Вариаторная передача: Вариатор: особенности и специфика устройства

Как устроен вариатор — ДРАЙВ

Листая автомобильные каталоги, многие встречали такую фразу: «На автомобиль устанавливается бесступенчатый вариатор». Или могли увидеть это словосочетание в таблице технических характеристик. Что такое механическая коробка передач, знают все (кроме, разве что, американцев), к «автомату» тоже давно все привыкли (особенно американцы). А вот вариатор — зверь малоизвестный. А ведь он далеко не новинка.

Вы удивитесь, но принадлежит это изобретение не Хонде и даже не Мерседесу. Патент на вариатор был выдан в конце XIX века! Более того, первый вариатор придуман и вовсе в 1490 году. Его автором оказался добродушный бородач Леонардо да Винчи.

Первый работоспособный автомобиль с этим типом трансмиссии, правда, появился не в эпоху Возрождения, а попозже — лет через пятьсот, в 1950-х годах. Вариатор ставился серийно на автомобили DAF (в то время под этой маркой выпускались не только грузовики, но и легковушки). Потом нечто похожее начали делать и на Volvo, но по-настоящему широкое распространение вариаторы получили лишь сейчас.

По сути, вариатор (наиболее распространённое англоязычное обозначение — CVT — continuously variable transmission) — это, простите за тавтологию, вариация на тему автоматической коробки передач. И автомобиль, оборудованный им, на первый взгляд, ничем не выдаёт себя — педалей всего две и рычаг переключения режимов трансмиссии — P, R, N, D — такой же, как и у машины с традиционной АКПП. Всё привычно. Но работает вариатор совершенно по-другому. В нём нет фиксированных первой, второй, десятой передач. Попробуйте представить себе, сколько звёзд в нашей Вселенной или сколько песчинок на всех пляжах Земли вместе взятых — у вариатора передач всё равно намного больше. И «переключение» между ними происходит плавно и незаметно.

Поэтому-то здесь нет толчков при трогании и «переключении». И не зря мы написали это слово в кавычках: переключений как таковых тут и нет. Вариатор непрерывно и плавно изменяет передаточное число по мере разгона или замедления автомобиля.

Вариаторы бывают нескольких типов: клиноремённые со шкивами переменного диаметра, цепные, тороидальные… Первый тип — самый распространённый. Посмотрим, как он устроен.

Клиноремённый вариатор MINI.

Вот наглядный пример: возьмём два карандаша (цилиндра), лежащих параллельно на некотором расстоянии друг от друга. Стягиваем их резинкой и начинаем крутить один из них. Тут же начинает крутиться и второй — с той же скоростью. Но если карандаши будут разного диаметра, начинается совсем другая история — пока один из них, что побольше, сделает один оборот, второй, скажем, два.

Вариатор устроен похоже, только диаметр «карандашей» у него постоянно меняется. У него два шкива, каждый из которых сделан в виде пары конусов, обращённых острыми концами друг к другу. А между шкивами зажат клиновый ремень.

Изменяя радиус огибания ремнём ведущего и ведомого шкива, можно плавно менять передаточное отношение.

Теперь, если каждая из пар конусов может двигаться друг к другу и обратно, мы получим шкивы с переменным рабочим диаметром. Ведь при раздвижении конусов ремень, соприкасающийся с ними своими рёбрами, будет как бы проваливаться к центру шкива и обегать его по малому радиусу. А при сближении конусов — по большому радиусу.

Осталось только снабдить оба шкива системой (как правило, это гидравлика, но может быть и какой-то иной сервопривод), которая будет строго синхронно сдвигать половинки первого шкива и раздвигать половинки второго. И если один шкив находится на ведущем валу (который идёт от двигателя), а второй — на ведомом (который ведёт к колёсам), то можно организовать изменение передаточного отношения в весьма широких пределах.

Остаётся ещё добавить узел, отвечающий за изменение направления вращения выходного вала (для заднего хода), а это может быть, скажем, обычная планетарная передача. И вот готова коробка-вариатор.

Кстати, интересный вопрос — какой тут используется ремень? Разумеется, простой ремень из резины и ткани, наподобие тех, что вращают генераторы и прочее навесное оборудование, здесь не прожил бы и тысячи километров. Ремни в клиноремённых вариаторах имеют сложное устройство.

Ремень в вариаторах, как видно, никакой вовсе не ремень, а наборная металлическая лента.

Это может быть стальная лента с неким покрытием или набор стальных тросов (лент) сложного сечения, на которые нанизано огромное число тонких поперечных стальных пластинок трапецевидной формы, края которых и контактируют со шкивами. Кстати, именно таким образом удалось создать толкающий ремень, передающий мощность не только той его половиной, которая бежит от ведомого к ведущему шкиву, но и противоположной. Обычный ремень при попытке передать сжимающее усилие просто сложился бы, а наборный стальной — обретает жёсткость.

А ещё в качестве клинового ремня может выступать широкая пластинчатая стальная цепь, соприкасающаяся с конусами своими краями. Именно такой «ремень» работает в вариаторах машин Audi.

Вот такая цепь используется в вариаторах фирмы Audi.

Интересно, что для смазки цепи применяется особая жидкость, которая меняет своё фазовое состояние под сильным давлением, возникающим в месте контакта со шкивом. Благодаря этому цепь может передавать значительное усилие, практически не проскальзывая, несмотря на очень маленькую площадь контакта.

Как именно вариатор будет менять передаточное число при разгоне, зависит от выбранной программы управления. Если при разгоне на обычном автомобиле мы на каждой передаче раскручиваем двигатель, затем переходим на следующую передачу и так далее, то при наборе скорости автомобиля с вариатором мотор остаётся на одних и тех же оборотах (скажем, на оборотах, соответствующих максимальному крутящему моменту), зато плавно меняется передаточное отношение.

Это создаёт несколько странные ощущения. Жмём газ в пол, мотор выходит на большие обороты, да так и остаётся на них в течение всего разгона, воя как пылесос. Зато темп разгона — высокий, да и на переключения между ступенями время не тратится.

Впрочем, в некоторых случаях вариатор настраивают так, чтобы разгон с ним больше напоминал увеличение скорости с обычной коробкой передач, с постепенным ростом оборотов мотора.

Разумеется, при попытке заехать на холм и при замедлении авто, несмотря на нажатие педали газа, умный вариатор не оставит «включённой» высокую передачу. Шкивы для уверенного штурма высоты быстро передвинутся обратно — чтобы увеличить крутящий момент на выходе из коробки.

А ещё на некоторых машинах можно выбрать режим с несколькими «виртуальными» передачами (с 6 или даже 8), задаваемыми электроникой. Передачами, между которыми вариатор будет резко перескакивать, словно классическая коробка «автомат». Ещё в этом случае можно переключать «передачи» по собственному желанию. Как на «автомате» с ручным секвентальным (последовательным) режимом.

Таким образом, у вариатора масса достоинств. Но есть и недостатки. Например, сравнительно небольшая, по современным меркам, «перевариваемая» мощность двигателя. Не зря такие коробки начали своё шествие по миру на машинах малого класса. Да и сейчас мощные автомобили — все сплошь и рядом укомплектованы либо «механикой», либо классическими «автоматами», либо роботизированными коробками.

Правда, прогресс идёт. И тут нельзя не вспомнить рекордсменов. Скажем, на Audi A4 2.0 TFSI клиноремённый вариатор Multitronic (с цепью) без проблем справляется с потоком в 200 «лошадей».

Вариатор Audi может передавать на колёса мощность свыше двухсот лошадиных сил.

Можно возразить, что класс D — это ещё не всё. Для автомобилей представительского и бизнес-класса, и тем более для крупного внедорожника — 200 сил уже не назовёшь такой уж большой величиной. Но достижения самых современных вариаторов на этом не исчерпываются. Так, на кроссовер Nissan Murano с 3,5-литровым V6 мощностью 234 лошадиные силы ставят клиноремённый вариатор X-Tronic. Это одна из самых крупных и тяжёлых моделей, оснащённых вариатором. А что будет завтра?

Второй недостаток вариаторов — сравнительно дорогое обслуживание и ремонт, специальная, а значит, недешёвая, трансмиссионная жидкость. Ремённые вариаторы могут через каждые 100—150 тысяч километров пробега требовать замены ремня. Масло при этом стоит несколько дороже, чем для «автомата», но зато менять его можно чуть реже — ориентировочно через 40—50 тысяч километров для разных моделей автомобилей.

И всё же вариаторы получают всё большее и большее распространение на машинах самых разных классов, к тому же и стоят они, обычно, дешевле хороших «автоматов» классического типа.

Поскольку вариаторы располагают бесконечным числом передач, они позволяют двигателю работать на наиболее выгодных режимах — нужна ли нам (на светофорных гонках) максимальная мощность, или, напротив, плавность и наименьший расход топлива (при спокойной езде). Потому модели с вариаторами отличает, при прочих равных, высокая экономичность, сочетающаяся с не менее приличной динамикой.

Кстати, в последнее время наметилась тенденция к росту числа передач у классических «автоматов». В последних моделях встречается уже 8 передач (на легковой, заметим, машине). И делается это именно для сочетания высокой динамики и экономичности. Скоро увидим автоматы с десятью ступенями или даже с двенадцатью? А вот вариаторы уже находятся там, куда обычные автоматы с их переключаемыми планетарными рядами никогда не придут. Ведь число передач у вариатора бесконечно.

Вариаторная коробка передач. Вариатор CVT

Что такое вариатор? Вариатор – это механический узел, предназначенный для передачи усилия двигателя бесступенчато к ведущим колесам. В некотором смысле его можно назвать автоматической коробкой передач, но с совершенно другим принципом передачи крутящего момента.

Классический вариатор — это два раздвижных шкива, соединённых клиновидным ремнем. Вариатор, применяемый в автомобилях, является более сложным устройством, потому что существует необходимость введения «задней скорости» и пониженных передач. В состав вариатора марки CVT (клиноременный вариатор) входят следующие устройства:

• Раздвижные шкивы – представляют собой две клиновидные «щеки» на одном валу. Приводятся в действие гидроцилиндром, который сжимает диски в зависимости от оборотов, или по управляющему сигналу от блока управления.
• Клиновидный ремень – изготовлен из двух металлических лент, на которые нанизываются металлические пластинки специальной формы. Элементы располагаются плотно друг к другу, верх пластинки выполнен в виде конуса, а в основании имеются пазы, куда вставляются металлические ленты (для клиноременных вариаторов).
• Гидротрансформатор – устройство преобразования и передачи крутящего момента, а также плавного начала движения. Более подробное описание в разделе АКПП.
• Дифференциал – устройство распределения крутящего момента на ведущие колеса.
• Планетарный механизм задней передачи – устройство, для обеспечения вращения вторичного вала в обратном порядке.
• Гидравлический насос – устройство, которое приводится в действие гидротрансформатором и предназначено для создания давления рабочей жидкости. Давлением приводятся в действие исполнительные устройства (гидроцилиндры).
• Блок управления – микропроцессорное устройство для управления исполнительными устройствами вариатора, в зависимости от сигналов, подаваемых с датчиков (местоположения коленвала, контроля расхода топлива, ABS, ESP и др.).

