Тороидный вариатор: виды, устройстово и принцип работы

Машина с тороидным вариатором — Тороидный вариатор и его история

Даже автоинструктор женщина знает, или, в крайнем случае, имеет общее понятие о том, что же собой представляет коробка передач, именуемая вариаторной. Это бесступенчатая трансмиссия, плавно сменяющая передаточное число. Наиболее совершенная модификация этого типа трансмиссии — тороидный вариатор, представляющий собой роликовую систему изменения передаточного числа, выгодно отличающуюся от его предшественников, где процесс осуществлялся за счет клиноцепных или клиноременных сопряжений. Но мало кто знает его историю.

Конструкция первой КПП с тороидным вариатором была запатентована в 1877 неким Чарльзом Хантом. Производить такие устройства начала компания «Пербери-Хейс» в 30-е годы прошлого столетия, но все же они были еще несовершенными. Передаваемый крутящий момент был недостаточно высоким, а сама конструкция была крайне недолговечной, так как в те времена не было возможностей для использования материалов с достаточным уровнем прочности.

Ведь передача крутящего момента осуществлялась с помощью трения ролика и колес.

Следовательно, чем выше сила трения, тем выше крутящий момент, кроме того, площадь контакта была весьма малой. Чтобы увеличить крутящий момент, требовалась еще большая сила трения, что нередко приводило к повреждениям вариатора из-за недостаточной выносливости материалов. Решение нашла компания Ниссан — в 1999 году она начала устанавливать на отдельных своих продуктах, имеющих целевой аудиторией японский рынок, уникальные коробки передач Экстроид. Принцип их действия заключался за счет сдвоенного тороидного вариатора, который разделял поток мощности. Это делалось с целью уменьшить размер передаточного узла. Конструкция затачивалась под мощные заднеприводные модели автомобилей и до сих пор представляет собой рекордный уровень передачи крутящего момента в вариаторных КПП.

Автоинструктор женщина должна это знать

Неважно, автоинструктор женщина или мужчина — наверняка каждому будет интересно знать, что в том же 1999 году компания Мазда обнародовала очень интересную конструкцию вариаторной трансмиссии.

Она включала два тороидных вариатора, два автоматических сцепления и двухступенчатую передачу. Когда автомобиль начинает движение, передача снижает передаточное число и повышает этим крутящий момент, а на скорости привод идет прямо от вариатора. Такое устройство было создано для переднеприводных автомобилей.

(Сайт частных автоинструкторов: http://avtosensei.ru/)

Автоликбез → Как подобрать хороший автомобиль на авторынке самостоятельно?

Новости → Какие машины и зачем угоняют

Автоликбез → Расход топлива: преодолеваем кризис вместе с Hyundai

Что такое вариатор ? Детальное описание работы коробки

Настоящим я предоставляю согласие на обработку Foxauto ИП Адоньева Полина Викторовна, ИНН 773469446662, ОГРН 317774600175500, юр. адрес: 123060, г. Москва, 1-й Волоколамский проезд, 4  моих персональных данных и подтверждаю, что давая такое согласие, я действую своей волей и в своем интересе.

В соответствии с ФЗ от 27.07.2006 г. № 152-ФЗ «О персональных данных» я согласен предоставить информацию, относящуюся к моей личности: мои фамилия, имя, отчество, адрес проживания, должность, контактный телефон, электронный адрес. Либо, если я являюсь законным представителем юридического лица, я согласен предоставить информацию, относящуюся к реквизитам юридического лица: наименование, юридический адрес, виды деятельности, наименование и ФИО исполнительного органа. В случае предоставления персональных данных третьих лиц, я подтверждаю, что мною получено согласие третьих лиц, в интересах которых я действую, на обработку их персональных данных, в том числе: сбор, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление или изменение), использование, распространение (в том числе, передача), обезличивание, блокирование, уничтожение, а также осуществление любых иных действий с персональными данными в соответствии с действующим законодательством.

Согласие на обработку персональных данных дается мною в целях получения услуг, оказываемых Foxauto ИП Адоньева П. В.

Я выражаю свое согласие на осуществление со всеми указанными персональными данными следующих действий: сбор, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление или изменение), использование, распространение (в том числе, передача), обезличивание, блокирование, уничтожение, а также осуществление любых иных действий с персональными данными в соответствии с действующим законодательством. Обработка данных может осуществляться  с использованием средств автоматизации, так и без их использования (при неавтоматической обработке).

При обработке персональных данных Foxauto ИП Адоньева П.В. не ограничена в применении способов их обработки.

Настоящим я признаю и подтверждаю, что в случае необходимости компания  Foxauto ИП Адоньева П.В. вправе предоставлять мои персональные данные для достижения указанных выше целей третьему лицу, в том числе и при привлечении третьих лиц к оказанию услуг в указанных целях. Такие третьи лица имеют право на обработку персональных данных на основании настоящего согласия и на оповещение меня о тарифах услуг, специальных акциях и предложениях сайта. Информирование осуществляется по средствам телефонной связи и/или по электронной почте. Я осознаю, что проставление знака «V» или «X» в поле слева и нажатие кнопки «Продолжить», либо кнопки «Согласен» ниже текста настоящего соглашения, означает мое письменное согласие с условиями, описанными ранее.

ТОРОИДНЫЕ ВАРИАТОРЫ

В тороидном вариаторе (рис. 3.47) между двумя колесами со сферической (тороидной) рабо­ чей поверхностью зажимается ролик. Одно колесо является ведущим, а другое — ведомым. Передача крутящего момента обеспечивается силами трения между рабочими поверхностя­ ми колес и ролика. Изменение положения оси ролика в поперечной плоскости приводит к изменению передаточного числа вариатора, равного отношению радиусов окружностей проходящих через точки контакта колес с роликом.

В зависимости от угла поворота ролика ведомое колесо может вращаться с той же ско­ ростью, что и ведущее (если ролик горизонтален), с большей, или меньшей (если ролик пово­ рачивается). 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.

Первый патент на конструкцию трансмис­ сии с тороидным вариатором был получен Чарльзом Хаитом еще в 1877 г. Такие транс­ миссии производства Perbury-Hayes предлага­ лись для автомобилей в 1930-е гг., однако они отличались недостаточной величиной переда­ ваемого крутящего момента и низкой долго­ вечностью из-за отсутствия соответствующих материалов и технологий. Основная проблема заключается в том, что передача крутящего момента целиком зависит от трения в контак­

те ролика с колесами, и чем выше передавае­ мый момент, тем больше должна быть сила трения, причем при очень малой площади кон­ такта. Для увеличения трения давление между деталями вариатора должно быть выше, что может привести к повреждению вариатора.

