Бесступенчатая коробка передач – Бесступенчатые коробки передач. Вариатор

Содержание

Бесступенчатые коробки передач. Вариатор

Общепринятые сегодня ступенчатые коробки передач имеют врожденный, заложенный в них конструктивно недостаток: набор фиксированных передаточных чисел лишь усредненно может отражать весь спектр постоянно меняющихся внешних условий. Даже при простом прямолинейном разгоне по ровной дороге на каждой из ступеней двигателю сначала приходится преодолевать внешнюю нагрузку (в данном примере – силу инерции), передача может оказаться более высокой, чем нужно, затем передача оказывается уже более низкой, чем требуется. «Точность» передач можно повышать, увеличивая количество ступеней в коробке, что ограничено прежде всего физически. К тому же при этом от «усредненности» избавиться все равно не удастся. Поэтому для постоянного «попадания в нужный момент» передаточное число должно не «скакать», а «плавать», для чего ступени из трансмиссии необходимо исключить.

Бесступенчатое изменение передаточного числа обеспечивает гидротрансформатор. Но диапазон его работы довольно узок, и для применения на автомобиле к нему приходится добавлять ступенчатую коробку передач.

Недостатков вышеперечисленных устройств лишен вариатор – в основе своей механическая, а поэтому работающая с небольшими потерями бесступенчатая трансмиссия с внешним управлением, которое позволяет автоматически плавно изменять передаточное число, выбирая наиболее оптимальное согласно внешней нагрузке и оборотам двигателя, тем самым, давая возможность максимально эффективно использовать его мощность. В технике существует множество различных конструкций такого типа, но на автомобиле получили распространение два вида вариаторов – клиноременной и тороидный.

Бесступенчатые передачи могут быть:

механическими (ременными или фрикционными)
гидравлическими
электрическими

Клиноременной вариатор состоит из нескольких (как правило, одной — двух) ременных передач, где шкивы образованы коническими дисками, за счет сдвигания и раздвигания которых изменяются диаметр шкивов и, соответственно, передаточное число.

Рис. Принцип работы вариаторной передачи:
1 – ведущий привод; 2 – набор первичных аксиально перемещаемых дисков; 3 – набор вторичных аксиально перемещаемых дисков; 4 – ведомый привод; 5 – передающая цепь

Для трогания автомобиля с места используются обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.

Разные фирмы разработали каждая свою конструкцию клиноременного вариатора, так на Audi в трансмиссии Multitronic вместо ремня применяют цепь, а Honda ставит набранный из металлических пластин ремень, но принцип от этого не меняется.

Одной из первых вариаторных передач, нашедших практическое применение, была клиноременная передача, устанавливаемая на шведских автомобилях «Вольво».

Клиноременная передача

Вариатор на автомобиле «Вольво»

установлен в трансмиссии между главной передачей и ведущими колесами. Изменение передаточного числа в вариаторе происходит автоматически за счет изменения диаметров шкивов. Ведущая шестерня 1 главной передачи находится в зацеплении с двумя шестернями 2 и 5, свободно сидящими на валу 3. Шестерни могут соединяться с валом через кулачковую муфту 4, при включении левой шестерни происходит движение автомобиля вперед, правой – задний ход.

На обоих концах поперечного вала 3 закреплены ведущие шкивы вариатора 6. Левая часть шкива закреплена на валу жестко, правая может перемещаться вдоль оси вала. Подвижный правый шкив соединен с грузиками центробежного регулятора 11 и с поршнем цилиндра, связанного с впускным трубопроводом двигателя. Ведомый шкив 8 также состоит из двух частей, при этом правая неподвижна на ведомом валу, а левая подвижна в осевом направлении и нагружена пружиной 9. Ведомый вал вариатора через редуктор связан с ведущими колесами автомобиля.

Работает вариатор следующим образом. При малой частоте вращения коленчатого вала (начало трогания автомобиля) пружина 9 выжимает ремень на ведомом шкиве на больший радиус. Вследствие малой частоты вращения и сдвинутых грузиков регулятора 11 половины 6 ведущего шкива раздвинуты за счет действия пружины 14, и ремень располагается на малом радиусе. Передаточное число наибольшее. По мере разгона автомобиля и увеличения частоты вращения вала 3 увеличивается сила действия центробежного регулятора, которая смещает подвижную часть шкива и увеличивает его рабочий диаметр. Разрежение, создаваемое во впускных трубопроводе двигателя, передается в цилиндр 13, связанный с подвижной частью шкива. При уменьшении нагрузки, когда разрежение во впускном трубопроводе возрастает, рабочий диаметр шкива ведущего увеличивается, уменьшая передаточное число. Таким образом, осуществляется автоматическое изменение передаточного числа вариатора в зависимости от скорости движения и нагрузки двигателя.