Существуют вариаторы не только с ременным приводом (вариатор CVT), но и цепным. В основном применяется в автомобилях Audi. Крутящий момент передается, так же как и в CVT, только диски сжимают цепь, которая имеет клиновидные оси звеньев. Цепь передает усилие тянущее, а не толкательное как ремень.

Следующий тип вариатора – торовый. В состав такого вариатора входят два клиновидных диска. Один диск является ведущим, второй – ведомым. Между дисками находится ролик, который может перемещаться в вертикальном направлении и вращаться горизонтально вокруг своей оси. Таким образом, ролик может соприкасаться с разными радиусами дисков. При соединении ролика с малым радиусом ведущего диска и с большим ведомого, получается низшая передача. Если наоборот – высшая. Прямая передача – это момент соприкосновения ролика с одинаковыми радиусами дисков. Но такой вариант вариатора не получил большого распространения из-за дороговизны и применения специальных смазывающих материалов.

 

Мы же рассмотрим работу самого популярного у автопроизводителей клиноременного вариатора.

При увеличении оборотов двигателя приводится в действие гидротрансформатор, который передает крутящий момент на первичный вал. На первичном валу установлен ведущий шкив и при воздействии на него гидроцилиндра, «щеки» начинают сходиться, что приводит к увеличению трения между ними и клиновидным ремнем. Далее под действием трения усилие передается на ведомый шкив, который соединен с вторичным валом. «Щеки» ведомого шкива в этот момент максимально сведены, то есть получается низшая передача. Далее при развитии оборотов происходит смена диаметров ведущего и ведомого шкивов. Передаточное число увеличивается максимально.

Ведомый вал вращает дифференциал, к которому присоединены полуоси ведущих колес. Задняя передача обеспечивается подсоединением к ведомому валу планетарного механизма, который и обеспечивает реверсивное движение ведомого вала.

Обеспечивает управление диаметрами шкивом электронная система управления, она же включает, по средствам актуаторов заднюю и пониженную передачу. Как видим, при использовании вариатора нет резких рывков при переключении, обеспечивается более плавный ход и экономия топлива, так как электроника выбирает оптимальный режим оборотов двигателя и передаточное число шкивов. Но уже и не полихачишь!

 

Но нарекания водителей, у которых появились автомобили с вариатором, были в отсутствии характерного урчания двигателя при смене передач как в механической коробке передач. Конструкторы нашли выход – применили псевдо-ступенчатое переключение передач, применив селектор выбора передач. Так, при трогании с места водитель включает первую передачу движения вперед и нажимает на акселератор, затем после достижения определенных оборотов, двигая селектор, включает вторую передачу и т.д. Достигается такое переключение программированием блока управления на фиксированные передаточные числа шкивов. Но возможен переход в полный автоматический режим, в этом случае электроника все выполнит сама. Для включения пониженной передачи селектор переводится в определённое положение и блок управления не включает повышенные передачи, независимо от оборотов работы двигателя.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

устройство, принцип работы вариатора, плюсы и минусы вариаторной коробки передач.

Вариатор (CVT) — бесступенчатая коробка передач, которая в определенном диапазоне позволяет добиться максимально плавного изменения передаточного числа. Главным отличием вариаторной коробки передач от аналогов является достаточно эффективное использование мощности ДВС.  

Коробка CVT (от англ. Continuously Variable Transmission, «все время изменяющаяся трансмиссия») позволяет наилучшим образом изменять крутящий момент от ДВС, передаваемый на колеса, с учетом нагрузок на двигатель, скорости движения ТС и т.д. В результате вариатор позволяет добиться высокой топливной экономичности.

Содержание статьи

Отличительные особенности, устройство и принцип работы вариатора

Начнем с того, что существует несколько типов вариаторных КПП, однако на автомобилях используется клиноременный и тороидный вариатор, при этом клиноременной вариатор встречается намного чаще.

Устройство современной коробки-вариатора включает в себя такие элементы:

• Специальный механизм, который отвечает за передачу крутящего момента от двигателя на вариатор, а также разъединяет коробку и ДВС при постановке на нейтральную передачу;
• Сама коробка-вариатор (другое название «вариаторная передача»), а также отдельный механизм, который позволяет автомобилю двигаться назад;
• Электронная система управления коробкой с входными и выходными датчиками;

Чтобы передать момент от двигателя, могут быть использованы: гидротрансформатор, центробежное автоматическое сцепление, электромагнитное сцепление, которое управляется электроникой, а также многодисковое сцепление. Чаще всего для этих целей используется гидротрансформатор (ГДТ), что позволяет добиться плавности и тем самым увеличить ресурс вариаторной коробки передач.

Что касается самой КПП, клиноременной вариатор включает в себя одну или две ременные передачи. Такая передача фактически является двумя шкивами, которые соединяются при помощи клиновидного ремня. Шкив образует пара конических дисков, причем диски могут сдвигаться и раздвигаться. Так удается менять диаметр самого шкива.

Чтобы сдвинуть конусы, задействовано гидравлическое давление, усилие пружины и центробежная сила. Конические диски расположены под углом наклона 20°. Это позволяет ремню перемещаться по поверхности шкива, при этом сопротивление минимально.

На начальном этапе такие вариаторы оснащались ремнем из резины, однако ресурс самого ремня оказывался небольшим. Сегодня вместо резины устанавливается металлический ремень вариатора. Такой ремень прочный и гибкий, при работе КПП создается меньше шума,  а также  решение служит заметно дольше, чем резиновый аналог.

Вращение передается посредством силы трения между шкивами вариатора и боковой поверхностью ремня. Также в некоторых вариаторах может использоваться стальная цепь. В этом случае речь идет о клиноцепном вариаторе.

Данный тип отличается от клиноременного вариатора тем, что крутящий момент передается торцевой поверхностью цепи во время ее точечного контакта с коническими дисками. При этом сами конические диски выполнены из прочной стали, а клиноцепной вариатор имеет наилучший КПД.

Еще отметим, что вариатор не способен обеспечить возможность движения назад. Для того, что автомобиль с такой КПП имел задний ход, в коробку интегрируют различные механизмы. Чаще всего это планетарный редуктор, который активно используется в АКПП.

Что касается управления вариатором,  система электронная, производит синхронное изменение диаметра шкивов с учетом режимов работы двигателя автомобиля. Также осуществляется управление сцеплением и планетарным редуктором.

Водитель управляет КПП при помощи селектора, а сами режимы напоминают режимы работы гидромеханической  АКПП. Более того, в вариаторной коробке можно выбирать фиксированные передаточные отношения, что позволяет реализовать функцию ручного переключения передач, подобно Tiptronic на АКПП.

Еще добавим, что тороидный вариатор отличается от описанных выше ременных и цепных аналогов тем, что имеет два соосных вала. Такие валы имеют сферическую или тороидную поверхность. Между валами зажимаются ролики.

Чтобы изменить передаточное число в таком вариаторе, необходимо менять положение роликов. При этом крутящий момент передается посредством сил трения между рабочими поверхностями.

Как работает вариатор в автомобиле

Если говорить о принципе работы вариаторной коробки, диаметр шкива вариатора постоянно изменяется. Изменение реализует сервопривод. Когда автомобиль только трогается с места, ведущий шкив вариатора имеет самый малый диаметр, то есть конические диски полностью разведены.

Ведомый диск в этот момент имеет самый большой диаметр, когда конические диски максимально сжаты. Когда обороты двигателя начинают расти, диаметр ведущего шкива становится больше, а ведомого уменьшается, что позволяет уменьшить передаточное число.

Как видно, вариатор путем уменьшения и увеличения диаметров шкивов позволяет двигателю работать в оптимальном режиме, чтобы получить максимум мощности и добиться лучшей динамики.

Плюсы и минусы вариатора

Прежде всего, такая трансмиссия является бесступенчатой. Это значит, что во время езды отсутствует необходимость переключаться на так называемы «ступени», при этом происходит постоянное преобразование крутящего момента, нет задержек между переключениями со ступени (передачи) на ступень.

В результате достигается максимальный комфорт  при езде на машине с вариатором. Однако данное решение не лишено недостатков. Прежде всего, установка такой трансмиссии предполагает определенные ограничения по мощности и крутящему моменту, то есть вариатор не ставят на автомобили с мощным двигателем. Еще одним минусом является сложность устройства самой вариаторной коробки передач, низкая ремонтопригодность и дороговизна самого ремонта вариатора.

Читайте также

Вариатор коробка передач что это такое и почему Хонда их любит?

Здравствуйте, дорогие читатели! Вариатор коробка передач что это такое? Почему Хонда предпочитает такую коробку передач? Почему крутящий момент в вриаторе меняется плавно, без ступеней?

На все эти вопросы сейчас мы найдем ответы. Рассмотрим из чего же состоит эта коробка передач, и разберем принцип работы. Так же узнаем, почему стоит внимательно подходить к выбору такой коробки передач.

Коротко о истории создания бесступенчатой коробки передач

Вариаторные коробки передач иногда называют бесступенчатыми или по английской аббревиатуре CVT.

Изобретение вариаторной передачи датировано 1886 годом, когда и был выдан патент на этот механизм. Но активно стали ее применять только более полвека спустя, в 50-ых годах, для привода вспомогательных двигателей электрогенераторов в авиационной промышленности.

Затем вариаторные коробки передач начали устанавливать на скутеры, так как позволяли упростить управление коробкой передач. На автомобили же бесступенчатые трансмиссии пришли вместе с моделью 600 от голландской компании DAF.

Именно эта машина, с еще резиновым ременным приводом считается родоначальником бесступенчатых трансмиссий в автомобильной промышленности.

В конце 80-ых, марки Ford и Fiat так же налаживают производство вариаторных коробок передач но уже с металлическим ремнем, а после них и все остальные мировые бренды подтягиваются к этому тренду.

Целый ряд автопроизводителей выпускает вариаторные коробки и конечно присваивает им свои названия:

• Multimatic — Honda;
• Lineartronic — Subaru;
• Hyper, Xtronic – Nissan;
• Autotronic – Mercedes;
• Multidrive -Toyota;
• Durashift CVT, Ecotronic — Ford;
• Multitronic – Audi.

Вариатор коробка передач что это такое? Принцип работы CVT

Для начала нужно разобраться, вариатор коробка передач что это такое, что же входит в бесступенчатый механизм коробки и как эти составные части между собой взаимодействуют.

Для лучшего восприятия условно поделим вариаторную коробку передач на две части. Основные узлы и вспомогательные.

К основным следует отнести:

• Ремень;
• Шкивы;
• Валы.

Принцип работы вариатора понять не сложно. На двух валах надето по два конусообразных шкива, которые могут перемещаться (сдвигаться и раздвигаться) а между ними натянут и зажат с двух сторон металлический ремень клинообразной формы.

Вот как раз ремень и передает усилие от ведущего вала, связанного с двигателем, к ведомому, который идет уже на колеса.

Передаточное число меняется в зависимости от того на сколько эти шкивы сближены, поскольку меняется число оборотов одной пары шкивов по отношению ко второй.

Шкивы двигаются в большинстве случаев гидроприводом управляемым электроникой. В итоге, мы имеем плавное изменение передаточного числа без рывков и фиксированных значений.