В 1999 г. компания Nissan начала устана­ вливать на некоторых из своих автомобилей, предназначенных для японского рынка, ко­ робки передач Extroid. В этой коробке передач используется сдвоенный тороидный вариатор, разделяющий поток мощности с целью умень­ шения размеров узла. Коробка передач была сконструирована для продольной установки на мощные заднеприводные автомобили и мо­ жет передавать крутящий момент до 300 Н«м, что на сегодняшний день является рекордом для коробок передач с вариаторами.

Возможность передачи таких усилий обес­ печена применением высококачественных сталей и специальных трансмиссионных масел. Усилия сжатия колес и роликов вариатора составляют величину до 10 т. При таких усилиях сжатия повернуть ролик для изменения передаточного числа вариатора не просто.

Рис.3.47. Схема тороидного вариатора

Рис. 3.48. Коробка передач Mazda с тороид­ ным вариатором

Nissan использует оригинальную систему поворота роликов, в которой ролики поворачиваются ав­ томатически при их небольшом смещении относительно оси вращения.

Совместно с вариатором в коробке передач Extroid работает гидротрансформатор. Для включения заднего хода использу­ ется планетарная передача, управляемая с помощью многодискового мокрого фрикционного сцепления.

На Токийском автосалоне 1999 г. компания Mazda продемонстрировала трансмиссию, которая включает в себя два тороидных вариатора, двухступенчатую планетарную передачу и два автоматических сцепления (рис. 3.48). При троганьи автомобиля с места планетарная передача понижает передаточное число, в целях получения высокого крутящего момента. На большой скорости привод на колеса осуществляется непосредственно оттороидного ва­ риатора. Коробка передач включает в себя и главную передачу с дифференциалом и пред­ назначена для поперечной установки на переднеприводные автомобили.

 

 

Узнать еще:

Как работает вариатор?

На сегодняшний день вариатор заслужил множество симпатий пользователей, хотя и без разочарований тоже не обходится. Несмотря на то, что вариатор появился достаточно давно, многие до сих пор не обладают достаточной информацией на эту тему. Эта статья призвана восполнить этот пробел и рассказать, что такое вариатор, каков принцип его работы и чем он отличается от привычной нам механической и автоматической коробки передач.

Что собой представляет вариатор

Вариатором называют бесступенчатую трансмиссию с внешним управлением, которая дает возможность автоматически плавно изменять передаточное число, выбирая оптимальное согласно внешней нагрузке и оборотам двигателя, этим позволяя наиболее эффективно использовать мощность. Вариатор изобрели еще в 19 веке. Историки утверждают, что механизм, очень похожий на вариатор, был придуман Леонардо да Винчи еще в 15 веке.

А вот первая машина с вариатором появилась только в середине двадцатого века. Одной из первых компаний, которая стала применять вариаторы, считается DAF – они устанавливали их в грузовых и легковых автомобилях. После них на применение вариаторов перешла компания Volvo. В общем, вариатор можно назвать той же АКПП. По внешнему виду невооруженным взглядом их практически не отличишь. В автомобиле с вариатором также имеются две педали и коробка передач. Однако принцип работы вариатора отличается от принципа работы АКПП.

К примеру, автомобиль с вариатором не имеет фиксированной передачи 1-й либо 2-й скорости, а переключение их происходит весьма плавно и незаметно. На автомобилях, где присутствует вариатор, практически не чувствуются толчки при трогании с места. Помимо этого, из-за вариатора происходит непрерывное и незаметное изменение передаточного числа при разгоне либо торможении машины.

Виды вариаторов

Самыми распространенными вариаторами считаются клиноременный со шкивами переменного диаметра, тороидальный и цепной. О каждом из них более подробно прочтете ниже.

Клиноремённый вариатор

Итак, первый вариатор, который мы рассмотрим, – это клиноременный. Он является самым распространенным вариатором из всех существующих. В клиноременном вариаторе имеются два шкива и клиновидный либо ведомый ремень – через него происходит передача крутящего момента от двигателя, который связан с ведущим шкивом, к колесам, которые связаны с ведомым шкивом. Как ведущий шкив, так и ведомый состоят из двух половин, которые могут расходиться и сходиться между собой.

Чем ближе сошлись половины шкива, тем будет больше радиус окружности, которую огибает передаточный ремень, и наоборот, радиус поверхности прилегания ремня становится меньше за счет расхождения половин шкива. Итак, заставив один из шкивов сходиться и увеличивать радиус, по которому бежит ремень, а второй синхронно с первым – расходиться, можно плавно изменять передаточный коэффициент. Как работает клиноременной вариатор, показано на рисунке.

Что собой представляет клиновидный ремень?

Использование новейших материалов делает вариаторы наиболее надежными. Одним из основных достижений является разработка и создание клиновидного ремня для подключения шкивов, в качестве замены резиновых ремней и цепей. Клиновидный ремень состоит обычно из 9-15 тонких стальных полос, которые вместе составляют очень прочный состав. Преимуществом этого ремня является его прочность и нескользкость, что дает возможность вариатору работать с большим значением крутящего момента мотора. Еще такие ремни работают тише, чем резиновые.

Тороидный вариатор

Система тороидного вариатора отличается от клиноременного, однако все элементы аналогичны системе клиноременного вариатора и приводят к тем же итогам – бесступенчатой работе коробки передач. Работа тороидного вариатора заключается в следующем:

• Один диск подключается к мотору. Это равнозначно ведущему шкиву.

• Второй диск присоединяется к приводному валу. Это равнозначно ведомому шкиву.

• Колеса, находящиеся между дисками, работают как ремень, изменяя передаточное число, передаваемое с одного на другой диск.

Гидростатический вариатор

Два вида ранее перечисленных вариаторов работают за счет радиуса контактирующих точек между двумя вращающимися объектами. Однако гидростатический вариатор характеризуется другим принципом работы, заключающимся в применении насосов переменного объема. Вращение тут происходит при помощи гидростатического насоса.