Рис. Клиноременная передача:
1– ведущая шестерня; 2, 5 – шестерни; 3 – вал; 4 – кулачковая муфта; 6 – ведущий шкив вариатора; 7 – ремень; 8 – ведомый шкив; 9, 12, 14 – пружины; 10 – цилиндрическая передача; 11 – центробежный регулятор; 13 – цилиндр

Бесступенчатые коробки передач с электронным управлением

В результате развития электроники появились бесступенчатые коробки передач с электронным управлением, представителем которых является коробка передач «Ауди» для модели А6 2.8, оснащенной двигателем мощностью 193 л. с. с крутящим моментом 280 Нм.

Основными элементами бесступенчатой коробки передач автомобиля А6 2.8 являются:

механизм включения для начала движения (фрикционы с дисками в масле), ведущий и ведомый шкивы с аксиально перемещаемыми дисками и стальной ремень, предназначенный для передачи мощности
система электронно-гидравлического управления коробкой передач
узел движения задним ходом
главная передача с дифференциалом

Рис. Схема бесступенчатой коробки передач автомобиля Ауди:
1 – маховик с встроенным демпфером; 2 – фрикционы для движения задним ходом; 3 – промежуточная передача; 4 – вариатор с цепью; 5 – электронный блок управления коробкой; 6 – гидравлическое управляющее устройство; 7 – гидравлическая система передвижения вариаторов; 8 – фрикционы для движения передним ходом; 9 – планетарный передаточный механизм

Вариатор состоит из ведущего и ведомого конических шкивов с аксиально перемещаемыми дисками, и передающей вращения специальной цепи. На ведущий привод передается вращения от двигателя через промежуточный передаточный механизм, ведомый привод передает крутящий момент на дифференциал. При передачи движения цепь всегда натянута.

Для плавного трогания с места при включения передачи переднего и заднего хода служит многодисковое сцепления включаемое с помощью гидравлики. Изменение направления вращения производится с помощью шестерен планетарного механизма.

Для привода ведомого шкива применяется многорядная стальная цепь, при этом со шкивами контактируют не сегменты ремня, как было в прежних конструкциях, а скошенные торцы соединительных осей звеньев. Чтобы исключить проскальзывание, прижим скошенных торцов осуществляется сложной следящей гидравлической системой, которая создает в каждый момент необходимое давление от 20 до 60 кгс/см2. В результате износ штифтов составляет лишь 0,2 мм за весь срок службы.

Рис. Вариаторная цепь:
1 – соединительные оси; 2 – звенья; а – вид сверху; б – вид сбоку

Цепь обеспечивает не только передачу значительной нагрузки, но еще и изменение передаточного отношения в диапазоне от 1:2,1 до 1:12,7. Это позволило отказаться от гидротрансформатора, а значит, и от дополнительных потерь мощности.

Управление коробкой передач осуществляется с помощью электронного блока управления. Для принятия определенного решения в блок управления поступает информация от различных датчиков: частоты вращения коленчатого вала двигателя, частоты вращения входного передаточного механизма, положения педали подачи топлива, крутящего момента двигателя, температуры масла в коробке передач.

Электронный блок управления способен распознать по характеру движения педали подачи топлива, какой режим предпочитает водитель – экономичный или спортивный. В последнем случае уже со скорости 60 км/ч вариатор включает режим «овердрайв», то есть занижает передаточное отношение. При энергичном нажатии педали подачи топлива включается спортивный режим. Блок управления реагирует включением пониженной передачи и на наличие прицепа или крутого подъема, необходимость торможения двигателем. Программа блока управления позволяет работать коробке передач в ручном режиме, когда из памяти извлекаются заранее запрограммированные значения передаточного отношения. В этом случае бесступенчатая коробка действует как шестиступенчатая коробка передач с последовательным переключением.