Вместо ремня может выступать металлическая цепь клинообразной формы, в основном это автомобили AUDI.

Такое решение позволяет передавать большую мощность, но все равно оно ограничено, где-то на отметке в 300 л.с. Поскольку повышение мощности далее негативно сказывается на ресурсе агрегата.

Еще одним из видов вариаторов будет тороидный, где связующим звеном между шкивами служит металлический вал (вариаторы Nissan). Как видим каждый из производителей старается, как то улучшить систему передачи мощности, но единого стандарта пока не изобретено.

Вспомогательные механизмы бывают следующие:

• Сцепление;
• Планетарная передача.

Сцепление в вариаторной коробке передач нужно чтобы соединять двигатель и коробку передач при начале движения и работе двигателя в режиме «нейтраль». На большинстве бесступенчатых вариаторах устанавливается гидротрансформатор, реже многодисковое сцепление.

Планетарная передача в бесступенчатой трансмиссии необходимо для реализации заднего хода, так как шкивы могут вращаться только в одну сторону. Так же могут присутствовать другие узлы и агрегаты, не влияющие коренным образом на работу механизма.

Хотя, если честно говорить, есть один элемент, который при пробуксовке в жаркий день и долгом стоянии в пробке просто незаменим. Это радиатор охлаждения, так как крутящий момент передается с помощью трения то и масло в такой коробке довольно ощутимо нагревается. Кстати не все автомобили оснащены системой охлаждения вариатора.

Особенности эксплуатации вариатора

Управление бесступенчатой трансмиссией реализуется, как и в классических гидротрансформаторных коробках передач, по системе PRND. Так проще людям пересесть на данный вид трансмиссии, не надо привыкать к новому управлению. А буквы означают соответственно:

• P – парковочный режим;
• R – это движение задним ходом;
• N – положение «нейтраль»;
• D – основное положение работы коробки передач со сменой передаточного числа.

CVT во многих описаниях называют автоматической коробкой передач и от того происходит путаница, так как автоматическая коробка передач на планетарных редукторах имеет совсем другой принцип работы, и ресурсы у них совсем разные.

Вариаторная коробка передач живет долго, но зависит от правильных условий эксплуатации.

Вариаторная коробка передач не любит пробуксовок, движения по глубокому снегу. А таскание прицепов вообще противопоказано, так как во всех перечисленных случаях идет повышенная нагрузка на трансмиссию. Это все снижает ресурс ремня и шкивов иногда в два, а то и более раз.

Ремонт же такой коробки передач может влететь в копеечку. Кстати, некоторых водителей так же раздражает гул двигателя при наборе скорости, так как при интенсивном разгоне двигатель набирает максимальные обороты, а затем коробка плавно поднимает скорость.

Ну не будем о грустном, обсудим лучше позитивные моменты. Главным можно считать экономичность, так как она приближается к лучшим показателям механических трансмиссий.

Кроме того не стоит забывать что водитель, знающий что такое вариаторная коробка передач не должен постоянно дергать ручку переключателя скоростей. Ну а для тех кто иногда хочет почувствовать полную власть над автомобилем многие производителя начали оснащать свои коробки рычагами выбора виртуальных передач.

Реализовано это с помощью электроники, которая задерживает в определенном положении шкивы и не дает двигаться дальше без участия водителя. Правда при достижении максимальных оборотов автоматика опять вступает в силу.

Так что это неоднозначная коробка, которая больше всего подходит для размеренного и спокойного движение.

Если вам было не слишком скучно, и интересно, то делитесь с друзьям в социальных сетях.

Пять вещей, которые нельзя делать на вариаторе — Российская газета

Автомобилей с вариаторными трансмиссиями на российском рынке становится все больше. Можно сказать, что этот тип трансмиссии пошел в народ после того, как ею стали комплектовать свои массовые модели компании Nissan, Renault и АвтоВАЗ. При этом такие коробки не зря считают «нежными» в сравнении с теми же гидромеханическими «автоматами». В этой статье мы расскажем, что точно не нужно делать, если вы хотите продлить жизнь вариаторной трансмиссии вашего автомобиля.

Чтобы лучше понять смысл наших рекомендаций, объясним в двух словах суть конструктива вариаторной коробки передач (CVT). Вариаторы бывают нескольких типов: (клиноременные со шкивами переменного диаметра, цепные, тороидальные). Ремень или цепь ходит по шкивам с переменным рабочим диаметром, позволяя изменять передаточное отношение плавно в широких пределах. Отсюда известная особенность CVT — такая коробка значительно капризнее к нагрузкам, чистоте и температуре масла, чем «автоматы» и «роботы». Так каких же ошибок следует избегать?

Редкая смена масла

Чистое масло необходимо вариаторным трансмиссиям, как свежий воздух человеку. Ведь работа узла на грязном или некондиционном масле заметно ускоряет старение ремня/цепи и конусов.

Грязь и пыль от фрикционов забивает каналы, как свиной жир. К тому же загрязненное масло хуже выполняет антифрикционные действия, что может спровоцировать проскальзывание ремня на конусах вариатора.

Помните также о том, что цепь хоть и крепче ремня, но требовательнее к качеству масла. Соответственно, если автопроизводитель рекомендует менять масло в вариаторе каждые 60 тыс. пробега, то при интенсивной эксплуатации этот лимит имеет смысл уменьшить вдвое или как минимум на треть. Понятно также, что лить в такую коробку можно только то масло, которое рекомендовано производителем.

Агрессивная езда

Нередко проблемы с вариаторными коробками возникают, если владелец практикует активную, а подчас даже экстремальную езду с резкими стартами, кик-даунами, выкручиванием двигателя до отсечки.

Как следствие, ремень или цепь могут проскальзывать и его протектор истирать хонингованные поверхности конусов. Этот процесс вполне можно уподобить следам шипов от покрышек, которые автомобиль оставляет на асфальте при резком старте. Длительные поездки на высоких скоростях машинам с вариаторными коробками тоже не рекомендованы, поскольку такой стиль езды рано или поздно приговорит подшипники валов и вызовет перегрев системы.

Пробуксовка

Автомобили с вариатором не любят пробуксовки, особенно длительные, при езде в тяжелых внедорожных условиях. Что происходит в таких случаях? Если автомобиль забуксовал в грязи, песке или снегу, обороты двигателя, связанного с вариатором, остаются примерно на одном уровне, меняются лишь передаточные числа CVT. Скорость вращения колес при этом может достигать нескольких десятков, а то и сотню км/ч.

Когда же одно или несколько колес наконец оказываются на твердой поверхности, скорость их вращения резко падает. А разница в оборотах при таком раскладе гасится именно вариатором. Читай — происходит экстремальное воздействие на ключевые элементы коробки: начиная от ремня или цепи вариатора, заканчивая ведущим и ведомым шкивами.

Логично, что срок службы трансмиссии значительно сокращается, возможны также растяжение и обрыв ремня вариатора. Кроме того, штурм скользких холмов провоцирует излишний разогрев масла, как следствие идет нагрев шкивов и ремня/цепи, которые могут опять-таки проскакивать, задирая поверхности шкивов. Добавим, что современные вариаторные коробки, дооснащенные гидротрансформатором, хоть и минимизируют негативные последствия пробуксовок, исключая жесткую связку двигателя и трансмиссии при старте, не способны сгладить рывки, возникающие с резким усилением сцепления на сильно раскрученных колесах.

Буксировка

Буксировать тяжелые прицепы и другие автомобили, особенно при движении в горку на машинах с вариаторами также не рекомендуется. Как и в случае с пробуксовкой на бездорожье, на шкивы, ремень или цепь идут сильные температурные воздействия. Кроме того, в мануалах ряда моделей не случайно упоминается, что при буксировке прицепа не следует превышать скоростные ограничения, скажем, не выше 70 км/час вне населенных пунктов и не более 90 км/ч на автомагистралях.

Если все же буксировать прицеп или тащить на «галстуке» другую машину остро необходимо, помните, что следует избегать резких нажатий на «газ». Наконец, в качестве буксируемого объекта автомобиль с вариатором также использовать не следует. Точнее, буксировка автомобиля с вариатором допустима, лишь если у последнего включен двигатель. В противном случае имеем масляное голодание узла, ведомый вал коробки будет вращаться от колес, и ремень или цепь буквально проточат неподвижный и не смазываемый вал от двигателя. Поэтому транспортируем машину с вариатором либо на эвакуаторе, либо методом частичной погрузки.

Спешка зимой

Зимой, при температуре воздуха ниже минус 15 градусов, следует уделить повышенное внимание прогреву не только мотора, но и вариаторной трансмиссии. В противном случае вы начинаете движение, когда масло в коробке излишне густое.

Поверхности конусов будут смазываться недостаточно, соответственно, ремень или цепь могут проскальзывать и оставлять микрозадиры. Кроме того, при отсутствии должного прогрева увеличивается нагрузка на привод насоса, а тот будет нагнетать излишнее давление в системе.

Так могут выйти из строя клапаны гидроблока или резиновые уплотнения. И, кстати, прогреть вариатор можно и нужно также и в движении. Примерно первые пять километров в морозное утро едем неспешно, плавно, избегая резких стартов и ускорений. Еще один быстрый способ прогрева вариатора — включение режим D или R на стоянке одновременно с постановкой машины на «ручник» или уперев колеса в бордюр. Такой способ может показаться радикальным, однако он рекомендован, если машина засела в снегу (например, в нерасчищенном дворе), и вам нужно выехать их ловушки, сохранив здоровье CVT.

Вариатор в паре со сцеплением — Есть ли сцепление на вариаторе

Принцип действия вариатора. Вариатор: устройство и принцип действия

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:

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:

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.

Как это работает?

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.

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

Техническое обслуживание

Нужен ли прогрев двигателя при старте движения?

Вариатор (сцепление) — принцип действия, устройство

Положительные аспекты

fb.ru

Принцип работы вариаторной коробки передач

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.

Немного истории

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.

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.

Устройство и принцип работы вариаторной коробки

Коробка вариатор состоит из следующих устройств:

• Механизм, передающий крутящий момент от двигателя на вариатор. Он же заведует разъединением двигателя и коробки — нейтральной передачей;
• Собственно вариаторный механизм;
• Электронная система управления;
• Механизм, обеспечивающий движение задним ходом.

• Гидротрансформатор, являющийся наиболее применяемым устройством;
• Мокрое многодисковое сцепление под электронным управлением;
• Автоматическое центробежное сцепление;
• Электронное электромагнитное сцепление.

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.

Клиноременный механизм

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.

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.

Клиноцепной механизм

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.

Управляющие устройства

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.

Плюсы и минусы вариаторов

Как все остальные механизмы переключения передач, коробка вариатор имеет свои плюсы и минусы. К положительным сторонам устройства стоит отнести следующее:

• Плавность переключения передач, точнее их отсутствие;
• Возможность использования ручного переключения по принципу Типтроника. Такая особенность имеется благодаря полностью электронному управлению коробкой;
• Равномерное распределение нагрузки на двигатель, позволяющее работать ему в оптимальном режиме, что повышает его долговечность;
• Экономичность;
• Возможность быстрого старта;
• Простота механизма, что позволяет удешевить его производство и ремонт.