Ремонт вариаторов

Вариаторы, независимо от их вида, не очень распространены из-за сложности их ремонта. Система управления вариатора – это электронно-гидравлическая система. Основные особенности системы вариаторов находятся в их «сердце» – зубчатых шкивах в форме конусов и ремня. Чаще всего именно с этой частью вариатора происходят неисправности. Эту деталь сложно настроить и продиагностировать, а разрыв ремня приводит к разрушению конусных шкивов и, как следствие, – поломке всего вариатора. Однако, невзирая на это, в последнее время разрабатывается множество технологий ремонта вариаторов, которые успешно внедряются.

Существуют запасные ремни и шкивы, также возможно успешно диагностировать и тестировать электронную систему вариатора. Кстати в последнее время вариаторы отказывают в работе реже, чем обычные АКПП. Если придерживаться правильных условий эксплуатации и вовремя обслуживать вариатор, то бояться нечего. Наиболее известной неисправностью вариатора считается неправильно подобранное трансмиссионное масло.

Обычное масло, которое подходит для автоматической коробки передач, для вариатора не подойдет. Небольшой задир на поверхности ремня вариатора приводит к его разрыву и абсолютному разрушению всех внутренностей вариатора. Поэтому стоит иметь представление о работе вариатора и относиться к его обслуживанию серьезно.

Хотя бы раз в год владельцу машины с вариатором стоит проходить плановую диагностику. В случае возникновения лишнего шума либо толчков стоит незамедлительно обратиться к специалистам на СТО для проведения срочной диагностики. Там смогут выяснить, откуда взялись шумы и перебои в работе либо другие признаки неисправности. Своевременное обращение поможет избежать дорогого ремонта.

Недостатки и достоинства вариаторов

Сначала рассмотрим вариаторы с положительной стороны:

1) Способствует более быстрому разгону автомобиля.

2) Плавность переключения передач.

3) Уменьшает нагрузки на двигатель и детали привода.

4) Из-за электроники устанавливается щадящий режим, тем самым срок службы элементов увеличивается, а растраты на ремонт и обслуживание уменьшаются.

5) Экономия в эксплуатации – за счет отсутствия стандартного переключения передач.

6) Уменьшает количество вредных выхлопов в атмосферу и уровень шума в салоне машины.

7) Предотвращает пробуксовку колес

Итак, теперь перечислим минусы вариаторов:

1) Небольшой срок эксплуатации.

2) Вариатор не пригоден для сильных нагрузок, из-за этого их не устанавливают на машины, предназначенные для езды в трудных дорожных условиях.

3) Вариатор необходимо постоянно обслуживать, так как ремень CVT очень быстро изнашивается, примерно через 50-60 тыс. км.

4) Из-за первой и третьей причины некоторые сервисные центры отказываются ремонтировать вариатор, и если он поломается, то произвести его полную замену намного проще. Однако водителю автомобиля придется оплатить часть замены.

5) Есть ограничение на буксировку машины.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

плюсы и минусы вариаторной коробки передач на авто, надежность и что такое CVT

Принцип работы вариаторной коробки передач

Главная особенность этой коробки – плавная бесступенчатая смена передаточного числа. То есть, если в других типах повышение или понижение числа выполняется на заданные значения, так называемые ступени, то в вариаторе их нет. Благодаря этому она способна более точно производить передачу усилия от силовой установки к ведущим колесам.

На автомобилях распространение получило два типа вариаторных КПП – клиноременные и тороидные, при этом первые более распространены.

Работа клиноременного вариатора построена на передаче передаточного числа при помощи специального ремня, установленного между двумя шкивами. Первый шкив является ведущим и связан он с силовой установкой, а второй – ведомый, обеспечивающий дальнейшую передачу усилия на колеса.

Схематичное изображение работы вариаторной коробки передач

Изменение числа производится за счет меняющегося диаметра шкивов. Для этого каждый из шкивов сделан разборным и состоит он из двух половин конической формы, которые посажены на вал. Схождение-расхождение этих половин позволяет менять диаметр в точке контакта шкива с ремнем.

Работает все так: при начале движения должно обеспечиваться максимальное тяговое усилие. Для этого половины ведущего шкива разводятся, а поскольку форма их коническая, то в точке контакта диаметр шкива будет минимально возможным. Половины ведомого же наоборот – сведены, что обеспечивает в месте взаимодействия ремня со шкивом максимальный диаметр. В результате для того, чтобы ведомый шкив сделал один оборот, ведущему необходимо их сделать несколько. Но при этом и нагрузка на двигатель минимальна.

Анимация илюстрирующая принцип работы вариаторной коробки передач

Читайте также: Что такое роботизированная коробка передач и чем она отличается от автоматической. 

По мере набора скорости передаточное число должно меняться в меньшую сторону, что обеспечивает снижение тягового усилия, но повышает скорость вращения на ведомом валу. Для этого половины ведущего шкива начинают сходиться, что приводит к увеличению диаметра в точке контакта, а ведомого – расходиться.

При максимальном диаметре ведущего шкива и минимальном – ведомого, за один оборот первого, второй сделает их несколько, поэтому скорость вращения – максимальная, но и нагрузка на двигатель больше. Таким образом, за счет изменения диаметров достигается бесступенчатая смена передаточного числа.

В тороидном типе вариатора конструкция несколько иная. У него передача усилия выполняется роликами, зажатыми между валами, имеющими тороидную форму и расположенными на одной оси.

Nissan Motors Extroid CVT — Тороидный тип вариатора

Изменение передаточного числа обеспечивается за счет смены положения роликов. Максимальное тяговое усилие обеспечивается в положении роликов, когда они повернуты в сторону ведомого вала. За счет тороидной формы валов, у ведущего в точке контакта с роликом диаметр будет минимальным, а у ведомого – максимальный.

Для уменьшения передаточного числа и увеличения скорости вращения, ролики поворачиваются в сторону ведущего вала, при этом диаметры в точках контакта изменяются.

АКПП

Гидромеханическая АКПП

Управление АКПП осуществляется селектором переключения, расположенным на центральном тоннеле или на рулевой колонке (в американских автомобилях). Перемещение селектора в определенное положение позволяет выбрать нужный режим движения. Дополнительно возможно выбрать особые режимы работы АКПП: зимний, спортивный, экономичный. Разница в расходе топлива при обычном, спортивном и экономичном режимах очевидна.

Классическая АКПП состоит из планетарной коробки передач, системы управления и гидротрансформатора. Автомат может применяться в легковых и грузовых автомобилях, а также автобусах.