Ауди с бесступенчатой коробкой передач расходует на 0,9 л/100 км меньше топлива, чем с традиционной автоматической коробкой, и на 0,2 л меньше, чем с механической пятиступенчатой коробкой передач. При этом разгон до 100 км/час занимает соответственно на 1,3 с и на 0,1 с меньше времени.

Тороидный вариатор

К бесступенчатым передачам относится и тороидный вариатор, применяемый в автомобилях японского производства «Глория» и «Скайлайн».

Рис. Схема тороидного вариатора:
а – высшая передача; б – низшая передача; 1 – ведущий диск; 2 – ведомый диск; 3 – промежуточные ролики

Вариатор состоит из соосных дисков ведущего 1, ведомого 2 и промежуточных роликов, передающих момент от одного диска к другому. Один диск является ведущим, а другой – ведомым. Передача крутящего момента обеспечивается силами трения между рабочими поверхностями дисков и роликов. Для изменения передаточного числа меняются положение роликов и их радиусы, по которым ролики обкатывают диски.

В зависимости от угла поворота ролика ведомый диск может вращаться с той же скоростью, что и ведущее (если ролик горизонтален), с большей или меньшей (если ролик поворачивается).

Поскольку все усилие сосредоточено в пятне контакта, то для поворота роликов должны использоваться особые устройства, способные преодолевать силу прижатия ролика к диску (до 3000 Нм). Возможность передачи таких усилий обеспечивается применением высококачественных сталей, особых масел и специальной системой, в которой управляемый электронным блоком управления прецизионный гидравлический механизм перемещает обоймы с роликами вверх или вниз на микроскопическую величину, а далее, из-за возникшего сдвига относительно оси дисков, ролик поворачивается сам. Кроме того, чтобы разгрузить детали и уменьшить размеры тороидной коробки передач, в ней работают два вариатора. При использовании тороидного вариатора в трансмиссии автомобиля так же, как и в случае клиноременного, необходимо обеспечить возможность получения заднего хода и отключения вариатора от двигателя с помощью сцепления. Задний ход обеспечивает планетарная передача, а для нейтральной передачи используется гидротрансформатор.

Для смазки бесступенчатых коробок передач специальное масло с маркировкой CVT, которое не совместимо с маслом ATF, применяемом для традиционных автоматических коробок передач.

Бесступенчатые коробки передач до сих пор не нашли широкого применения из-за некоторых имеющихся в них существенных недостатков по сравнению с механическими ступенчатыми коробками (размер, масса, диапазон преобразования, производственные расходы, к.п.д. коробки передач, компоновочные ограничения).

ustroistvo-avtomobilya.ru

Что такое бесступенчатые передачи вариаторы: вымыслы и действительность

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

Конструкция бесступенчатой коробки переключения передач для автомобиля

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

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

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

Общее устройство вариаторной коробки переключения скоростей включает следующие узлы:

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

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

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

Последний вариант наиболее популярен благодаря плавности переключения и долговечности агрегата.

Что такое бесступенчатые автомобильные передачи и вариаторы тороидального типа?

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

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

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

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

Что такое клиноременные вариаторные трансмиссии?

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

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

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

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

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

Клиноцепной вариатор

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

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

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

Достоинства и недостатки вариаторных трансмиссий

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

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

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

Отрицательные стороны вариаторных трансмиссий:

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

Технологии будущего

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

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

Что имеем в итоге?

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

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

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

autobann.su

История бесступенчатой коробки передач

Вариаторы из года в год набирают популярность и находят применение на все более широком спектре автомобилей. Технология разработанная еще Леонардом да Винчи ставится на самые современные автомобили. Что же послужило такому стечению событий? Как вариаторы из использования в мельничных устройствах дошли до применения в автомобилях с гибридными силовыми установками?

Бесступенчатая коробка передач, вариатор , вид трансмиссии, основанной на передаче крутящего момента трением. Из этого факта всплывают огромные плюсы такой передачи – низкий шум, бесконечное число передаточных чисел, плавная динамика работы. Когда же и кем был придуман первый вариатор?

Над созданием вариатора задумывался сам Леонардо да Винчи. Хоть этот вариатор и отличается от современного, которого мы знаем, вариатора, принцип работы у него был абсолютно такой же. Леонардо да Винчи намеревался использовать его в мельничном деле. Но этот вариатор не нашел применения и его идея осталась «пылится», так и не воплотившись в реальность.

Первый патент на вариатор был получен в 1886 году. Это был тороидный вариатор, его разработал Чарльз Хант. В тороидном вариаторе между двумя колесами со сферической (тороидной) рабочей поверхностью зажимается ролик. Одно колесо является ведущим, а другое — ведомым. Передача крутящего момента обеспечивается силами трения между рабочими поверхностями колес и ролика.

Тороидные вариаторы, компании Perbury – Hayes, применялись на автомобилях в 1930-е годы, однако обладали значительными недостатками (небольшая величина крутящего момента, низкая долговечность), что не позволило им долго просуществовать.

Несмотря на это, работы над вариаторной трансмиссией не прекращались. Конструкторы автомобильной компании DAF (ныне принадлежащей Volva) продолжали работать над вариатором, и уже в 1958 году появился первый серийный автомобиль, оснащенный вариаторной коробкой передач названный Variomatic. Его разработчиком был голландским инженером Хуберт ван Доорн.

DAF-600 малолитражный автомобиль, с 590 кубовым двигателем, и был первым серийным автомобилем, оснащенным ременным вариатором. Variomatic – ременный вариатор, который обладал опять таки теми же недостатками: низкий крутящий момент – не выдерживал нагрузок, если объем двигателя превышал 1000 см³ и малая долговечнсоть – 30 000 км., для самого ремня.

С ростом мощности автомобилей, начали обнаруживаться те самые явные недостатки вариатора. С 80-х годов, вариаторы начали устанавливать на мототехнику, гидроциклы и снегоходы. Двигатели таких транспортных средств, как правило, не нуждаются в больших мощностях, и вариаторная трансмиссия как нельзя, кстати, подходила для данной техники.

В автомобилях же начали применятся клиновые вариаторы с цепным приводом. Стальной ремень был разработан тем же голландским инженером Хубертом ван Доорном, который оснавал свою компанию Van Doorn Transmissie. В 1987 году они были массово запущены такими автомобильными гигантами, как Ford и Fiat. В то же время Subaru запустило производство своего вариатора, которое поставляло и поставляет другим автопроизводителям.

В 1989 году был продан первый автомобиль с вариатором на территории США. Это автомобиль – Subaru Justy GL. Это ознаменовало переход вариаторной индустрии на новый, мировой, уровень.

Что касается одной из мировых тенденций в автомобилестроении, гибридных автомобилей, и здесь вариаторы находят свое применение. Часть серийно выпускающихся гибридных автомобилей, марки Toyota Prius , так же оснащались вариаторными коробками передач, которые позволяют работать транспортными средству на наиболее выгодных режимах, что особенно необходимо при рекуперации энергии.

novainfo.ru

Бесступенчатая автоматическая коробка передач | Автоматические коробки передач (АКПП)

Бесступенчатая АКП, часто называемая также бесступенчатой трансмиссией (continuously variable transmission), была модернизирована путем использования электроники и современных разработок. Если сначала она выпускалась только для небольших автомобилей незначительной мощности, то в настоящее время она может использоваться в автомобилях мощностью свыше 100 кВт. Преимущество бесступенчатой коробки передач заключается в непрерывном плавном изменении коэффициента передачи, которое полностью может выполняться без рывков и разрыва тяговой силы.

Рисунок. Бесступенчатая автоматическая коробка передач в разрезе

На рисунке представлена бесступенчатая коробка передач, в которой вариатор приводится в действие цепью, гидравлический и электронный блоки управления расположены на коробке передач, а направление вращения определяется посредством комплекта планетарных шестерен и двух муфт.

Далее на основании принципиальной схемы и входных и выходных сигналов будет представлено более подробное описание системы. Электронный блок управиения (J217) расположен, как уже говорилось, на коробке передач (7), вследствие чего для определения разных рабочих состояний и управления исполнительных органов не требуется длинных магистралей и кабелей.

Рисунок. Принципиальная схема бесступенчатой автоматической коробки передач

В частности, это касается:

температуры трансмиссионного масла (G93),
частоты вращения на входе коробки передач (G182),
частоты вращения на выходе коробки передач (G195 и G196),
различных датчиков давления для регулирования муфт (G193) и вариатора (G194),
соответствующих редукционных клапанов (N215 и N216),
предохранительного электромагнитного клапана (N88),
в коробку передач интегрирован также многофункциональный переключатель (F125) для положения рычага селектора.

Питание на блок управления подается через клемму 15. Одновременно клемма 15 питает реле света фар заднего хода (J226 слева), которое переключает клемму 15 на фары заднего хода, когда от блока управления коробки передач поступает сигнал массы. Клемма 15 питает также выключатель «Tiptronic» (F 189). При помощи функции Tiptronic водитель вручную может забирать 6 запрограммированных виртуальных передач.

Клемма 50 на реле для блокировки стартера (J226 справа) переключается с выключателя зажигания и стартера (х) на партер (у) только тогда, когда от блока управления коробки передач поступает сигнал массы.

Магнит для блокировки рычага селектора (N110) деблокируется через клемму 30 только при нажатии педали тормоза и замыкании выключателя стоп-сигналов (F). В этом случае чрез клемму 30 подается также питание на Tiptronic и стоп-сигналы (z). Кроме того, должен присутствовать сигнал массы, исходящий от блока управления и идущий к выключателю функции Tiptronic.

Таким образом, выключатель функции Tiptronic соединен с клеммой 15, клеммой 31 постоянно, с клеммой 31 — при нажатой педали тормоза, с сигналом массы от блока управления и клеммой 58d (v) и по трем линиям передает на блок управления сигналы переключения для воздействий, необходимых водителю, которые могут осуществляться также при помощи рулевого колеса (u). Другой необходимой информацией блок управления обменивается с другими системами преимущественно через шину привода CAN (1,2).

Однако при этом сигнал для индикации передачи (3), сигнал скорости движения (4) и сигнал частоты вращения двигателя (5) дополнительно передаются еще по отдельным линиям, диагностика (6) также выполняется дополнительно через собственную линию.

ustroistvo-avtomobilya.ru

бесступенчатая трансмиссия. Что такое, зачем, и как правильно использовать.

Наверняка часто в спецификациях автомобиля наряду с привычными коробками «автомат» и «механика» вы видели загадочную аббревиатуру CVT. Что это такое, мы расскажем в данной статье. Continuously Variable Transmission, он же CVT он же — вариатор, или его более длинное название — бесступенчатая трансмиссия является разновидностью автоматической трансмиссии. СРеди его особенностей, более плавные ход автомобиля, за счет отсутствия передач, и обеспечение больше полезной мощности, а так же меньший расход топлива, чем в обычной автоматической коробке передач.

Принцип работы CVT или вариатор

При работе стандартной автоматической коробки существует набор передач, обеспечивающий заданное количество скоростей (передаточных чисел). Происходит переключение передач в зависимости от ситуации, чтобы обусловить оптимальное передаточное для каждого из сценариев движения. Так, начальные передачи, (нижние) используются для того, чтобы начать движение, средние, для обгона и набора скорости, а высокие для экономии топлива, либо при езде на высоких скоростях.

В случае с вариатором, вместо шестерен существуют 2 шкива в форме пары конусов с переменным диаметром. Один из них соединяется с двигателем, а второй с приводными колесами. Между шкивами, которые обращены тонкими концами друг к другу, используется приводной ремень (часто металлический). Половинки каждого шкива подвижны, и при их сближении ремень передвигается все выше по конусу шкива, тем самым делая больше посадочный диаметр шкива.

В след за изменением рабочего диаметра изменяется и передаточное число, эта система похожа на велосипедную, когда цепь переключается с меньших звездочек на большие и наоборот. В случае уменьшения рабочего диаметра ведомого шкива и увеличения ведущего, следует уменьшение передаточного числа. Иными словами большие обороты двигателя дают меньшую частоту вращения колес, что необходимо для старта автомобиля с места. В процессе набора скорости шкивы изменят свой диаметр, что ведет к снижению оборотов двигателя по мере роста скорости. В отличии от стандартной автоматической коробки, вариатор делает это плавно, вместо изменения передаточного числа поэтапно.

Как управлять автомобилем с вариатором

К счастью, схема управления автомобиля с CVT не отличается от аналогичной в автомобилях с автоматом. Там теже две педали газа и тормоза, и стандартная схема переключения коробки P — R — N — D -L. Единственная разница это отсутствие переключения передач — все происходит плавно, как в электрокарах. В первый раз это может быть слегка непривычно.

Преимущества бесступенчатой трансмиссии

Из-за того, что привычных поэтапных переключений не происходит, бесступенчатая трансмиссия варьирует количество оборотов по необходимости, тем самым достигается максимальная мощность и топливная экономичность. Более быстрый разгон при большей экономии топлива даже по сравнению с механической трансмиссией.

Недостатки CVT

До этого момента могло показаться, что это волшебная система, которая призвана спасти автолюбителей. Однако, как и в большинстве сложных механизмов, здесь присутствуют недостатки. Одна из главных проблем, это то, что первые партии таких трансмиссий имели ограничение по мощности и вызывали большие вопросы в плане надежности и срока работы. На данный момент, по заверениям специалистов Nissan, эти «болячки» ушли в прошлое, и надежность сопоставима с традиционными трансмиссиями.

Немножко истории

Такую трансмиссию схематично изображал еще Леонардо да Винчи еще в 1490 году. Первым же использованием трансмиссия обязана голландскому автопроизводителю DAF в 1950 годах. Однако в то время, из за ограничений, не возможно было использовать эту коробку с двигателями мощнее 100 л.с. В конце 80х годов добралась до малолитражек хонды, однако только в 2000х была модифицирована и усовершенствована для использования с более серьезными двигателями. На данный момент используется такими производителями как Nissan, Audi, Honda, Mitsubishi, и другие марки.

Автотехцентр Сокольники осуществляет весь спектр работ по ремонту вариаторов!

bosch-s.ru

Бесступенчатая АКПП или вариатор: что это такое?

Что такое БАКПП? Бесступенчатая автоматическая коробка передач, иначе вариатор. Это трансмиссия, не имеющая фиксированных передаточных элементов, как, например, механика или автомат. Особенностями такого вида коробки передач являются:

— плавное нарастание и падение тяги;

— отсутствие момента расцепления при переключении скоростей;

— сложная передача больших тяговых усилий.

Особенности управления автомобилем с вариатором

Старт на машине с таким видом трансмиссии отличается от старта на автомате. На холостом ходу двигатель имеет обороты около 700-900 единиц. Как только ваша нога коснулась педали газа, машина начинает набирать обороты, но с места почти не двигается. И лишь после того, как нужный показатель набран, автомобиль плавно начинает движение. Если сравнивать в этот момент разгон вариатора и автомата, то на начальном этапе гонки авто с АКПП получает небольшое преимущество: он резко стартует, но при переключении передач происходит дергание машины из-за отсутствия тяги в момент потери сцепления, и машина при этом теряет драгоценные секунды. Иначе ведет себя вариатор. Что это значит? А происходит старт так, будто бы на педаль акселератора нажали чуть позже, но после автомобиль идет плавно и уверенно разгоняется, и в конечном итоге обгоняет «автомат». Обороты двигателя при начале движения у вариатора всегда находятся в зоне максимально крутящего момента. Передаточное число трансмиссии изменяется, и тем самым происходит разгон автомобиля. Бензиновый инжектор часто довольно вяло ведет себя на оборотах меньше 3500 единиц. Для такого двигателя хороший разгон начинается с 4500 единиц. При каком числе оборотов будет разгонять машину вариатор? Что это значит? Программа вариатора самостоятельно определяет момент, когда пора «отдать тягу» на колеса. Плавно нажимая на педаль газа, трансмиссия немного повышает показания на тахометре, авто разгоняется слабо, на низких оборотах. Нажав на акселератор чуть резче, обороты «попадают» в норму, начав тянуть, пока не отожмешь газ. «Красная зона» на тахометре появляется сразу, если вы решили нажать педаль до упора. Коробка держит высокие обороты, пока не прекратится давление на педаль газа. Все просто: чем быстрее вы хотите набрать скорость, тем быстрее жмете на педаль.

Ставим в ручной режим вариатор. Что это значит?

Кроме автоматического переключения, вариатор имеет возможность ручного режима. То есть вы самостоятельно при помощи рукоятки коробки можете переключать скорости на более высокие или низкие. На приборной панели этот процесс будет отображаться. Но вариатор разработан так, что вам не удастся загнать обороты в красную зону, и заглохнуть на низких значениях вы не сможете. Он все равно переключит передачу за вас. Если проводить тест-драйв на ручном и автоматическом режиме вариатора, то выигрывает последний. При ручном переключении стрелка тахометра «прыгает» от низких оборотов к высоким, тем самым не давая двигателю обеспечить ровную тягу и улучшить разгон.

Преимущества автомобиля с вариатором

Если в вашей машине есть вариатор, что это дает при эксплуатации? Во-первых, неплохие показатели разгона для автомобилей средней мощности (двигатель до 200 лошадей и объемом не выше 2,0 литра). Экономный расход топлива, особенно если

ехать по трассе с использованием круиз-контроля. Хороший показатель безопасности при экстремальных ситуациях: присутствие постоянного сцепления помогает избежать заносов, как бывает при использовании механики или автомата при смене передачи. Ну и самые очевидные плюсы: не требуется переключать скорости, нажимать педаль сцепления и др.

Минусы вариатора

Без недостатков ничто не обходится, в том числе и вариатор. Отзывы автовладельцев различны. Но одним из основных называют невозможность резкого старта. Кроме того, вариатор не работает с двигателем более 200 лошадиных сил. И для экстремальных ситуаций нужно немного переучить себя: если вас заносит и вам надо стабилизировать автомобиль, газ надо нажимать чуть раньше, чем вы привыкли это делать на механике или автомате. Если вы любитель спортивных маневров на авто, то такая трансмиссия точно не для вас. Плавность хода, комфорт в управлении, экономия топлива – это основные преимущества автомобилей с вариатором.

fb.ru

Бесступенчатая коробка передач CVT

Бесступенчатая трансмиссия CVT, так же известной как вариатор, является автоматическая коробка переключения передач, которая может плавно изменять эффективные передаточные отношения в непрерывном диапазоне. Эта особенность отличает вариаторы от других автоматических коробок имеющих фиксированное число передаточных отношений. Гибкость CVT позволяет поддерживать постоянные обороты двигателя, изменяя крутящий момент угловыми скоростями внутри коробки.

Ременная конструкция вариатора обеспечивает эффективность передачи момента около 88%, что ниже, чем на механической коробке, но позволяет двигателю работать в наиболее эффективном диапазоне частоты вращения. Когда же величина крутящего момента становится важнее экономии, вариатор изменяет передаточное отношение, позволяя двигателю работать на максимальную мощность. Вот вам список автомобилей с вариаторной кпп.

Конструкция вариатора не требует наличия сцепления. Тем не менее, в некоторых автомобилях (мотоциклах) добавляется центробежное сцепление, чтобы облегчить нейтральное положение, которое необходимо для работы на холостом ходу и для движения задним ходом.

CVT

Область применения.

Простые ременные вариаторы обычно используются в небольших транспортных средствах, в которых простота и удобство использования перевешивают их сравнительную не эффективность. Почти все снегоходы, машины для гольфа, мотороллеры используют в качестве АКПП вариаторы с ременным приводом. Многие небольшие тракторы и самоходные косилки для дома и сада также используют простой резиновый ремень CVT, хотя гидростатические системы являются более распространенными. Гидростатические вариаторы используются в основном в малой и средней сельскохозяйственной технике. По мере того, как двигатели в этих машинах работают на неизменных оборотах, для обеспечения максимальной мощности, потери в механической эффективности компенсируются увеличенными эксплуатационными возможностями. Итоговая мощность передачи позволяет контролировать как скорость движения, так и направление. Это особенно необходимо в оборудовании предназначенном для поворота, или в минипогрузчиках. В сельскохозяйственной технике вариатор позволяет не менять скорость движения при разных нагрузках.

В 1994 году вариаторы были запрещены в гонках формула-1 из-за опасения, что команды с наибольшим финансированием получат преимущество при создании эффективной CVT. В 90-х годах вариатор начал активно внедрятся в небольшие спортивные автомобили (картинг) для увеличения производительности и ресурса двигателя.

Некоторые промышленные станки используют систему CVT для контроля скорости вращения вала. В зависимости от поставленной задачи оператор регулирует скорость вращения вала изменяя тем самым момент передачи мощности на вторичный вал. В большинстве случаев скорость вращения меняется при работающем двигателе.

В настоящее время вариаторы все чаще используются в качестве бесступенчатой автоматической коробки передач на легковых автомобилях. Достоинства и недостатки можно узнать в данной статье.

variator-cvt.ru