• Большая зависимость от электроники4
• Невозможность буксировки;
• Высокая стоимость применяемой жидкости. Низкая периодичность ее замены;
• Наличие постоянного троллейбусного звучания при различных стилях езды, в разных скоростных режимах

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.

autodont.ru

Есть ли сцепление на «автомате»? Разбираем техническую составляющую

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Конечно, рядовой обыватель привыкший передвигаться «строго» на механической КПП, автомат не очень то жалует. По его соображениям это реально ненадежный агрегат, вот МКПП это да! НА века. Но у механики есть не очень-то прочный узел, особенно для новичков, это сцепление, которое палится на «раз». Немного вспомним принцип работы механической «коробки»

Механика

Как мы помним там три педали, если идти справа налево – первая это «газ», средняя «тормоз» и самая крайняя это «сцепление». Для того чтобы вам тронуться, вам нужно выжать сцепление включить передачу, затем отпуская эту педаль надавливаем на «газ» и машина едет. При переключении передач, вам также нужно повторять эту процедуру.

Конструкция очень проста – если хотите, то основанная на сухом трении дисков. Если утрировать — под действием своих пружин, ведомый жестко прижат к ведущему диску, за счет чего и двигается автомобиль. Но стоит вам надавить на педаль, то диски разжимаются (отходят друг от друга) и вы можете менять передачи (повышать, понижать, либо нейтральная). Эта конструкция работает уже столетие, и она действительно — прочная, но для новичков это не простой экзамен. Зачастую они просто передерживают педали при переключении – диски трутся и один менее прочный стирается.

После такого истирания – уже не существует прочной связи (прижима), диски начинают буксовать, и поэтому автомобиль теряет динамику в разгоне и просто езде (если диск совсем «убит», то может и не тронуться, просто не переключитесь).

Немного вспомнили, но как же на автомате?

Автомат

Открываем главную тайну – сцепления в классическом понимании, на автомате — конечно же НЕТ! Там нет двух сухих дисков, которые взаимодействуют друг с другом, однако принцип размыкания передач тут все же присутствует. То есть сцепление как бы есть, но оно автоматизированное, совсем другое.

Давайте теперь вспомним, как здесь мы переключаем передачи (ведь здесь всего две педали) – мы просто выжимаем «тормоз», переводим ручку АКПП в положение D (drive), отпускаем педаль и нажимаем на «газ» — все машина поехала. Но каков же принцип.

Знаете, может я многих поклонников механики разочарую, но автомат также не менее «древний», ему вот-вот наступит 100 лет.

Здесь также все банально и просто, основой для работы такой трансмиссии является гидротрансформатор и в отличие от МКПП, здесь сцепление работает за счет жидкости – трансмиссионного масла, то есть как бы – мокрый тип.

Если утрировать принцип работы – представьте два вентилятора, которые работают друг напротив друга, максимально близко. Если один вращается — то он будет передавать поток воздуха другому, и тот в зависимости от оборотов также примет ту или иную скорость вращения, это и есть гидротрансформатор.

Здесь стоят две турбины, одна ведущая – вторая ведомая, они помещены в вязкую жидкость (масло) и закрыты в герметичном корпусе. Когда одна начинает вращаться — она передает вихревую энергию второй, за счет чего и происходит движение. Однако сейчас конструкцию немного усовершенствовали – после того как обороты этих турбин становятся одинаковыми, они входят в жесткое зацепление при помощи специальных муфт, которые призваны снизить потери энергии крутящего момента. Вот он принцип «классического» автомата!

Многие сейчас могут задать вопрос – а почему обязательно масло? Да все просто, воздух для таких оборотов слаб, он не передает столько энергии, вода быстрее закипит, а также будет окислять все металлические части внутри – ресурс упадет. А вот масло не только передает максимальное количество энергии, но и смазывает запчасти внутри, тем самым уберегая их от износа, вот почему так важно его вовремя менять.

Сейчас гидротрансформаторные автоматы стоят на широком круге автомобилей, но стоит отметить, что автоматических трансмиссий сейчас как минимум три – автомат, вариатор, робот. И у робота и вариатора принцип совершенно другой, но про это я напишу как-нибудь в другой раз.

Если подвести итог – классического «сухого» сцепления у автомата НЕТ! Но сцепление там присутствует при помощи турбин, специальных муфт и давления масла.

Сейчас видео версия статьи

НА этом заканчиваю, читайте наш АВТОБЛОГ.

avto-blogger.ru

Технология CVT (вариатор)

CVT, Continuously Variable Transmission — общее обозначение бесступенчатых трансмиссий, т.е. трансмиссий, способных плавно изменять коэффициент передачи (отношение скоростей вращения и вращающих моментов двигателя и движителя) во всём рабочем диапазоне скоростей и тяговых усилий. Трансмиссии CVT бывают электрические, гидрообъемные, гидродинамические (гидротрансформатор), вариаторные и комбинированные. Однако в мировом автомобилестроении аббревиатура CVT по исторически-маркетинговым причинам обозначает только вариатор.

Ключевым недостатком всех вариаторов является их фрикционный принцип действия, что прямо ведет к принципиальной невозможности передачи значительного момента, крайне низкому ресурсу под нагрузкой и высокой стоимости ремонта/замены (до трети стоимости всего автомобиля). В силу этого приобретение даже новых автомобилей с CVT категорически не рекомендуется. Кроме, разве что, столетних бабушек — ездить в церковь по воскресеньям.

Ключевой особенностью вариатора является плавное изменение передаточного числа («бесконечное» количество передач). Таким образом, вариатор позволяет при разгоне удерживать двигатель на оборотах максимального крутящего момента и разгонять машину наиболее эффективно. В силу этой особенности вариатор, по оценке компании Nissan, превосходит по эффективности обычные 4-ступенчатые коробки передач примерно на 15-20% и обеспечивает плавный разгон без рывков.

Т.к. все предшествующие автомобильные трансмиссии приучили водителей к изменению оборотов и звука двигателя по мере разгона, вариаторы первого поколения, всегда при разгоне державшие двигатель на одних и тех же высоких оборотах (см. диаграмму выше), сменились вариаторами второго поколения, способными имитировать некоторое заранее фиксированное количество передач (обычно шесть). Таким образом, нудный постоянный воющий звук двигателя при разгоне сменился более привычной картиной ступенчатого нарастания тона. Данный момент является превосходной иллюстрацией сознательного ухудшения эффективности техники в угоду маркетингу и потребительской психологии.

Существует множество разновидностей вариаторов: лобовые, конусные, шаровые, многодисковые, торовые, волновые, дискошариковые, клиноременные, цепные, высокомоментные.

В настоящее время в автомобилестроении применяются три типа вариаторов: клиноременной, цепной и торовый.

Клиноременной вариатор состоит из двух раздвижных шкивов и натянутого между ними ремня. Ведущий шкив соединен с двигателем, ведомый — с ведущими колесами. Шкивы раздвижные, состоят из двух половинок. Если половинки шкива сближаются, ремень выталкивается наружу, если раздвигаются, ремень проваливается внутрь. Получаются шкивы с переменным рабочим диаметром. Изменение радиусов шкивов производится синхронно — когда один шкив увеличивает радиус, другой его уменьшает. В итоге плавно изменяется передаточное отношение: пока радиус ведущего шкива меньше, чем ведомого, имеем пониженную передачу; если радиусы равны — передача прямая; если же ремень на ведущем шкиве вращается по большему радиусу, чем на ведомом — получаем повышенную передачу.

Торовый (тороидальный) вариатор вместо раздвижных шкивов использует конусовидные диски, а вместо ремня — ролики. Ведущий диск так же соединен с двигателем, ведомый — с трансмиссией. К дискам прижимаются ролики, которые могут вращаться вокруг горизонтальной оси, передавая крутящий момент, и смещаться относительно вертикальной, соприкасаясь с дисками в разных точках. Изменяя положение роликов, можно менять передаточное отношение. Если ролик соприкасается с ведущим диском по малому радиусу, то с ведомым он контактирует по большому — получаем понижающую передачу. При вращении по одинаковым радиусам передача будет прямой, а если ролик прижат к ведущему диску по большему радиусу — повышающей.

Общее устройство вариатора

Вариатор как коробка передач включает в себя следующие элементы:

Для обеспечения трогания с места и отсоединения вариатора от двигателя могут быть использованы:

Последний вариант наиболее популярен, т.к. гидротрансформатор обеспечивает плавность работы механизма при передаче крутящего момента и тем повышает ресурс вариатора.

• осуществление изменения передаточного отношения вариатора в соответствии с режимами работы двигателя;
• управление гидротрансформатором/сцеплением;
• обеспечение работы планетарного редуктора (реверс).

Система управления состоит из блока управления, датчиков, гидросистемы управления шкивами. Получая данные об оборотах двигателя, скорости автомобиля и положении педали акселератора, блок управления определяет оптимальное для данного режима движения передаточное число. По показаниям датчиков скорости вращения первичного и вторичного валов определяется реальное передаточное число. При их несовпадении блок управления выдает команду гидросистеме на изменение диаметра шкивов.

Т.к. прямой передаче вариатора соответствует положение, когда диаметры ведущего и ведомого дисков одинаковы, низшее и высшее передаточные числа вариатора симметричны относительно единицы. Таким образом, чтобы избежать «изобилия» высших передач и «недостатка» низших, вариатор требует увеличенного передаточного числа главной передачи (т.е. подвергается воздействию бОльшего момента, нежели традиционные АКПП).

Единственное объективное преимущество вариатора по сравнению с другими коробками передач заключается в эффективном использовании мощности двигателя и, как следствие, высокой экономичности и плавности разгона.

Что такое вариаторная коробка передач: особенности, фото- и видеообзор

Вариаторная коробка передач  – это специальная механическая конструкция, предназначенная для передачи усилия двигателя бесступенчатым способом к колесам. В определенном значении ее можно назвать АКПП работающим по абсолютно иной схеме.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Что это такое?

Многие автолюбители, приобретая новый авто, просто не знают, что такое вариатор на машине и вообще, где он находится. Поясняем — вариатор это КПП, которая отличается отсутствием ступеней. Подобный принцип действия вариатора дает возможность ему использовать мощность двигателя предельно действенно. Равным образом увеличивается динамика авто и уменьшается расход горючего, а также продлевается срок его службы.

Какой принцип ее работы?

Схема работы вариаторной трансмиссии

Принцип работы вариатора был изобретен Леонардо да Винчи еще в пятнадцатом столетии. Первый автомобиль с такой КПП был выпущен в пятидесятые года двадцатого столетия. Устанавливалась она тогда на автомобили очень редко и срок её службы был небольшой. Широко начала применяться только в наши дни, когда инженеры довели ее устройство практически до совершенства.

Конструктив

Вариаторная КПП состоит из следующих узлов и механизмов:

• вариаторная передача;
• узел, задачей которого является разъединения двигателя с вариатором, для нейтральной передачи;
• система управления;
• механизм заднего хода.

  Схема вариатороной КПП автомобиля: привод насоса, гидротрансформатор, дифференциал, ремень, ведомый диск, вторичный вал, передача заднего хода, ведущий диск и первичный вал.

Теперь расскажем подробней об устройстве вариатора. Коробка вариатор установленная на машине может быть, клиноременного или тороидного типа.

Бесступенчатый клиноременный вариатор

Клиноременный, как видим на фото, располагает парой шкивов, находящимися на двух осях. Соединяются они с помощью специального клиновидного ремня. На них находятся конусные диски, повернутые друг к другу собственными вершинами.

Схема клиноременной вариаторной коробки

Если будет изменено расстояние меж дисками, то соответственно и диаметр шкива будет меняться. В случае полного соединения дисков, он максимален, в обратном случае он будет минимален. Вот и получается, что в случае равномерного изменения расстояния меж дисками ремень станет передавать на ведомый шкив различное передаточное число.

Схема и принцип работы тороида

В случае с тороидным КПП цепь или ремень полностью отсутствуют. В нем находится 2 вала, как показано на фото, которые расположены на двух параллельных осях и располагают круглой поверхностью. Между валами зажаты специальные ролики, которые и осуществляют передачу вращающего момента. Передаточное число меняется благодаря одновременной смене положений этих роликов. Сразу заметим, что коробка такого типа применяется намного реже, нежели клиноременная. В первую очередь, это связано с намного более сложным процессом её производства.

Срок службы

Как правило, практически для всех коробок с вариатором ресурс установленный производителем, не больше 200 000 километров пробега, но с каждой новой моделью он увеличивается. Привести в негодность вариаторную коробку, как и двигатель, можно и намного раньше, например, пробуксовывая в грязи, постоянно переключать селектор из положения D в положение R и обратно. Сначала могут в устройстве не выдержать подобного ленты, которые начинают вытягиваться, а зазоры меж пластинами существенно увеличиваются. Поскольку усилие сжатия конусов достаточно большое, то и неестественно повернутую пластину они смогут выдавить очень легко. В результате ремень начинает разрушаться засоряя при этом гидроблок.

Основные рекомендации для нормальной работы коробки

• Постоянно следите за уровнем масла в КПП и вовремя меняйте его. Этим вы продлите срок её службы.
• В зимнее время старайтесь сильно не перегружать трансмиссию в начале движения, а также в случае буксировки и плохой дороги. Этим вы можете существенно снизить срок её службы.
• Постоянно проводите проверку разъемов и проводки на обрывы, наблюдайте за функционированием всех приборов.
• Если во время движения происходят какие-то неполадки, значит нужно сразу остановить автомобиль и осмотреть все основные узлы автомобиля: мотор, свечи, систему питания. Незамедлительно необходимо провести диагностику всех устройств для определения неисправностей. Не стоит заниматься ремонтом КПП самому. Такое недопустимо, для этого обратитесь к профессионалам.

Видео «Работа вариаторной трансмиссии»

Видео, в котором наглядно продемонстрировано как работает вариатор автомобиля.

Из нашей статьи вы узнали как устроен вариатор на автомобиле. У вас, наверное, остались вопросы и вы их можете задать внизу в комментариях.

Что такое трансмиссия CVT?

CVT, или бесступенчатая трансмиссия, плавно переключается в бесконечном диапазоне эффективных передаточных чисел во время движения, в то время как другие виды механических трансмиссий предлагают фиксированное количество передаточных чисел и жесткие переключения между ними, как объясняется в Certified Transmission Repair. Системы трансмиссии CVT также известны как односкоростные, бесступенчатые и бесступенчатые трансмиссии.

Бесступенчатый вариатор обеспечивает беспрецедентную гибкость, позволяющую поддерживать постоянную угловую скорость независимо от выходной скорости.Кроме того, бесступенчатая трансмиссия обеспечивает плавное ускорение и повышенную экономию топлива.

История вариатора

Хотя вариатор только недавно приобрел популярность, с новыми инновациями, предлагающими большую эффективность, конструкция существовала веками — Леонардо Да Винчи разработал первый вариатор в 1490 году, хотя официально он не был запатентован до 1886 Даймлер и Бенц.

Впервые CVT получил известность в 1910 году, когда мотоциклы Zenit построили модель CVT, которая была настолько эффективной, что ее запретили участвовать в соревнованиях по восхождению на холмы.К концу 1980-х годов CVT вошел в массовое производство благодаря Subaru. В наши дни почти каждый производитель имеет хотя бы одну модель с бесступенчатой ​​коробкой передач.

Как работает вариатор?

В то время как в традиционной трансмиссии используется широкий спектр сложных деталей для переключения между диапазоном предустановленных передач, большинство систем CVT работают через систему шкивов. Короче говоря, эта система состоит из конусов на каждом шкиве, соединенных цепным ремнем. Конусы могут перемещаться для увеличения или уменьшения диаметра ремня для изменения передаточных чисел, позволяя быстро переключаться на необходимое передаточное число для увеличения мощности и повышать экономию топлива.

Один шкив вариатора соединен с двигателем, а другой передает мощность на колеса. Ширина этих шкивов изменяется в зависимости от необходимой мощности; по мере того, как один становится больше, другой становится меньше. Это позволяет вариатору обеспечивать сильное и плавное ускорение, как объясняет CarFax .

Существует второй, менее распространенный тип вариатора, в котором используется серия дисков и роликов, но он работает по схожим принципам.

Хотя в вариаторе нет шестерен, некоторые имитируют более традиционное переключение передач.В этих трансмиссиях система ремня и шкива предназначена для перемещения в заданные точки с помощью традиционного рычага переключения передач или лепестковых переключателей на рулевом колесе.

Почему автопроизводители используют вариаторы?

Если трансмиссии CVT существовали так долго, почему они популярны только сейчас? Производители теперь понимают, что они, как правило, хорошо работают для своей основной клиентской базы. CVT получает как можно больше мощности от меньшего двигателя. Это делает ускорение более быстрым и отзывчивым, поэтому средний водитель получает больше удовольствия от движения.

CVT Transmission Pros

CVT предлагает ряд преимуществ среднему водителю.

• Значительно улучшена экономия топлива. Современные гибриды используют вариатор для экономии топлива, и многие газовые модели с вариатором предлагают около 38 миль на галлон среднего седана.
• В соответствии с сертификатом Certified Transmission Repair , движение в гору стало проще с вариатором. Типичная трансмиссия должна усерднее работать, чтобы найти правильное передаточное число для привода, тогда как CVT находит точное необходимое передаточное число почти сразу, позволяя двигателю беспрепятственно обеспечивать мощность без резкого переключения.
• Поскольку здесь нет жесткого переключения передач, вариатор также позволяет вам наслаждаться плавным вождением и ускорением на любой скорости, как объясняет CarFax . Это также исключает резкое переключение на пониженную передачу, когда вы пытаетесь получить дополнительную мощность для проезда по шоссе.

Трансмиссия CVT Минусы

Хотя вариатор, безусловно, может многое предложить, у него есть некоторые недостатки по сравнению с традиционной трансмиссией согласно Samarins .

• CVT-системы, как правило, дороже традиционных аналогов.
• Затраты на ремонт и замену также могут быть более дорогими, в размере нескольких тысяч долларов, вероятно, потому, что системы вариатора обычно не работают так долго, как традиционные системы. Они могут выйти из строя примерно на 100 000 миль, в то время как традиционная трансмиссия может прослужить вдвое больше.
• Хотя вариатор отлично подходит для среднего водителя, он не предназначен для высокопроизводительных ситуаций, как объясняет Certified Transmission Repair . Бесступенчатые трансмиссии не справляются с возросшей мощностью, поэтому они не используются в спортивных купе и мощных автомобилях.
• Как объясняет автомобильный инженер, восприятие шума водителем также сильно отличается от ступенчатой ​​автоматической или механической трансмиссии, что привело к относительно низкому восприятию.

На что следует обращать внимание при покупке подержанного автомобиля с вариатором

Перед покупкой подержанного автомобиля с вариатором необходимо провести дополнительное исследование, как рекомендовано Самаринс . Из-за расходов на замену вариатора обязательно пройдите тест-драйв, проведите осмотр и проверьте гарантию на него.

Во время пробного вождения обратите внимание на следующее:

• Медленное переключение: хотя вам не нужно переключать вариатор с первой на вторую передачу, вам нужно переключаться между парковкой, движением и задним ходом. Если переключение трансмиссии занимает больше секунды или около того, это может указывать на неисправный вариатор, который может скоро выйти из строя.
• Странные звуки: вариаторы, естественно, громче, чем их традиционные аналоги, но они не должны быть настолько громкими, чтобы жужжание и нытье были нормальным явлением. Если вы слышите чрезмерный шум при ускорении, это красный флаг.
• Скольжение: при ускорении вы должны испытывать непрерывное плавное ускорение. Если он проскальзывает или на мгновение теряет мощность, вариатор неисправен.
• Рывковое переключение: переключение передач не должно приводить к рывкам или сотрясениям автомобиля.
• Непостоянные обороты: вариатор должен оставаться постоянным, поэтому, если вы заметите колебания оборотов при движении с постоянной скоростью, это может указывать на проблему.
• Грязная трансмиссионная жидкость: если трансмиссионная жидкость загрязнена, это может указывать на проблему с вариатором, среди других проблем.

Трансмиссия CVT: итоги

Трансмиссия CVT может улучшить впечатления среднего водителя в соответствии с сертификатом Certified Transmission Repair . Это может повысить эффективность и помочь на крутых подъемах. Это особенно полезно в горных районах. Просто помните, что эти трансмиссии могут иметь высокую цену как при первоначальной покупке, так и при затратах на ремонт. Вот почему так важно убедиться, что на него распространяется гарантия.

Как объясняет Edmunds , преимущество вариатора заключается в его простоте. По сравнению со сложным набором из сотен компонентов традиционной трансмиссии, вариатор состоит только из ремня, ведущего шкива, шкива измерения крутящего момента и нескольких микропроцессоров и датчиков. Это делает вариатор более адаптируемым, чем его традиционные аналоги, обеспечивая плавную езду и плавное ускорение, несмотря на меняющиеся дорожные условия.

Информация и исследования в этой статье проверены сертифицированным ASE техническим специалистом Дуэйн Саялун из YourMechanic.ком . Для получения отзывов или запросов на исправление, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону [email protected] .

Источники:

https://www.edmunds.com/car-technology/cvt-enters-the-mainstream.html

https://certifiedtransmissionrepair.com/cvt-transmissions-pros-cons /

https://www.caranddriver.com/features/a28200003/transmission-fluid-check/

https://www.caranddriver.com/features/a28200003/transmission-fluid-check/

https://www.caranddriver.com/samarins.com/check/cvt.html

http://www.car-engineer.com/the-continuously-variable-transmission-cvt/

https://www.carfax.com/blog/CVT -pros-and-cons

https://www.caranddriver.com/features/a15113275/how-cvt-transmissions-are-getting-their-groove-back-feature/

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на пианино.io

Коробка передач CVT

в сравнении с автоматической: Краткое руководство

В общем, существует три различных типа трансмиссий. Даже если вы мало знаете о том, как работает трансмиссия, вы, вероятно, слышали о механической и автоматической коробках передач. CVT — это новейший тип трансмиссии. Иногда ее называют бесступенчатой ​​трансмиссией, и она является разновидностью автоматической.

Что означает вариатор?

Autotrader объясняет термин CVT, обозначающий бесступенчатую трансмиссию.

Преимущества вариатора

В зависимости от автомобиля и водителя вариатор может обеспечить более плавное вождение по сравнению с традиционной автоматической коробкой передач.

Согласно Carfax, одним из наиболее значительных преимуществ использования вариатора является то, что они часто более экономичны, чем обычная автоматическая коробка передач. Это одна из причин того, что они становятся все более популярным выбором для многих автомобилей у автопроизводителей.

Как работает вариатор?

Чтобы увидеть, как работает вариатор, в объяснении How Stuff Works вам необходимо понимать ручное и традиционное автоматическое переключение.В механической коробке задано количество передач, и водитель определяет, какое передаточное число им нужно. Автоматическая коробка передач также имеет заданное количество передач, но в ней используется гидравлическая система, которая реагирует на давление, создаваемое условиями, для определения необходимой передачи без какого-либо участия водителя.

Вариатор похож на автоматический в том, что он не использует никаких входных данных от драйвера, но на этом сходство заканчивается. У вариатора нет шестерен. Вместо этого у него два шкива. Один шкив соединяется с двигателем, а другой — с колесами.Гибкий ремень соединяет два шкива.

Ширина шкивов изменяется в зависимости от того, какая мощность требуется автомобилю. Когда один шкив становится больше, другой становится меньше. Поскольку ни шкивы, ни ремень не являются фиксированными, они могут обеспечивать бесконечное количество передаточных чисел, в отличие от автоматической коробки передач, которая имеет заданное количество передач.

Не все вариаторы созданы одинаковыми. Наиболее распространенным типом является шкив, но некоторые другие типы включают тороидальный вариатор, в котором используются вращающиеся диски вместе с силовыми роликами, что дает тот же результат, что и шкивы.Гидростатический вариатор использует насосы для управления потоком жидкости, который затем производит вращательное движение.

Что такое Launch Gear?

Toyota недавно внесла некоторые изменения в свой вариатор. CNET заявляет, что теперь использует то, что они называют механизмом запуска, чтобы дать водителям ощущение обычной трансмиссии. Пусковая передача почти такая же, как и первая передача в обычной автоматической коробке передач. Когда автомобиль набирает скорость, трансмиссия отключает его, и он начинает работать как вариатор. Toyota заявляет, что использование этих новых фиксированных передаточных чисел будет не только больше похоже на обычную коробку передач; это также увеличит эффективность ремня и улучшит характеристики.

Что лучше между вариатором и автоматической коробкой передач?

Одним из преимуществ вариатора является его способность непрерывно изменять передаточное число. Это означает, что независимо от частоты вращения двигателя он всегда работает с максимальной эффективностью. В результате вариаторы часто обеспечивают лучшую экономию топлива, особенно при движении по городу.

Digital Trends утверждает, что большинство автомобилей, оснащенных вариатором, обеспечивают более плавную езду, чем аналогичный автомобиль с обычной автоматической коробкой передач. Это потому, что коробка передач никогда не переключается.Нет резкого переключения на пониженную передачу, когда автомобилю требуется дополнительная мощность, и нет ощущения переключения передач, которое иногда бывает с традиционной автоматической коробкой передач.

Вариатор легче традиционной автоматической, и это, в сочетании с более плавной работой, помогает улучшить топливную экономичность автомобилей, оснащенных вариатором.

Из-за отсутствия зубчатой ​​передачи автомобилям с бесступенчатой ​​трансмиссией также легче найти и поддерживать идеальное передаточное число. Ему легче взлетать со светофора и легче преодолевать труднопроходимую местность, потому что регулируемая трансмиссия позволяет ему двигаться на правильной «передаче» и оставаться там.

Недостатки вариатора

Хотя отсутствие повышающей и понижающей передачи считается преимуществом бесступенчатой ​​трансмиссии, некоторые водители упускают ощущение движения автомобиля через точки переключения. Если вы предпочитаете более спортивный стиль вождения, то отсутствие фиксированных передач делает поездку менее увлекательной.

Еще одна жалоба водителей на вариатор — это громкий гудящий звук, возникающий при разгоне. Это происходит потому, что вариатор заставляет двигатель постоянно работать на высоких оборотах, когда он набирает обороты.Как объясняет автомобильный инженер, широкая общественность меньше восприняла вариатор из-за разницы в восприятии шума механической или ступенчатой ​​автоматической трансмиссией.

CVT может быть дорого ремонтировать или заменять по сравнению с обычной автоматической коробкой передач.

Некоторые из распространенных проблем, с которыми сталкиваются владельцы, включают перегрев, пробуксовку и внезапную потерю ускорения. Дрожь — тоже обычная проблема.

Поскольку работа вариаторов зависит от ремней, если они страдают от чрезмерного растяжения или слишком сильного износа, трансмиссия может полностью выйти из строя.

AutoDNA объясняет общие недостатки CVT:

• У них нет ощущения связи между ускорителем и двигателем во время ускорения.
• Двигатели, которые могут работать с вариатором, имеют ограничения по мощности и размеру.
• Они не работают так долго, как обычная коробка передач.
• С вариаторами труднее работать. Даже базовое обслуживание часто требует выполнения обученным механиком.

Преимущества автоматической трансмиссии

Согласно Mister Transmission, несмотря на то, что наличие вариатора имеет некоторые преимущества, традиционные автоматические трансмиссии также обладают некоторыми преимуществами.

• У них больше ощущения связи между двигателем и скоростью автомобиля.
• Водитель лучше чувствует себя при переключении на повышенную и понижающую передачу.
• Автоматические трансмиссии дешевле в обслуживании.
• Они предлагают более увлекательное вождение.

Недостатки автоматической коробки передач

Как и вариатор, автоматическая трансмиссия также имеет некоторые недостатки. Некоторые из них включают:

• Они менее экономичны, чем вариатор.
• Автоматика производит больше выбросов.
• Водителям приходится охотиться за шестернями при подъеме на холмы.

Как работают автоматические коробки передач?

How Stuff Works объясняет, что в автоматической коробке передач используются зубчатые передачи, гидравлическая система и преобразователь крутящего момента. Гидравлическая система регулирует ленты и муфты, управляющие зубчатыми передачами, а насос проталкивает трансмиссионную жидкость. Давление жидкости заставляет клапаны переключения открываться и закрываться, что открывает различные цепи передачи.

Теперь вы знаете разницу между коробкой передач CVT и автоматической коробкой передач. Какой из них вам подходит?

Источники:

https://www.digitaltrends.com/cars/manual-vs-automatic-transmission/

https://www.aamcoleessummit.com/Blog/Article/The-CVT-Transmission-Pros- and-Cons-You-Should-Know

How Does an Automatic Transmission Work?

http://www.car-engineer.com/the-continuously -переменная-трансмиссия-cvt /

https: // www.classictoyotatyler.com/blogs/2332/toyota-direct-shift-cvt-tyler/

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Что такое вариатор или бесступенчатая трансмиссия?

Два наиболее распространенных типа трансмиссий — механическая и автоматическая.Но есть третий тип, называемый бесступенчатой ​​трансмиссией (CVT). Бесступенчатые трансмиссии существуют с конца 1980-х годов, но сейчас они более распространены, чем когда-либо, поскольку обычно обеспечивают лучшую экономию топлива, чем другие виды трансмиссий.

Знание того, как работает вариатор и его преимущества, может помочь потребителям понять, почему и принять то, как они меняют ощущения и звуки автомобиля при ускорении.

Как работает вариатор?

Технически вариатор представляет собой автоматическую коробку передач, потому что водителю не нужно переключаться между передачами переднего хода или вручную нажимать педаль сцепления.Но между ними есть фундаментальные различия как в форме, так и в функциях.

В отличие от традиционной автоматической (или механической коробки передач, если на то пошло), вариатор не имеет фиксированного количества предустановленных передач. Вместо этого он использует неограниченное количество передаточных чисел, чтобы соответствовать стилю вождения и условиям в любой момент. Поскольку трансмиссия CVT обеспечивает плавное переключение без каких-либо жестких моментов переключения передач, ее часто называют «односкоростной» или «без переключения передач».

CVT достигает этой бесконечной гибкости передаточного числа за счет использования двух противоположных шкивов конической формы с цепью или ремнем, проходящим между ними.Эта установка очень похожа на то, как цепь действует на шестерни велосипеда.

Один конус соединен с выходным валом двигателя, а другой конус направляет мощность на карданный вал и ведущие колеса. Передаточные числа изменяются по мере того, как шкивы перемещаются все ближе и дальше друг от друга, в результате чего цепь или ремень перемещаются вверх и вниз по сторонам двух конусов. Это движение увеличивает или уменьшает диаметр цепи или ремня, что изменяет передаточное число в зависимости от необходимой мощности. Эти изменения в реальном времени происходят постоянно, когда машина движется.

CVT Плюсы и минусы

Автопроизводители все чаще используют вариаторы благодаря ряду преимуществ, которые они предоставляют:

• Повышенная экономия топлива. Вариаторы более эффективны, чем стандартные автоматические трансмиссии, и обычно используются в гибридных трансмиссиях и небольших автомобилях, чтобы максимально увеличить количество миль, которые вы можете проехать на каждом галлоне бензина.
• Отзывчивое ускорение. Благодаря своим переменным характеристикам, вариатор обычно может находить правильное передаточное число намного быстрее, чем автоматическая коробка передач, практически на любой скорости, начиная от бездорожья и заканчивая обгоном шоссе.
• Более плавный характер вождения. Отсутствие жестких точек переключения означает, что вариатор обеспечивает более стабильную работу во всем диапазоне оборотов двигателя. Здесь нет резких переключений на пониженную передачу или задержек в ускорении, как при использовании автоматических и механических коробок передач.

Хотя вариаторы предлагают некоторые очевидные преимущества для некоторых владельцев автомобилей, они подходят не всем. К недостаткам можно отнести:

• Отсутствие характера. Чувство переключения передач практически отсутствует, что приводит к вождению, которое может быть мягким и неинтересным.
• Шумность. Многие водители считают, что вариатор громче и скучнее, чем традиционные автоматические трансмиссии. При резком ускорении, например при выезде на автостраду, они имеют тенденцию гудеть. Эта черта делает вождение менее приятным.
• Отсутствие высокой производительности и долговечности. Хотя вариаторы предлагают ускорение выше среднего в повседневных дорожных ситуациях, они не идеальны для приложений с высокой мощностью или поддержания высоких скоростей.По этой причине вариаторы обычно не используются в спортивных автомобилях.
• Более высокие затраты на ремонт. Мало того, что ремонт или замена вариаторов стоит дороже, они, как правило, не служат так долго, как традиционные автоматические трансмиссии.
Как автомобильные компании улучшают вариаторы

Некоторые автопроизводители, такие как Nissan, Hyundai, Subaru и Toyota, внесли значительные инженерные улучшения в вариаторы.

Система Nissan Xtronic третьего поколения включает в себя D-Step Logic Control, который использует динамические входы для достижения более плавного ускорения и повышения эффективности, одновременно создавая звук вариатора и больше похожий на обычную автоматическую коробку передач.Он делает это, дольше удерживая постоянное передаточное число, чтобы имитировать ощущение переключения передач, которое предпочитают многие водители. Nissan Rogue 2021 года использует эту конструкцию трансмиссии, а также недавно модернизированный Nissan Sentra.

Аналогичным образом, вариатор Hyundai Smartstream CVT воспроизводит схему переключения стандартной автоматической коробки передач, чтобы лучше отразить намерение водителя и добиться большей отзывчивости. Hyundai предлагает его в модернизированном компактном седане Elantra 2021 года.

Subaru предлагает функциональные вариаторы для всей линейки моделей, в том числе для седана WRX Performance.Он обеспечивает ручное переключение передач с помощью лепестков на рулевом колесе и восемь различных запрограммированных передаточных чисел в своем рабочем диапазоне. Вы также найдете этот вариатор в последних кроссоверах Subaru Ascent и Subaru Outback.

Toyota применяет уникальный подход к вариатору, который она использует с 2,0-литровым 4-цилиндровым двигателем в своих спортивных моделях Corolla. У него есть физический пусковой механизм, который эффективно устраняет задержку реакции, на которую жалуются некоторые люди, и перекладывает ответственность за распределение мощности на вариатор, когда автомобиль движется.

Признаки отказа вариатора

Независимо от того, являетесь ли вы владельцем автомобиля с вариатором или участвуете в покупательском тесте, управляющем подержанным автомобилем, оснащенным этим типом трансмиссии, есть несколько явных признаков того, что трансмиссия вариатора может выйти из строя:

• Задержка переключения. Колебание, короткая пауза или крен при переключении между парковкой, движением и задним ходом.
• Проскальзывание. Автомобиль на мгновение теряет мощность во время ускорения, которое в противном случае должно было бы быть постоянным, плавным и увеличиваться в скорости.
• Колебания оборотов двигателя. Несогласованные изменения диапазона оборотов при движении автомобиля с постоянной скоростью.
• Необычно громкий шум. Чрезмерное жужжание во время разгона, выходящее за рамки обычно более высокого уровня шума вариатора.
Резюме

CVT проще и адаптируемее, чем традиционные трансмиссии, предлагая впечатляющую экономию топлива и бесперебойную работу в различных условиях вождения. Однако некоторым водителям не нравится то, как они звучат или звучат, и их ремонт или замена могут стоить дорого.

Автопроизводители знают об этих отрицательных характеристиках и стремятся улучшить вариаторы, улучшив их качество, звук и долговечность. Таким образом, современные вариаторы станут более популярными среди покупателей автомобилей, помогая автомобильным компаниям делать свои автомобили более экономичными.

Все о трансмиссии CVT Бесступенчатая трансмиссия — MOTORESS

Трансмиссия CVT — бесступенчатая трансмиссия

Автомобили с автоматической коробкой передач, использующие бесступенчатую трансмиссию CVT, очень увлекательны и просты в управлении.Бесступенчатые трансмиссии используются в автомобилях, тракторах, землеройной технике и транспортных средствах для силовых видов спорта, таких как скутеры, снегоходы, Can-Am Spyder и т. Д.
В трансмиссии CVT нет сцепления и переключения передач, как в обычном мотоцикле. Они полностью автоматические. Вы просто — «крутите и вперед»! И сегодня вы можете найти очень мощные двигатели CVT с высоким крутящим моментом и высокой мощностью во всех этих формах транспортных средств для силовых видов спорта, что означает, что, как и в случае со скутером, легко ездить по шоссе и на большие расстояния.

Бесступенчатое ускорение

Бесступенчатая трансмиссия (CVT) — это автоматическая трансмиссия, которая может плавно переключаться в непрерывном диапазоне передаточных чисел.Это контрастирует с другими трансмиссиями, которые обеспечивают ограниченное количество передаточных чисел с фиксированными ступенями. Гибкость вариатора с подходящим управлением может позволить двигателю работать с постоянной частотой вращения, в то время как транспортное средство движется с различными скоростями.

В случае мотоциклетного скутера многие водители традиционных мотоциклов с трансмиссионным приводом, запрыгивая на самокат, часто обнаруживают, что превышают допустимую скорость на дороге. Это явление или, скажем так, «бесступенчатое ускорение» достигается трансмиссией CVT.

«Передаточные числа» трансмиссии CVT автоматически меняются в пределах системы на любую произвольную настройку. Он не ограничен отдельной серией конкретных передаточных чисел, что типично для трансмиссий мотоциклов. В результате разгон с вариатором — невероятно плавный непрерывный процесс. Вы действительно можете сказать, что трансмиссия CVT имеет бесчисленное количество «передач», которые она может переключать в любое время, при любой скорости двигателя или транспортного средства — и это позволяет легко двигаться быстрее, чем вы думаете! При ускорении двигатель сначала набирает обороты до комфортного диапазона оборотов (оборотов в минуту), а затем остается в нем, пока ускорение продолжается, так как соотношение изменяется, чтобы увеличить скорость вращения колес, в то время как обороты двигателя остаются прежними.

Невероятно плавный и бесперебойный процесс

Это, конечно, не тот случай, когда едешь на мотоцикле с традиционной трансмиссией. Вы измеряете свою скорость по скорости двигателя, достигаемой за одну передачу; всегда неподвижны и относительно друг друга. При переходе на мотоцикл с приводом от бесступенчатой ​​трансмиссии вы не ожидаете, что скорость автомобиля продолжит увеличиваться, в то время как обороты двигателя останутся постоянными. Вот почему вы можете не заметить, как ваша скорость увеличивается (да, это удобное оправдание, если полиция остановила вас за то, что вы случайно проехали быстрее, чем следовало бы!)

Вся движущая сила в этой системе использует ремень между двумя шкивами — эффективные радиусы изменяются в зависимости от скорости самоката; один радиус увеличивается, а другой уменьшается, приспосабливая его постоянную длину ремня.Эти ремни со временем растягиваются и по мере ослабления скользят и перестают передавать мощность на колесо. Замена ремня — стандартная задача обслуживания мотоцикла с вариатором.

Большая экономия топлива

Бесступенчатая трансмиссия, помимо обычного более легкого веса скутера, также является причиной большей экономии топлива, чем обычная трансмиссия для мотоциклов. Бесступенчатая трансмиссия позволяет двигателю работать на наиболее эффективных оборотах в диапазоне скоростей автомобиля. Это достигается за счет того, что ведущий вал поддерживает постоянную угловую скорость в диапазоне скоростей на выходе.

Простота и бесступенчатый характер трансмиссии CVT сделали их идеальной трансмиссией для множества машин и устройств, не только для скутеров. Бесступенчатые трансмиссии уже много лет используются в электроинструментах и ​​буровых станках, а также в тракторах и снегоходах.

Трансмиссия CVT Low и High Gear

The One Downside

Есть одна проблема, с которой вариатор представляет собой стандартную механическую трансмиссию мотоцикла — если у вас разряженная батарея, вы не сможете запустить мотоцикл с приводом от вариатора.Несмотря на то, что скутеры обычно оснащены кик-стартером вместе с электрическим зажиганием, он все равно не поможет в случае действительно разряженной батареи. Дополнительная причина уделять повышенное внимание обслуживанию аккумулятора.

Сохранить

Как это работает: Бесступенчатые трансмиссии (CVT)

Механические коробки передач используются с первых дней автомобилестроения, а автоматические трансмиссии начали набирать популярность в 1940-х годах.Но теперь вы, скорее всего, увидите третий тип: бесступенчатую трансмиссию или вариатор. Когда-то они использовались почти исключительно на гибридных автомобилях, теперь их можно найти и на ряде обычных автомобилей. Как и автоматическая коробка передач, они все делают сами, а вы просто включаете вариатор в «Драйв» и вперед.

Коробка передач измеряет частоту вращения двигателя — скорость вращения внутреннего коленчатого вала, выраженную в оборотах в минуту или об / мин — и преобразует ее в соответствии с желаемой скоростью движения.Он использует более низкие передачи для обеспечения мощности, необходимой для ускорения, в то время как более высокие передачи поддерживают скорость на шоссе с более низкими оборотами двигателя для лучшей экономии топлива.

В механической коробке передач водитель нажимает на сцепление, чтобы на мгновение расцепить вал двигателя и не дать ему передавать мощность на колеса, а затем использует переключатель передач для переключения на другую передачу. В автоматической коробке передач датчики учитывают частоту вращения двигателя, скорость автомобиля, а также использование тормозов и дроссельной заслонки для определения правильной передачи с использованием планетарных передач и преобразователя крутящего момента вместо сцепления.У некоторых есть «ручной режим», когда водитель может использовать рычаг переключения передач или подрулевые переключатели на рулевом колесе для переключения передач вверх или вниз, как в механической коробке передач, но без сцепления. Это можно сделать только последовательно — с четвертой по пятую, например, с четвертой по шестую, — и большинство из них будет отменять выбор водителя, если выбранная передача слишком низкая или высокая.

Шкивы, состоящие из двух частей, изменяют диаметр для создания различных соотношений.

Хотя эти два типа трансмиссии работают по одному и тому же основному принципу, вариаторы отличаются тем, что у них нет шестерен.Самый распространенный тип — это два шкива, соединенные ремнем или цепью. К коленчатому валу двигателя прикреплен один шкив, который называется ведущим шкивом. Приведенный в действие двигателем, он использует ремень для вращения второго, называемого ведомым шкивом, который передает эту мощность на колеса. Каждый шкив состоит из двух частей, которые могут двигаться ближе друг к другу или дальше друг от друга. При этом диаметр шкива изменяется, и каждый шкив постепенно становится больше или меньше, чтобы смещать другой и удерживать ремень натянутым.

В отличие от обычной трансмиссии, которая имеет фиксированное количество передач, вариатор может постоянно изменять диаметр шкивов, давая ему возможность достигать любой точки между самым высоким и самым низким передаточными числами.

Основное преимущество — экономия топлива. Обычная автоматическая трансмиссия переключается между фиксированными передачами по мере необходимости. В результате, когда вы ускоряетесь, вы заметите, что частота вращения двигателя увеличивается (либо по звуку, либо по тахометру, если он есть в вашем автомобиле), а затем падает, когда включается следующая передача.Чтобы уменьшить это и лучше поддерживать двигатель в идеальном диапазоне мощности и эффективности, автопроизводители добавляют дополнительные передачи, иногда целых девять или десять. Но это увеличивает вес и сложность, а также необходимость его разработки, чтобы избежать «перебора передач», когда трансмиссия раздражающе переключается между двумя передачами при незначительном изменении условий движения, например при ускорении на подъеме.

Поскольку вариатор постоянно регулирует передаточное число между коленчатым валом и колесами, двигатель может поддерживать идеальные обороты для условий движения, стабильно наращивая мощность при ускорении без необходимости повышать и затем понижать обороты, как в случае с традиционными передачами.Бесступенчатые трансмиссии действительно теряют больше энергии на трение, чем обычные коробки передач, но их характеристики с бесконечным передаточным числом все же делают их более эффективными в целом.

СВЯЗАННЫЙ

Итак, если они приводят к меньшему количеству поездок к бензоколонке, почему не все автомобили используют их? Во-первых, есть предел мощности, с которой они могут справиться. Они могут выдержать очень многое, прежде чем мощный двигатель разорвет их на части, поэтому маловероятно, что в ближайшее время вы увидите такой на тяжелом пикапе.

Еще одна проблема — признание клиентов, особенно в ранние годы CVT. Проще говоря, мы к ним не привыкли, поэтому они могут казаться странными. У них нет той мощности, которую мы ожидаем от ускорения, и звук не всегда соответствует тому, что делает автомобиль — часто описываемый как «ощущение резинки». Они также могут быть шумными при работе с некоторыми маломощными четырехцилиндровыми двигателями, а некоторые из более ранних моделей могут иметь проблемы с надежностью.

Конечно, они постоянно совершенствуются, и некоторые из современных улучшенных вариаторов почти неотличимы от обычных трансмиссий при повседневной езде.Некоторые автопроизводители также добавляют предварительно заданные значения для переменных размеров шкивов, создавая искусственные «шестерни», которые могут сделать вариатор более похожим на традиционную трансмиссию, а иногда и с ручным режимом, управляемым водителем, который предлагает некоторые автоматические устройства. Изначально они могли быть странностью, но теперь экономичные вариаторы остались.

Что такое коробка вариатора?

Аббревиатура CVT означает бесступенчатая трансмиссия, и это тип односкоростной автоматической коробки передач.Коробка передач CVT использовалась в разных автомобилях, но обычно она подходит для небольших автомобилей. Его компактный размер и простота конструкции означают, что его более экономично использовать в небольшом автомобиле, чем обычную автоматическую коробку передач. Производители, которые в настоящее время используют вариатор в своих автомобилях, включают Toyota, Nissan и Honda, в то время как Audi Multitronic auto представляет собой разновидность коробки передач CVT.

Коробка передач вариатора во многом похожа на обычный автомобиль. Во-первых, в автомобиле с вариатором нет педали сцепления, поэтому вы можете ездить на нем только с водительскими правами Великобритании с автоматической коробкой передач.Вы также обнаружите, что если автомобиль предлагается с коробкой передач CVT, он будет дороже, чем та же модель с механической коробкой передач, как и обычный автомобиль. Если вы сравните их друг с другом, модель с ручным управлением также будет лучше заявлять о расходе топлива. Но опять же, это то же самое, что и с обычным автоматическим окном.

• Лучшие автомобили с автоматической коробкой передач 2017

Коробка передач CVT и ее вариации существуют с момента зарождения автомобилей, но именно внедрение коробки передач Variomatic голландским автопроизводителем DAF в 1950-х годах привело к тому, что CVT стал более распространенным явлением. в машинах.DAF Variomatic установил шаблон для коробок вариатора, и все версии, предлагаемые сегодня, работают по аналогичным принципам.

Как работает коробка передач CVT?

Коробка передач вариатора имеет относительно простую конструкцию из двух шкивов конической формы с соединяющим их V-образным приводным ремнем. Один шкив прикреплен к двигателю, а другой — к колесам. Когда вы нажимаете педаль акселератора, двигатель набирает обороты, и конус движется в соответствии с требуемой мощностью. Другой конус регулируется соответствующим образом, чтобы приводной ремень сохранял такое же натяжение, и это то, что определяет, как автомобиль разгоняется.

Поскольку два конуса движутся независимо, это означает, что здесь нет установленных передаточных чисел, как в обычном автоматическом или ручном режиме, поэтому вариатор, по сути, представляет собой односкоростной агрегат с бесконечным доступным передаточным числом. Это также объясняет, почему автомобили с вариатором имеют знакомый характер высоких оборотов, потому что обороты двигателя не связаны со скоростью вращения колес.

Ранние автомобили с вариатором, например, построенные голландской фирмой DAF, издавали знакомый воющий шум при увеличении оборотов двигателя, но скорость на дороге росла медленно.Сегодня новейшие автомобили с вариатором имеют много звукоизоляции, чтобы улучшить качество. Еще одна особенность системы DAF заключалась в том, что автомобили, на которые она была установлена, не имели задней передачи, вместо этого коробка CVT просто работала задним ходом, поэтому теоретически эти автомобили имели максимальную скорость, которая была достижима как при движении назад, так и вперед.

Технологии прогрессируют, и сегодня коробка передач CVT является лучшим вариантом, чем раньше, как с точки зрения удовольствия от вождения, так и с точки зрения эффективности. Nissan разработал коробку передач CVT под названием Xtronic, которая имеет «ступенчатую» подачу мощности, чтобы она больше походила на обычную коробку передач за счет «переключения» между передачами.В другом месте Toyota Hybrid Synergy Drive (HSD), который используется в гибридных моделях, таких как Prius и Lexus IS 300h, использует коробку передач вариатора как часть гибридной системы. Он имеет раздельную подачу мощности, так что двигатель автомобиля либо приводит в движение колеса, либо передает мощность на аккумулятор.

Надежность вариатора

Коробка передач вариатора не имеет большого количества движущихся частей, поэтому она относительно надежна. Он также в основном используется в приложениях с низким энергопотреблением, поэтому автомобили с вариатором обычно не испытывают нагрузок.Пока для смазки коробки передач используются правильные жидкости и вы придерживаетесь графика регулярного технического обслуживания, коробка вариатора должна быть не менее надежной, чем обычная автоматическая или механическая коробка передач. Единственная реальная проблема, с которой вы можете столкнуться, — это износ приводного ремня между двумя шкивами. Это может привести к пробуксовке, которая будет очевидна при увеличении оборотов двигателя, но автомобиль не сможет разогнаться так быстро, как обычно.

Что такое вариатор? (А как это работает?)

CVT расшифровывается как бесступенчатая трансмиссия, тип автоматической трансмиссии, в которой отсутствует установленное количество передач или «скоростей».Вместо этого этот тип автоматической коробки передач может бесконечно изменять передаточное число между самым низким стартовым передаточным числом и самым высоким крейсерским передаточным числом. Это позволяет двигателю работать с наиболее эффективными оборотами в минуту для данной скорости автомобиля, уклона дороги или условий нагрузки, которые присутствуют в любой момент времени.

Однако это заставляет трансмиссии с вариатором звучать принципиально иначе, потому что частота вращения двигателя имеет тенденцию оставаться постоянной, поскольку трансмиссия непрерывно и плавно меняет свою передачу, заставляя автомобиль ускоряться.Поэтому тем, кто ожидает или предпочитает ступенчатую серию переключения передач, как правило, не нравятся трансмиссии CVT.

Почему вариатор — хорошая идея?

Все сводится к экономии топлива и правильной передаче в нужный момент. Первыми автоматическими трансмиссиями были двухступенчатые автоматические трансмиссии, которые были быстро заменены трехступенчатой, а затем четырехступенчатой ​​автоматикой. Каждое последующее изменение улучшало экономию топлива и управляемость, и поэтому тенденция продолжалась до такой степени, что большинство современных автоматических механизмов обычно имеют восемь, девять или даже 11 скоростей.Очевидная конечная точка этой тенденции — бесконечные скорости, и это то, что предлагает вариатор.

Чем больше число передач, тем меньше размер шагов между соседними шестернями, что дает несколько преимуществ. Экономия топлива улучшается, поскольку двигатель с большей вероятностью будет работать на наиболее эффективных оборотах. Аналогичным образом, большее количество передач снижает вероятность возвратно-поступательного дизеринга на уклонах, потому что меньшие ступени позволяют двигателю приблизиться к его оптимальной мощности с точки зрения мощности и крутящего момента. Наличие меньших ступеней также снижает потребность в гидротрансформаторе крутящего момента, обычно неэффективном, ограничивающем мощность устройстве, которое сглаживает то, что в противном случае могло бы вызвать сотрясение при переключении передач при каждом переключении передачи.

CVT максимально раскрывает потенциал этой концепции. Бесконечное количество передач означает отсутствие ступеней вообще, поэтому вариаторы иногда называют «бесступенчатыми» трансмиссиями. Теоретически максимальная топливная экономичность и управляемость по уклону достигаются с помощью бесступенчато регулируемых передач, и нет необходимости в гидротрансформаторе, чтобы гарантировать плавность переключения передач.

Почему люди не любят вариаторы?

Двигатель может гудеть, если выхлопная система и функции шумоподавления кабины не спроектированы правильно.И, конечно же, степень, в которой вариатор реализует описанный выше потенциал, зависит только от программного обеспечения, которое им управляет. Но стратегии управления неизмеримо улучшились за 10 с лишним лет, которые они широко использовались, и дальнейшие улучшения произошли по мере того, как двигатели и пассажирские отсеки были повторно оптимизированы с учетом вариатора.

Главный остающийся недостаток — это восприятие и эмоции, потому что вариатор изменяет звучание двигателя, а трансмиссия реагирует на ускорение.Мы все привыкли к постоянно растущему звуку двигателя, который перемежается переключениями, но в трансмиссиях CVT этого практически нет, поскольку они, как правило, поддерживают постоянную скорость вращения и вместо этого меняют передачу. Многих водителей это не волнует, потому что эта тенденция не так заметна, когда транспортное средство движется в нормальной, расслабленной манере. Однако многие считают, что отсутствие традиционных переключений передач неприятно странно, особенно агрессивные водители, которые с большей вероятностью будут сильно работать с двигателем. Автомобиль может звучать так, как будто он постоянно работает на пониженной передаче.

Вот почему многие новые вариаторы искусственно создают ступенчатое переключение передач — обычно в «спортивном» режиме вождения, но иногда и при нормальной работе. На уровне детализации все еще продолжается работа с вариатором, но такие примеры могут создать более живой и знакомый опыт — хотя и за счет некоторой экономии топлива.

Как работает вариатор?

Представьте себе велосипед с множеством передач — скажем, восемь из них на заднем колесе. Есть самая маленькая звездочка и самая большая звездочка, между ними шесть.Теперь поместите ту же коробку передач на педали, но переверните ее. Мы настроим его так, чтобы самая большая передняя звездочка работала только с самой маленькой задней звездочкой, с аналогичными индивидуальными отношениями один-к-одному во всех наборах передач. Эта стратегия помогает нашей цепи поддерживать фиксированную длину за счет восьми комбинаций передач. Не понадобится S-образный натяжитель, чтобы цепь могла удлиняться и укорачиваться, как это делает настоящая велосипедная цепь, потому что любая передняя звездочка может работать с любой задней звездочкой.Здесь это запрещено.

Теперь замените цепь клиновым ремнем и превратите зубчатые передачи в шкивы с V-образными фланцами, которые можно сжимать или раздвигать. Изменение зазора между клиновыми фланцами приводит к тому, что клиновой ремень поднимается или опускается между ними, создавая различные рабочие диаметры ремня. По-прежнему есть наименьший диаметр и наибольший диаметр, но теперь существует бесконечное количество возможных диаметров между ними. Один из шкивов управляется компьютером, а другой — пассивным, с натяжением пружины, сжимающим его фланцы вместе.По мере того, как фланцы управляемого шкива расширяются или сжимаются, его диаметр клинового ремня соответственно сжимается или растет, и в ответ подпружиненные фланцы шкива и диаметр ремня на дальнем конце вынуждены делать противоположное, поскольку длина ремня фиксирована. Результатом является бесступенчатая трансмиссия с бесконечным числом передач или «скоростей», также известная как вариатор. Материалы и детали дизайна намного сложнее, но это основная идея.

Видео по теме:

.