Гидротрансформатор состоит из насосного и турбинного колес с расположенным между ними реактором. Насосное колесо связано с коленвалом двигателя, турбинное — с валом КПП. Реактор в зависимости от режима работы свободно вращается или блокируется при помощи обгонной муфты. Передача крутящего момента от двигателя к КПП происходит потоком жидкости (масла), выбрасываемым лопатками насосного колеса на лопасти турбинного. Зазоры между насосным колесом и турбиной минимальны, а их лопасти имеют специфическую форму, формирующую непрерывный круг циркуляции масла. Таким образом, между двигателем и трансмиссией отсутствует жесткая связь, что способствует плавности передачи тягового усилия.

Гидротрансформатор преобразует скорость вращения и передаваемый крутящий момент в ограниченном диапазоне, поэтому к нему присоединяют многоступенчатую планетарную коробку передач. Она же обеспечивает движение задним ходом.

Переключение передач происходит под давлением масла с помощью фрикционных муфт. Давление между фрикционами в соответствии с алгоритмом работы коробки распределяется при помощи системы электромагнитных клапанов (соленоидов) под контролем блока управления.

Минусами автоматической коробки являются ее высокая стоимость, а также повышенный расход топлива.

Принцип работ

Вариативная КПП делится на несколько типов:

• цепные;
• клиноременные;
• тороноидальные.

Тороноидальные не так популярны, как клиноременные, в основном потому, что устанавливаются на заднеприводные и полноприводные автомобили, у которых двигатель находится продольно.

О коробке вариатор и сколько она служит, узнаем из видеоролика Вести РФ.

В настоящее время клиноременный вариант – самый популярный тип вариаторной коробки передач. Суть качественного ремня в том, что в разрезе он приобретает вид трапеции и вклинивается в шкив боковыми поверхностями. Чтобы понять устройство на основе работы этого ремня, представим перед собой две похожие трубки, которые находятся рядом в вертикальном положении. Если скрутить их друг с другом резинкой и начать крутить одну трубку, вторая повторит движения первой, причем подстраиваясь под ту же скорость, которой следует первая трубка.

Что такое коробка передач CVT и в чем заключается ее надежность, узнаем из видео Artur Bogomolov.

Если одну из двух деталей заменить трубкой большего размера, тогда их скорость будет заметно различаться: трубка с большим диаметром будет вращаться медленнее, что в целом нарушит ритм их слаженной работы. В этом и заключается принцип действия коробки передач: цилиндры постоянно изменяют свой размер, и за счет этого происходит работа.

Галерея «Типы вариаторных КПП»

На картинках можно увидеть виды коробок переключения передач.

Фото 1. Цепной вариатор

Фото 2. Схема тороидного вариатора

Фото 3. Цепь и клиновидный пояс

В составе КПП находятся конусообразные шкивы, которые «смотрят» друг на друга острыми концами и упираются в клиновидный ремень. Конусы сходятся и расходятся, изменяя размер поверхности шкивов. Когда они отстраняются друг от друга, ремень приобретает горизонтальное положение, становясь ребрами, и проваливается в середину шкива, охватывая меньший радиус его размера.

Если концы встречаются, ремень натягивается и охватывает больший радиус шкива. Работу шкивов тщательно контролирует гидравлическая система. Она наблюдает за тем, чтобы концы конусов равномерно сходились и расставались. Как в случае с примером, где фигурировали трубки, один из конусов является ведущим, а второй ведомым. Один шкив находится на основном валу, который идет от мотора. Второй шкив идет на валу от колес автомобиля.

Благодаря работе шкивов и их удобному расположению, получается бесступенчатая трансмиссия. Передаточное отношение имеет обширные «горизонты». Когда мы сдаем на машине назад, вариатор активирует узел, который задает кружение выходного вала в обратном направлении. Плюсы и минусы вариатора CVT в машине узнаем ниже.

Вариатор фирмы JATCO

Вариатор

Суть и смысл работы вариаторной коробки, которую обозначают как CVT, ничем не отличается от любой другой трансмиссии. Суть устройства заключается в том, чтобы преобразовать крутящий момент, который поступает от силового агрегата на колёса.

Но отличительной особенностью вариатора является то, что момент передаётся бесступенчато. Здесь предусмотрен определённый диапазон регулирования. Именно эта характеристика существенно отличается классический автомат от вариатора.

Что же касается аббревиатуры CVT, то она расшифровывается как Continuosly Variable Transmission. Перевести такое название можно как трансмиссия или коробка передач с непрерывно меняющимся крутящим моментом.

Вы уже примерно поняли, чем отличаются вариаторы от автоматов и какая основная разница между ними. Но этого объективно недостаточно, чтобы отдать какому-нибудь из двух вариантов предпочтение.

Также отличие вариатора от классического автомата заключается в конструктивных особенностях. Выделяют 3 основных типа CVT, которые бывают:

• цепными;
• клиноременными;
• тороидальными.

Если говорить про легковой автомобильный транспорт, то здесь самыми популярными и распространёнными оказались именно клиноременные разновидности вариаторной коробки передач.

1. В состав клиноременного вариатора входит клиновидный ремень. Он располагается непосредственно между двумя шкивами раздвижного типа. Во время движения транспортного средства эти шкивы постоянно сжимаются и разжимаются, обеспечивая тем самым изменения в показателях передаточного числа. Основной задачей вариатора является создать плавное и бесступенчатое изменение крутящего момента. Подобные системы активно используются на легковых автомобилях, в составе снегоходов, двухколёсных технике и пр.
2. Следующей разновидностью вариаторной коробки являются цепные CVT. Передача мощности здесь осуществляется за счёт скошенных торцов оси цепных звеньев. А само тянущее усилие передаётся с помощью специальной цепи. Такие вариаторы не получили широкого распространения, хотя иногда встречаются.
3. Тороидные вариаторы заменили шкивы на диски конусовидной формы. А вместо ремня здесь задействовали специальные ролики. Они характеризуются тем, что могут передавать достаточно большой крутящий момент. Но, чтобы создать подобные детали для компоновки вариаторной коробки, необходимо обязательно использовать сталь высокопрочных сортов. Это негативно сказывается на стоимости, из-за чего многие автопроизводители отказались от идеи установки подобных CVT на свои транспортные средства.

Учитывая очевидные отличия в конструкции и принципе действия, несложно понять, в чём заключается разница между двумя видами рассматриваемых КПП. При этом коробка автомат и вариатор являются достойным решением, каждое из которых имеет свои сильные и слабые стороны.

