи автоматической коробке передач, отсутствуют, а наблюдается только постоянное и плавное изменение передаточного числа при разгоне и замедлении. При этом исключаются толчки, когда автомобиль трогается с места или разгоняется. Для водителя всё происходит непривычно плавно.

Автомобиль, на котором установлен вариатор, практически ничем не отличается от автомобиля с АКПП. В нем есть коробка передач, две педали и рычаг переключения. Всё как обычно, и управление аналогичное, но вариатор функционирует совершенно по-иному.

Итак, как работает вариатор

Рассмотрим, как работает вариатор. В автомобильной индустрии наиболее распространенными видами являются клиноременные и тороидальные механизмы. Первый вариант отличается массовым производством, второй встречается гораздо реже.

Читайте также:  Правильная буксировка автомобиля с АКПП

Вариатор клиноременной имеет в своей конструкции два раздвижных шкива. Между ними натянут ремень. При движении шкивы то сближаются, то удаляются друг от друга. Двигаются они, благодаря специальному гидравлическому приводу, который управляется электроникой. Водителю достаточно выбрать определенный режим езды, например, обычный, и электроника моментально настроит работу вариатора.

Сечение ремня трапециевидное или клинообразное. При вращении он вклинивается в ведущий или ведомый шкив. Соприкосновение с ними происходит боковыми сторонами ремня. Даже при износе боковин ремня сцепка со шкивами не становится меньше, так как он еще сильнее входит в них.

Нагрузка на данный элемент огромна, поэтому ремни для вариаторов изготавливают из металла. Чаще всего ремень выполнен в виде стальной ленты с определенным покрытием или представлен в виде набора тросов, которые имеют сложное сечение. На тросы нанизано большое количество поперечных стальных пластинок из тонкого металла. Форма данных пластинок трапециевидная, их края соприкасаются со шкивами. При сжатии такой ремень становится еще жестче, что позволяет передавать ему сжимающее усилие.

При движении автомобиля это выглядит примерно так: коленвал двигателя вращает ведущий шкив, части которого плавно сжимаются. Подобное сжатие придает ремню клиновидную форму и выталкивает его подальше от центра.

В это время ведомый шкив начинает разжиматься, ремень утопает в нем и приближается к центру. Всё это влечет изменение передаточного числа.

как работает вариатор

Тороидальный вариатор в своей конструкции имеет соосные сферические валы и зажатые в них ролики. Ведущий вал соединен с двигателем, а ведомый с карданом. Сферические валы вращаются в разные стороны. Ролики меняют свое положение, а значит, и радиусы.

Как следствие, изменяется передаточное число. Блок управления “руководит” гидроприводом и ролики перемещаются относительно сферы вплоть до микрон. Всё это способствует тому, что число передач становится бесконечным. Одним словом, вариаций не счесть.

Читайте также:  Как правильно отследить расход топлива

Между поверхностью сферы и роликами создается усилие, нередко достигающее десяти тонн. Несмотря на то, что для изготовления данных элементов используют самые прочные и лучшие материалы, именно в этих местах чаще всего происходит износ вариатора.

Примечательно, что двигатель на автомобиле с вариаторной коробкой передач всё время остается на одних и тех же оборотах. К примеру, при наборе скорости, обороты соответствуют максимальному крутящему моменту и остаются неизменными, что дает высокий темп разгона, ведь времени на переключения скоростей, как это происходит на обычном автомобиле, совсем не тратится.

Неизменные обороты минимизируют нагрузку на силовой агрегат, а это увеличивает сроки его службы. В то же время вариатор можно настроить так, что будет наблюдаться постепенный рост оборотов мотора.

Преимущества и недостатки вариатора

Преимущества вариатора неоспоримы:

  • простая конструкция;
  • плавность разгона;
  • увеличение ресурса двигателя;
  • существенная экономия топлива.

Впрочем, данный тип трансмиссии не лишен недостатков:

  • плохая переносимость повышенных нагрузок;
  • некоторые ограничения в буксировке;
  • быстрый износ при езде по бездорожью;
  • сложный ремонт.

Обслуживание и ремонт вариаторной коробки передач

Основным элементом вариатора считается ремень, его меняют каждые 150 000 км. Масло в трансмиссии необходимо обновлять каждые 50 000 км. Также функциональность вариатора напрямую зависит от электронной системы управления.

Мнения по обслуживанию вариаторов разняться. Можно встретить заверения, что их ремонт прост и стоит недорого. Если сравнивать с АКПП, то это так, но с другой стороны не каждый автосервис имеет квалифицированного специалиста, способного качественно провести ремонт и профилактическое обслуживание вариатора.

Но то обстоятельство, что автомобили с данным типом трансмиссии становятся все более востребованными и распространенными, неизбежно приведет к тому, что в недалеком будущем ремонт станет быстрым и доступным для любого автовладельца.

Читайте также:  как правильно ездить на автомате

Видео, как работает вариатор

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Сохранить

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости