Во время покупки транспортного средства каждый автолюбитель уделяет особое внимание выбору типа трансмиссии. Ежегодно все большое количество автовладельцев открывают для себя плюсы автоматической коробки передач (АКПП), кто-то отдает предпочтение проверенной годами механике (МКПП), появляются поклонники вариативной коробки передач.
По селектору не всегда можно определить
На сегодняшний день автомобили с вариатором достаточно редко встречаются на дорогах нашей страны, однако, данный механизм имеет много неоспоримых преимуществ, позволяющих ему уверенно завоевывать все большую популярность у современных водителей. Принцип работы вариаторной коробки передач достаточно выгодно отличает ее как от МКПП, так и от АКПП.
Практически без шума
Работает так
Вариатор в классическом исполнении представляет собой механическую конструкцию, состоящую из двух раздвижных шкивов, которые надежно соединяет клиновидный ремень. Вариаторные коробки, которыми комплектуются современные транспортные средства, отличаются более сложной конструкцией, обусловленной необходимостью наличия пониженных передач и заднего хода автомобиля.
Сегодня существует большое количество типов вариаторов, отличающихся между собой методом передачи крутящего момента. Наиболее стабильным механическим узлом считается клиноременная коробка передач.
Схема вариатора старого образца
Раздвижные шкивы. Данные элементы представляют собой пару клиновидных «щек», расположенных на одном валу.
Работа вариатора начинается с того, что увеличивающиеся обороты двигателя внутреннего сгорания приводят в действие конвертор крутящего момента. Далее гидродинамический трансформатор осуществляет передачу крутящего момента на первичный вал с установленным на нем ведущим шкивом. Под воздействием гидроцилиндра «щеки» ведущего шкива сходятся, увеличивая величину трения, которая образуется в результате взаимодействия «щек» шкива и клиновидного ремня.
Принцип работы
На следующем этапе усилие под действием силы трения поступает на вторичный шкив, который объединен с вторичным валом. В процессе увеличения оборотов осуществляется смена диаметров ведомого и ведущего шкивов, растет значение передаточного числа. Завершает процесс работа ведомого вала, который вертит ведущие колеса транспортного средства методом вращения присоединенного к ним дифференциала.
Пара раздвижных шкивов
Задний ход обеспечивает работа планетарного механического устройства, которое соединяется с ведомым валом.
Из вышеизложенного видно, что вариатор способствует плавному движению автомобиля и существенно экономит потребление топливной смеси, выбирая оптимальное число оборотов двигателя внутреннего сгорания. Вариативная коробка передач имеет огромный потенциал, благодаря которому все большее число автолюбителей предпочитают иметь дело с трансмиссией такого типа.
Так работает вариатор:
Читайте также:
Принцип работы автоматической коробки передач
В наше время, один из самых главных вопросов при покупке автомобиля – это расход топлива. Многие, принимая это во внимание, выбирают оптимальное соотношение качества, цены и технических характеристик.
Цены на бензин постоянно растут, и все большее количество людей делаю выбор в пользу малолитражек. Одним словом, тема экономии затронула большинства агрегатов автомобиля, особенно двигатель и коробку передач. Если говорить о двигателе, тут все предельно ясно: снижение рабочего объема, значительно снижает расход, но в то же время негативно сказывается на динамике.
Поэтому в целях сбережения коэффициента полезного действия двигателя, была придумана вариаторная коробка передач. Она существенно отличается от уже известной нам автоматической, и имеет множество позитивных сторон.
На первый взгляд, вы не сможете различить авто с вариаторной коробкой передач. Все как обычно: две педали, рычаг переключения режимов трансмиссии. Но в работе, вы сразу замечаете плавную и незаметную смену передач, и отсутствие фиксированных первой-десятой передач. По мере набора скорости автомобиля, а так же его торможении, вариатор мягко и последовательно меняет передаточное число. Именно поэтому при движении отсутствуют резкие толчки.
Устройство вариаторной коробки передач само по себе не сложное, если брать к примеру цепной вариант – резинометаллическая цепь, растянутая между двумя клиновыми шкивами. Смазка отсутствует, трение маленькое, и тепловая энергия без труда рассредоточивается охлаждением корпуса коробки и самих шкивов. На тероидальном мощная пружина поджимает ведомый шкив (на нем установлена крыльчатка охлаждения, т.к. трение очень высокое). Принцип работы этого вариатора заключается в эффекте трения, за счет которого выполняется передача крутящего момента.
Существуют несколько типов вариаторов:
Клиноременный тип самый распространенный. Его особенность в том, что он имеет два шкива в виде остроконечных конусов, обращенных друг к другу. Между ними протянут клиновый ремень. Шкив состоит из двух конических дисков, которые сдвигаясь или раздвигаясь, меняют тем самым диаметр шкива.
Тороидный вариатор представляет собой два осевых вала, которые располагаются на сферической поверхности, а между ними находятся ролики. Передает крутящий момент за счет силы трения между рабочими поверхностями.
Цепной вариатор встречается довольно редко, но среди остальных отличается минимальными потерями при передаче крутящего момента, при этом имея высокий коэффициент полезного действия.
На некоторых машинах есть возможность выбрать несколько «виртуальных» передач, которые задаются электроникой. Между выбранными передачами вариатор будет резко переключаться, напоминая своей работой классическую коробку автомат. В этом случае вы можете собственноручно переключать рычаг по своему желанию, примерно как в случае с ручным секвентальным режимом.
На сегодняшний день, вариаторные коробки передач получают все большее распространение на разных классах машин, а их стоимость обычно дешевле, чем с автоматом. Вариатор располагает большим числом передач, что приносит комфорт в его использовании в разных ситуациях. Неплохая динамика и высокая экономичность являются характерными чертами вариатора от других уже известных нам трансмиссий.
Другими словами, основным достоинством вариаторной коробки передач является ее способность изменять и передавать крутящий момент в приемлемом диапазоне оборотов двигателя. Если сказать ещё проще, то автомат при разгоне авто, заставляет двигатель работать на различных оборотах, а у вариатора все происходит плавно. Соответственно поэтому и разгон ровнее, и поездка приятней: без толчков, с небольшим расходом топлива.
С эксплуатацией вариаторной коробки мы разобрались, теперь можем поговорить об обслуживании и технических аспектах.
В обслуживании она немного дороже, чем другие виды коробок. То есть, в классических автоматизированных коробках передач детали изготавливаются методом штамповки, и имеют легкий вес. Соответственно стоят дешево. У вариатора детали тяжелые, изготовлены из дорогих материалов и по самым современным технологиям.
Как и везде, у вариатора есть и недостатки. Например:
На мой взгляд, вариатор имеет достаточно большой потенциал развития. В будущем, он заменит классические, автоматические коробки передач с гидротрансформатором. И его будут устанавливать на большинство серийных, городских автомобилей. В то время как автомобили со спортивной натурой будут комплектоваться коробкой передач с двойным сцеплением (DSG).
Так что, если вам нужна плавная езда, без рывков и шума, если для вас в приоритете экономия, с неплохими динамическими характеристиками, и вас не пугают особенности эксплуатации — вариаторная коробка переключения передач (CVT) – для вас.
Сначала следует понять, что значит вариаторная коробка передач. После этого будет проще представить принцип её действия. Это один из видов АКПП, позволяющий плавно передавать крутящий момент от силовой установки на колёса. Такая коробка не имеет предустановленных передач, но даёт возможность изменять передаточное число в автоматическом либо ручном режиме.
Обязательно прочитайте статью нашего специалиста, в которой подробно рассказывается о том, что такое трансмиссия.АКПП-вариатор, в отличие от роботизированной и автоматической трансмиссий, не имеет переменных передач, и при смене передаточного отношения толчки отсутствуют. Набор скорости происходит плавно. Согласно характеристикам, её КПД несколько выше в сравнении с конкурентами.
На сегодняшний день в автомобилестроении используется два типа вариаторов:
Передаточное отношение меняется благодаря изменению диаметра шкивов, имеющих коническую форму и состоящих из двух частей. Они установлены на вале и могут перемещаться в горизонтальной плоскости. В точке контакта ремня со шкивом в зависимости от скорости и нагрузки постоянно изменяется диаметр.
Это может означать следующее: во время начала движения авто ведущий шкив должен иметь минимальный диаметр — и его половинки расходятся. Части ведомого шкива в этот момент сходятся, чтобы достичь максимального диаметра. Таким образом, ведущий шкив делает несколько оборотов и в результате смещает ведомый на один. Нагрузка на двигатель в такой ситуации минимальна, и он может легко работать.
По мере увеличения скорости, передаточное отношение смещается в меньшую сторону, чтобы снизить тяговую силу, но при этом увеличить число оборотов ведомого вала. Для этого конусы ведущего шкива должны сходиться, а ведомого — расходиться. В результате нагрузка на силовую установку также повышается.
Тороидальные вариаторы работают по иному принципу. В них для передачи усилия используются ролики тороидальной формы, расположенные на одной оси между валами. Для изменения передаточного отношения следует сменить положение роликов. Если переместить их в направлении ведомого вала, то диаметр в точке их контакта будет максимальным. Во время набора скорости ролики двигаются в направлении ведомого вала. Именно так работает коробка вариатор тороидального типа.
Так как на сегодняшний момент наиболее распространённым является клиноременной вариатор, стоит рассматривать именно его устройство. Для обеспечения плавного соединения с силовой установкой вариаторная КПП оснащается системой сцепления. Большинство производителей сегодня активно используют гидротрансформатор, напоминающий те, что устанавливаются на обычный автомат. Однако некоторые фирмы могут применять и другие, например многодисковые или центробежные.
Использование гидротрансформатора обусловлено хорошей производительностью и отличными техническими характеристиками. Хотя конструкция вариаторной трансмиссии довольно сложная, можно отметить её основные элементы.
Это довольно краткое описание устройства трансмиссии, но оно позволяет лучше понять, что значит коробка вариатор для машины. Следует заметить, что первые модели вариаторной трансмиссии не позволяли автомобилю двигаться задним ходом. Сегодня для этого в них устанавливаются планетарные механизмы.
Люди ещё не придумали устройств, полностью лишённых недостатков. Вариаторная коробка передач не является исключением. Не все автолюбители приняли её хорошо.
Среди преимуществ этого типа КПП можно отметить:
Что касается слабых сторон вариаторной КПП, к ним, в первую очередь, относится необходимость частого техобслуживания. Ремень является слабым звеном всей конструкции, и производители рекомендуют менять его после каждых 60 тыс. км пробега. Для сравнения, у АКПП этот показатель составляет 100 тыс. Не каждая станция технического обслуживания возьмётся за ремонт вариатора.
Так как прочность всего механизма не самая высокая, коробка передач не может выдерживать серьёзные нагрузки. Именно поэтому вариатор довольно редко используется во внедорожниках. Для нормальной работы вариаторная трансмиссия должна получать большое количество сигналов от различных датчиков. Если хотя бы один из них выходит из строя, возможны проблемы.
Чтобы трансмиссия прослужила максимальное количество времени, её следует правильно использовать. В первую очередь, водитель должен постоянно следить за уровнем специальной жидкости в КПП. Если во время поездок обходиться без высоких нагрузок, жидкости хватит на весь срок работы. В зимнее время стоит не перегружать трансмиссию и давать ей достаточно времени для прогрева перед началом поездки.
Если поломки избежать не удалось, не нужно пытаться устранить неисправность самостоятельно. Хотя устройство механизма можно считать довольно простым, есть риск возникновения более серьёзной поломки. КПП является одним из важнейших элементов конструкции всего автомобиля, и её ремонт стоит доверять только профессионалам.
Пожалуйста, оцените этот материал!
(4 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...Если Вам понравилась статья, поделитесь ею с друзьями!
Традиционно коробка переключения передач подразумевает под собой переключение передачи с одной на другую. Это осуществляется при выборе водителем или электроникой необходимой пары шестерен, которые создадут нужное передаточное число. На таком принципе основана работа механической и автоматической коробок передач. Но вариаторная коробка передач изменила данную традицию, внеся новые понятия в передаче крутящего момента от двигателя к колесам.
Принцип действия, на котором основана работа вариатора был замечен Леонардо да Винчи еще в 1490 году. Первый патент на это изобретение был получен в конце XIX века, а первые автомобили, имеющие вариатор, увидели свет только в 50-х годах прошлого века, когда инженеры компании DAF установили его на легковые автомобили, выпускаемые серийно. Чуть позже к ним присоединился концерн VOLVO. Но основное распространение коробка вариатор получила совсем недавно – в середине 90-х годов.
Вариаторная коробка передач Nissan
Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач, которая плавно передает крутящий момент от двигателя к трансмиссии в заданном числе оборотов коленчатого вала. Основным преимуществом вариатора является его оптимальный выбор соотношения оборотов двигателя и нагрузки на трансмиссию. Такой подход позволяет эффективно использовать мощностные показатели мотора, существенно экономить топливо. Кроме этого, плавное непрерывное изменение передаточного числа вариатора, сопровождающееся полным отсутствием рывков, дает самый высокий уровень комфорта при движении для водителя и пассажиров.
Основным стопором развития вариаторной трансмиссии является довольно высокая сложность передачи большого крутящего момента. Именно поэтому первое распространение коробка вариатор получила на малолитражных автомобилях, имеющих небольшую мощность двигателя. Но, тем не менее сегодня, с ростом технологий и внедрением в конструкцию металлических ремней, производители начали устанавливать вариаторы на автомобили мощностью свыше 200 л. с.
На сегодняшний момент распространение получили только три типа устройства вариаторов, такие, как клиноременный, тороидальный и совсем недавно разработанный клиноцепной механизм, применяемый в вариаторах Multitronic от Audi.
Коробка вариатор состоит из следующих устройств:
Для соединения и разъединения двигателя с коробкой применяют несколько видов сцепления:
Наиболее часто совместно с вариатором применяется гидротрансформаторное сцепление. Такое сочетание обеспечивает наибольшую плавность передачи крутящего момента и, значит, большую долговечность механизма.
Чтобы понять, как работает коробка вариатор, стоит обратить внимание на велосипед, имеющий возможность переключения скоростей. Между двумя звездочками натянута цепь, которая передает крутящий момент. Задние звездочки имеют различный диаметр, и при выборе одной из них создается необходимое усилие для передвижения. Чем больше разница в диаметрах между ведущей и ведомой звездами, тем выше скорость движение. Чем меньше разница – тем больше тяговый момент, необходимый для преодоления сложных участков дороги. Такое же принципиальное действие заложено в вариаторе, только вместо звездочек и механизма, жестко переключающего передачи, используются раздвижные шкивы, состоящие из двух конусов, имеющих возможность перемещаться относительно друг друга по одной оси. Вместо обычной цепи в вариаторе работает клиноременная передача или специальная наборная цепь, состоящая из наборных пластин, соединенных между собой осями.
Самым распространенным на сегодня является клиноременный механизм. Такое устройство состоит из двух шкивов, соединенных между собой одним, реже двумя клиновидными ремнями. Шкивы состоят из конусов, способных передвигаться относительно друг друга при помощи актуаторов, которые приводятся в действие гидравлическим насосом. Насос, в свою очередь, работает под управлением электроники, центробежной силы или под усилием пружин. Конические диски, перемещаясь относительно друг друга, изменяют диаметр шкива, тем самым меняя передаточное число коробки передач. Угол наклона конусов в 20 градусов обеспечивает наилучшее сцепление ремня со шкивами с наименьшим сопротивлением.
Раздвижной шкив
Изначально коробка вариатор имела резиновый клиновидный ремень, передающий тяговое усилие. Такое устройство не позволяло передавать высокий крутящий момент, обладало малой долговечностью и большим радиусом изгиба (более 90 мм), что давало малый разбег регулирования.
Но с изобретением гибкого металлического ремня, эти недостатки были решены. Сейчас большинство автомобилей с вариаторной коробкой имеют ремень на металлической основе. Такое устройство ремня, состоящее из набора большого количества металлических пластин определенной формы, напоминает много бабочек, сидящих на ветке. Связаны они между собой гибким соединением, позволяющим значительно уменьшить радиус изгиба до 30 мм, повысить долговечность и прочность передающего устройства. Благодаря металлической основе удалось начать применять коробки вариаторы на автомобилях, имеющих большую мощность, чем раньше.
На вариаторах, установленных на автомобилях Audi, впервые была применена специальная цепная передача, получившая название клиноцепной. Такое цепное устройство состоит из набора металлических пластин, соединенных осями. Передача крутящего момента в такой коробке осуществляется при контакте торцевыми поверхностями цепи с дисками шкивов. В этих местах образуются повышенные нагрузки с высокими температурами. С нагрузками изобретатели справились применением специальной подшипниковой стали, а с высокими температурами – принудительным охлаждением трансмиссионной жидкости, применяемой в вариаторе. Благодаря высокой гибкости цепи, удалось сократить радиус изгиба до 25 мм, расширив диапазон передаточных чисел клиноцепной коробки по сравнению с клиноременной передачей.
В силу своих конструктивных особенностей, вариаторная передача не дает возможности движения задним ходом. Такая особенность потребовала установки дополнительных механизмов. Обычно для этого используется планетарный редуктор, принцип действия которого подобен автоматической коробке передач.
Все управление вариатором осуществляется при помощи электронных устройств, передающих информацию от множества датчиков. На его работу влияют обороты двигателя, ABS, датчики уровня давления в шинах и прочие. Собирая всю эту информацию, коробка вариатор выбирает необходимое передаточное число, соответствующее минимальному расходу топлива с оптимальным тяговым усилием, нужным для преодоления дорожных условий. Раздвигая, сдвигая конусы обоих шкивов, электронике удается добиться результатов динамики и экономии топлива, приближенных или даже превышающих показатели автомобилей с механической коробкой передач.
Устройство вариатора
Как все остальные механизмы переключения передач, коробка вариатор имеет свои плюсы и минусы. К положительным сторонам устройства стоит отнести следующее:
К недостаткам вариатора следует отнести минусы, такие как:
Несмотря на недостатки, такая коробка передач, как вариатор, имеет свое будущее. При нахождении решения изобретателями для передачи больших усилий, вариатор будет жить и развиваться во всех сегментах автомобилестроения.
Вам понравилась статья? Она была полезной?
Похожие статьи:
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453