Если говорить о преимуществах, характерных для вариаторных или бесступенчатых коробок передач, то здесь основным достоинством считается обеспечение непрерывного изменения крутящего момента. Тут отсутствует момент задержки, который характерен для АКПП, где происходит переход с одной передачи на другую. Бесступенчатость и непрерывность вариатора способствует появлению других преимуществ в виде более эффективного расхода топлива и улучшения динамических характеристик мотора. Машины с CVT потребляют меньше горючего и обеспечивают лучшую динамику при разгоне.

При этом вариатор имеет и некоторые очевидные недостатки. Начать следует с того, что CVT не предназначены для использования на мощных двигателях. Установка на автомобиль с повышенной мощностью не даёт использовать потенциал коробки. Она будет быстро разрушаться и изнашиваться.

CVT можно считать сравнительно новой разработкой в сфере автомобильных коробок передач. Потому инженеры пока не придумали, как повысить устойчивость вариатора к высоким нагрузкам, буксировке и активной езде при повышенных оборотах. В подобных условиях ремень вариаторной коробки быстро изнашивается, и происходит поломка всей трансмиссии. Ремонтировать и восстанавливать CVT довольно дорогое удовольствие, превышающие зачастую затраты на ремонт классического автомата.

Устройство CVT

Достоинства и недостатки вариатора

Любое изобретение имеет какие-то недоработки, не стал исключением и CVT. Его слабые стороны пытаются устранить, а пока они существуют, стоит о них знать:

1. Такие коробки передач не устанавливают на мощные авто, хотя уже есть несколько экземпляров именно с ними.
2. Ремонт CVT требует больших материальных затрат, и к тому же его осуществляют не на всех СТО. Очень сложно найти специалиста, который бы хорошо разбирался в устройстве данного типа.
3. Работа вариатора зависит от показаний множества датчиков, и если вдруг выйдет из строя хотя бы один из них, то это может привести к неправильной работе всей системы трансмиссии.
4. Такой аппарат требует заполнения внутренней его части специальной жидкостью, которая отличается высокой стоимостью в сравнении с аналогами, предназначенными для АКПП. А также ее уровень необходимо постоянно контролировать.
5. Трансмиссия испытывает большие нагрузки.
6. С данной коробкой передач существуют определенные ограничения по буксировке автомобилей, а также при использовании прицепов.

Неисправности вариатора

Но машина с вариатором имеет множество существенных преимуществ:

1. Удобство поездки на автомобиле с бесступенчатой КПП.
2. Плавность движения машины – стремительный разгон и торможение не вызывает рывков, как при использовании других коробок передач.
3. Стабильность показателей при достаточно продолжительном движении.
4. За счет оптимальной нагрузки на двигатель и продуманности работы автомата происходит существенная экономия топлива.
5. Уровень вредных веществ, создаваемых отработанными газами ниже, чем в автомобилях с АКПП И МКПП.
6. Безопасность езды на обледенелых дорогах, так как вариатор исключает пробуксовку колес.
7. Электронное управление работой двигателя увеличивает срок его износа, предотвращает от частых ремонтов.
8. Авто с вариатором ездит намного тише, чем с обычными коробками.

Несколько слов о масле и фильтрах

Большинство производителей заверяет, что масло в коробку передач вариатора заливается навсегда. Однако этот факт в корне неверен. Наши дороги и погодные условия (снег, дождь, сильные морозы, плохие дороги и пробки) создают повышенную нагрузку на устройство, поэтому фильтры и масло рекомендуется менять каждые 40000 километров пробега.

Если этого не сделать, то на элементах конструкции начнут скапливаться масляные отложения, а фильтр забьется различным мусором. В результате упадет давление в насосе, что приведет к появлению толчков и рывков во время движения, а в особо тяжелых случаях вариатор просто перестанет работать.

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.

Вариаторная коробка передач

Как и любая другая коробка передач, вариатор – это устройство, преобразующее крутящий момент, поступающий от двигателя к колесам. Передача момента осуществляется бесступенчато, в определенном диапазоне регулирования. Довольно часто вариатор обозначают аббревиатурой  «CVT» (Continuously Variable Transmission), что в переводе с английского означает «трансмиссия с непрерывно изменяющимся крутящим моментом».

Типы CVT

В  зависимости от устройства выделяют следующие основные типы вариаторов:

• цепные;
• клиноременные;
• тороидальные.

Клиноременный вариатор

Наибольшее распространение получил клиноременный вариатор CVT.

Клиноременный вариатор CVT состоит из клиновидного ремня, расположенного между двумя раздвижными шкивами. В процессе движения автомобиля шкивы то сжимаются, то разжимаются, обеспечивая изменение передаточного числа. Главная цель вариаторной коробки – обеспечение плавного бесступенчатого изменения крутящего момента. Это актуально для легковых автомобилей, мотороллеров, снегоходов и прочей техники.

Тороидный вариатор

В цепном вариаторе CVT мощность передается скошенными торцами осей звеньев цепи, а тянущее усилие передает цепь. В тороидных вариаторах вместо шкивов используются конусовидные диски, вместо ремня – ролики. Они способны передавать больший крутящий момент. Для изготовления деталей для данного типа CVT требуется высокопрочная сталь, что в итоге влияет на его стоимость.

Преимущества и недостатки CVT

Цепной вариатор

Главным преимуществом вариаторной коробки передач является возможность обеспечить непрерывное изменение крутящего момента. Это позволяет достичь лучших показателей расхода топлива и динамики автомобиля.

К недостаткам вариатора относятся:

1. Невозможность его установки в автомобилях с мощным двигателем.
2. Максимальные нагрузки, буксировка или систематическая езда на высоких оборотах приведут к быстрому износу ремня вариатора, а соответственно и к поломке CVT.

Читайте также:  Что такое АКПП Tiptronic и как она работает

Чем вариатор отличается от других видов трансмиссий?

Самая популярная КПП – механика. Она состоит из трех валов (ведущий, промежуточный и зависимый), если машина заднеприводная, а двигатель находится в продольном положении. В случае с передним приводом у коробки насчитывается два вала: входящий и выходящий.

В классике переключение контролируется гидроблоком, а в современных вариантах – электроникой.

КПП автомат имеет несколько возможностей передвижения:

• экономная езда;
• обычная езда;
• спортивная езда.

Классика зарекомендовала себя надежностью. Такая коробка передач выжимает без проблем до 400 тысяч км пробега. Условие – правильная эксплуатация. Как и с другими вариантами КПП, в радиатор нужно заливать качественную ОЖ. Среди автоматических коробок передач есть вариант с ручным переключением, которое так любят многие автолюбители.

КПП «Робот» — своеобразный гибрид. Это механика, где передачи переключаются электроникой. Здесь есть две педали и сцепление, но нет гидротрансформатора. Эта коробка передач характеризуется рывками при переключении скоростей. Это особенно заметно на фоне вариатора, у которого нет ни рывков, ни толчков.

В последнее время на рынке появилась новинка — автомобиль, где есть два сцепления в КПП. Одно из них несет ответственность за четные передачи, другое – нечетные. Это нововведение исключило временные «провисания» робота, когда переключение передач длилось до 3 секунд.

Сравнение двух КПП

Чтобы определить фаворита этой пары, следует провести объективную сравнительную характеристику. Она также даст понять, как можно визуально отличить вариатор от автомата.

Изначально основной упор при сравнении нужно сделать на эксплуатационные характеристики. Потребителей справедливо интересует вопрос о том, что же надёжнее: автомат или вариатор. Также многим хочется узнать, кто окажется фаворитом в таком показателе как экономичность.

Начнём с показателем экономичности. Тут следует учесть одновременно несколько параметров, чтобы оценка оказалась максимально объективной и справедливой.

• Трансмиссионное смазочное масло. В каждой коробке передач, включая автомат и вариатор, обязательно используется смазочная жидкость. Периодически требуется менять масло в коробке. Хотя в руководстве по эксплуатации некоторых машин с АКПП указано, что масло заливается на весь срок службы и замене оно не подлежит. Это довольно спорный вопрос, во многом зависящий от конкретных условий эксплуатации, состояния коробки и срока службы самой машины. Если же сравнивать вариатор и классическую АКПП, в коробке CVT менять трансмиссионную смазку нужно чаще. При этом сама жидкость для вариаторных коробок передач стоит дороже, нежели смазка ATF, предназначенная для автомата.
• Показатели расхода топлива. Изучив плюсы и минусы, которые характеризуют автомат и вариатор, вы наверняка заметили, что к числу преимуществ CVT относится высокая эффективность расхода горючего. Поэтому по этому пункту перевес на стороне вариатора. Даже самые современные коробки автомат не могут продемонстрировать аналогичную экономичность, как машины с CVT.
• Ремонт и обслуживание. Вечных и бессмертных коробок передач не существует. Это факт. Каждая трансмиссия в какой-то момент требует проведения ремонтных работ, технического обслуживания и профилактики. С позиции эксплуатационных расходов вариатор оказался значительно дешевле. Всё дело в том, что в состав конструкции CVT входят сложные, дорогостоящие и чувствительные механизмы. Они чаще выходят из строя, а потому требуют больше денег от автовладельца.

Относительно последнего пункта нужно внести одну поправку. Стоимость самой коробки CVT ниже, если сравнивать с конкурентом в лице АКПП. Но обслуживать дешевле классический автомат.

Эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание во многом зависят от того, как автовладелец будет относиться к машине и следить за состоянием трансмиссии. Даже при наличии вариатора в случае правильной эксплуатации, отсутствии перегрузок и агрессивного вождения, CVT прослужит очень долго и не потребует больших финансовых вложений в течение длительного срока службы. Но если говорить сугубо про ремонтопригодность и стоимость обслуживания, преимущество всё равно будет на стороне классической автоматической коробки.

Теперь следует сравнить кандидатов на предмет их надёжности. Во многом надёжность трансмиссии проявляется в её возможности сохранять свою работоспособность в тяжёлых условиях эксплуатации. К таковым относятся:

• буксировка;
• высокая скорость;
• езда по бездорожью;
• агрессивный стиль вождения.

Тут очевидное преимущество на стороне классического автомата. Именно обычные автоматические коробки намного лучше справляются с подобными тяжёлыми условиями эксплуатации. Разумеется, они уступают механике, но в сравнении с вариатором оказываются предпочтительнее.

Важно понимать, что слабым местом вариатора является его ремень. Его текущая надёжность на достаточно низком уровне применительно к жёстким и сложным условиям езды на машине с CVT. В подобных представленных условиях долго он не выдерживает, происходит обрыв и поломка. CVT подойдут тем, кто предпочитает ездить плавно, аккуратно, не совершая резких ускорений или торможений, за исключением экстренной необходимости.

Поняв разницу между вариаторами и автоматами, можно сделать определённые выводы. Причём каждый автолюбитель воспринимает представленную информацию по-своему.

Вариаторная коробка передач

Дополнительно многим интересно, как узнать, стоит на машине автомат, или же вариатор. Есть несколько способов идентификации типа используемой коробки передач. Визуально представленные коробки действительно похожи друг на друга.

1. Визуальный метод. Первым делом можно оттолкнуться от внешних особенностей. Но это один из самых неочевидных способов для того, как определить использование автомата или вариатора на машине. Некоторые CVT имеют соответствующую маркировку на селекторе, потому рекомендуется внимательно изучить рычаг коробки передач. На классических автоматах используются не только обозначения P, R, N и D, но также часто встречаются маркировки типа 2, 3 и L. У вариаторов же применяется лишь режим L. Хотя многое зависит от конкретной коробки, и далеко не всегда такой метод определения будет правильным.
2. Техническая документация. Если вы не знаете, как сугубо по рычагу отличить коробку вариатор от автомата, тогда проще всего заглянуть в документы на автомобиль. Откройте раздел с коробкой передач. Если у вас автомат, тогда увидите соответствующую маркировку AT. Для вариаторов всегда используется обозначение CVT.
3. Реальные условия эксплуатации. Проще говоря, тест-драйв. На вариаторных коробках передач процесс переключения скоростей не ощущается. Поэтому коробка и называется бесступенчатой. В случае с автоматом можно ощутить или же заметить по стрелке тахометра, как обороты меняются с некоторой задержкой в момент перехода с одной передачи на другую. Хотя новые вариаторы начали оснащать специальным режимом, который предназначен для имитации изменения передачи.
4. Тест на пригорке. Ещё один способ достаточно быстро определить, какая коробка оказалась в вашем распоряжении. Для этого нужно выехать на участок дороги с небольшим подъёмом, и остановить там полностью автомобиль. Затем отпустите педаль тормоза и не давите на газ. Селектор остаётся в положении Драйв (D или Drive). Если автомобиль будет постепенно двигаться в подъём, у вас точно автомат. В случае с вариатором машина сначала немного будет откатываться назад, а затем остановится. Но такой тест актуален для тех вариаторных коробок, где отсутствует система противоотката.

В самой сложной ситуации, когда документов нет, никаких обозначений на селекторе не предусмотрено, и вы сами путём тестирования точно определить коробку не можете, отправляйтесь на СТО или в ближайший автосервис, где квалифицированный мастер ответит на все интересующие вас вопросы.

Принцип работы вариатора и его устройство

Бесступенчатая коробка плавно изменяет крутящий момент в заданных промежутках регулирования. Это достигается за счет ее особой конструкции, которая состоит из следующих компонентов:

• вариатора;
• механизма сцепления;
• аппарата для передачи реверса;
• процессора с исполнительным устройством.

В качестве автоматического сцепления выступают разные виды устройств. Без них крутящий момент сразу же передавался бы на колёса, а так указанный узел будет отвечать за плавную передачу движения. Сцепление может быть:

• центробежным – технология «Transmatic»;
• мокрым многодисковым – представители «Multimatic» и «Multitronic»;
• электромагнитным — вариатор «Hyper»;
• гидротрансформаторным.

Последний вид применяется на большинстве авто. Он обеспечивает плавную работу двигателя без рывков и продлевает жизнь вариатору. На высоких оборотах входит в режим полного зацепления, при котором исключается проскальзывание. Но часть его мощности может уходить в нагрев. А бывают случаи, что он перегревается, об этом становиться известно по зажигающейся красной лампочке на приборной доске.

Устройство вариатора

Работа вариатора осуществляется с помощью электронного блока. Он отвечает за следующие функции:

• управление сцеплением;
• изменение передаточного отношения между валами вариатора;
• контролирование работы планетарного редуктора;
• обеспечение действия реверсивного аппарата.

К электронному блоку передается информация от множества датчиков. Поэтому его работа взаимосвязана с показателями оборотов двигателя, давления в шинах, ABS и т. д. Сбор информации фильтруется в аппарате, и он автоматически настраивается на нужное передаточное число.

Но вариаторы не могут самостоятельно производить задний ход авто, поэтому для этих целей предусмотрен планетарный редуктор. Принцип действия, которого схож с работой в автоматической коробке.

Водитель при управлении транспортом с CVT проделывает практически те же действия, что и при использовании АКПП. Но они немного упрощаются, он выбирает только режим, а остальное выполняет за него удобное устройство вариатора. Также оно позволяет повторить некоторые манипуляции, возможные в привычных КПП. Например, можно зафиксировать определенное передаточное соотношение. Некоторые водители не чувствуют разгона машины, и потому относят постоянную частоту оборотов коленвала к недостаткам аппарата, но к этому надо привыкнуть и со временем удобство бесступенчатой коробки станет очевидным.

Вариатор, робот или автомат: что выбрать?

В заключение статьи ответим на вопрос, задающийся на многих форумах. На самом деле здесь все зависит от ваших предпочтений.

Робот – лучший выбор для тех, кто хочет получить преимущества механики и управляемость АКПП.

Автомат – отличный и проверенный временем вариант. У таких автомобилей нет проблем с ремонтом, да и стоимость их ниже, однако при переключении передач на некоторых моделях все еще могут наблюдаться толчки или пробуксовки.

Вариатор – оптимальный выбор, если вы хотите получить хорошую управляемость, оптимальный расход топлива и максимальную оптимизацию. Однако такие автомобили все еще недостаточно распространены в России и, следовательно, имеются сложности при их ремонте (высокая цена расходников и трудности с поиском мастера).

Как видите, объективно самого лучшего варианта не существует, однако, вариатор имеет большие перспективы в развитии и поэтому можно обратить внимание на автомобиль именно с такой КПП.

Как это работает: вариатор

Довольно долгое время этот вид коробки передач незаслуженно игнорировался автопроизводителями. А ведь именно принцип вариаторной передачи широко использовался задолго до появления первого автомобиля. Прообразом современной бесступенчатой трансмиссии были ременные передачи ветряных мельниц, которые, благодаря подобной передаче крутящего момента от лопастей мельницы на жернова, могли измельчать зерно с разной скоростью и до различного помола. В автомобильной промышленности этот тип механической коробки передач начал широко применяться с конца 1990-х годов. Сегодня бесступенчатый вариатор считается одним из самых прогрессивных видов автомобильных трансмиссий. Впрочем, и у бесступенчатого вариатора есть свои достоинства и недостатки.

Вариатор XTRONIC CVT от Nissan.

Принцип работы вариатора

Как уже указывалось выше, вариатор представляет собой эволюционную разновидность классической механической коробки передач. Но если для «механики» присущи переключения со ступени на ступень при помощи шестерен (при этом, важную роль играет сцепление), то у вариатора передачи переключаются без участия каких-либо зацепных узлов и уж тем более, без сцепления. Именно поэтому по плавности переключения со ступени на ступень этому виду трансмиссии сегодня нет равных. По типу принято различать следующие виды бесступенчатых вариаторов: клиноременные, цепные, торроидные.

Клиноременные трансмиссии стали первым типом бесступенчатой коробки передач, которая устанавливалась на легковые автомобили. Как правило, эти машины имели небольшой по объему и мощности двигатель, так как использовавшийся в механизме вариатора ремень не выдерживал больших нагрузок и часто выходил из строя.

Клиноремённый вариатор MINI

По своему строению этот тип КПП выглядит как пара параллельно расположенных шкивов, передача крутящего момента от одного к другому происходит при помощи натянутого между ними ремня. Каждый шкив – это две конусообразные детали, которые соприкасаются своими «вершинами». Эти детали по мере изменения крутящего момента от мотора сдвигаются или раздвигаются, благодаря чему происходит плавное переключение на повышенную или пониженную передачу. Если раньше, как упоминалось выше, в клиноременном вариаторе применяли резиновые ремни, то сегодня их роль выполняют металлические ленты.

Цепной вариатор – это усовершенствованная клиноременная бесступенчатая трансмиссия, в которой вместо ремня применяется стальная цепь. Срок службы цепи у такой КПП довольно продолжителен.

Схема трансмиссии с цепной передачей

Наконец, торроидный вариатор имеет отличную от первых двух типов конструкцию. В нем роль шкивов играют два колеса (ведущее и ведомое), между которыми зажат торроидный ролик. Колеса трутся о ролик, который меняет свое положение относительно их, и таким образом происходит повышение или понижение передач.

Тороидный вариатор. ФОто

Все типы вариаторов управляются электронными блоками управления, в которых аккумулируется информация о крутящем моменте двигателя, скорости автомобиля и прочих характеристиках, на основании которых электроника дает команду КПП повышать или понижать передачу.

Устанавливается на автомобили марок Honda (Jazz, CR-V), Nissan (Juke, Qashqai), Toyota (Yaris, Auris) и прочие.

Достоинства и недостатки бесступенчатой КПП

К достоинствам этого типа трансмиссий можно отнести, во-первых, плавное переключение передач без рывков при разгоне и торможении. Во-вторых — отличную динамику движения автомобиля на длинных отрезках пути. В-третьих, и это, наверное, один из самых больших плюсов, вариатор обеспечивает экономию горючего, а связано это с тем, что при переключении передач не происходит потери мощности и крутящего момента. Еще один положительный аспект связан с активной безопасностью автомобиля, оснащенного вариатором, – его колеса не пробуксовывают на скользкой поверхности (лед) из-за того, что передачи вариатор переключает плавно.

К недостаткам вариатора можно отнести сравнительно слабую динамику – от старта движения до выхода на средние обороты. Остальные негативные аспекты связаны с обслуживанием и ремонтом бесступенчатой трансмиссии: в ней используется дорогое трансмиссионное масло, а его замена и обслуживание узлов и агрегатов вариатора довольно сложное, что, естественно, сказывается на стоимости обслуживания. Привод вариатора весьма чувствителен к большим нагрузкам при высоком крутящем моменте двигателя и если трансмиссию эксплуатировать неправильно, этот узел может выйти из строя, что повлечет за собой дорогостоящий ремонт. Еще одним недостатком такой трансмиссии является невозможность применять спортивные приемы вождения, ведь производители вариаторов намеренно ограничивают подобные операции – чтобы продлить «жизнь» трансмиссии.

О проблемах и неисправностях вариатора мы написали в статье

Устройства коробки вариатор (CVT), принцип работы

Что такое вариатор? Чтобы дать ответ на этот вопрос, давайте вспомним, сколько скоростей имеют механическая и автоматическая коробки передач. Первая – пять, вторая — до девяти – ответят грамотные водители. Так вот, вариатор имеет ступеней переключения скоростей намного больше, по сути – бесконечное количество.

Итак, вариатор – это бесступенчатая трансмиссия, которая даёт водителю возможность изменять передаточное число не рывками, а плавно, в соответствии с оборотами двигателя и внешней нагрузкой, что позволяет использовать мощность мотора максимально эффективно и обеспечить комфорт во время движения.

На современные автомобили устанавливают вариаторы двух типов: клиноременной и тороидный, хотя в технике подобных конструкций существует великое множество.

Вариаторы клиноременного типа известны достаточно давно. Главными деталями этого вариатора являются раздвижные шкивы и трапецеидальный в сечении ремень, который их соединяет. Если в ведущем шкиве сдвинуть его половинки, они вытолкнут ремень наружу подобно попавшему между ними клину (именно потому данный вариатор имеет такое название). При этом радиус шкива, с которым работает ремень, увеличится, что, в свою очередь, приведёт к увеличению передаточного отношения. Если же половинки ведомого шкива раздвинуть, ремень уйдёт внутрь, а радиус его работы уменьшится, что повлечёт за собой уменьшение передаточного отношения. При работе обоих шкивов в промежуточном положении передача будет прямой.

Устройство клиноременного вариатора

Схема клиноременного вариатора
1 — маховик с демпфером крутильных колебаний, 2 — фрикцион заднего хода, 3 — промежуточная передача, 4 — вариатор, 5 — электронный блок управления, 6 — гидравлический блок управления, 7 — фрикцион переднего хода, 8 — планетарный механизм

Составляющими клиноременного вариатора являются одна или две ременные передачи, в которых шкивы образуются из конических дисков, которые за счёт своего сдвигания или раздвигания способны изменять диаметр и, соответственно, передаточное число. Различные автопроизводители выпускают вариаторы, отличающиеся друг от друга конструктивными особенностями. Так, в Audi (трансмиссия Multitronic) ремень заменён цепью, а в Honda передаточный ремень состоит из металлических пластин. Но принцип работы во всех вариациях остаётся неизменным.

Чтобы автомобиль сдвинулся с места, используют обыкновенное сцепление или же компактный гидротрансформатор, который блокируется вскоре после начала движения. Управление дисками, из которых состоят шкивы, происходит при помощи электронной системы из сервоприводов, а также датчиков и блока управления.

Начнём с того, что попроще. Почему ремень имеет клиновидную форму? Трапециевидный в разрезе ремень входит в шкивы только боковыми своими поверхностями, оставаясь при этом в хорошей сцепке с ними.

Каким образом изменяется передаточное число? Ведущий шкив, который вращается при помощи коленвала, устроен таким образом, что под воздействием центробежных сил его щёки плавно сжимаются и выталкивают трапециевидный ремень всё дальше от центра шкива. При этом ведомый шкив, напротив, разжимается, и ремень погружается всё глубже, приближаясь к центру шкива. Чем выше у двигателя обороты, тем сильнее сжимается ведущий и разжимается ведомый шкив, что приводит к изменению передаточного числа от коленвала к ведущему мосту.

Тороидный вариатор

Схема тороидного вариатора
1 — гидротрансформатор, 2 — шестерни заднего хода, 3 — ведущие диски, 4 — ролики, 5 — ведомые диски, 6 — насос

Тороидный вариатор имеет другое устройство. Он состоит из дисков и роликов, которые передают крутящий момент от диска к диску. Чтобы изменить передаточное число, необходимо поменять положение роликов и радиусы, по которым ролики обкатываются вокруг дисков. И поскольку основное усилие сосредотачивается в пятне контакта, поворот роликов требует применения особых устройств, способных преодолеть силу, с которой ролик прижимается к диску.

К примеру, в вариаторе Extroid от Ниссан применяется специальная система, в которой управляемый при помощи электроники гидравлический прецизионный механизм передвигает обоймы с роликами вниз или вверх на микроскопические величины, а ролик, из-за возникшего относительно дисков сдвига, поворачивается далее самостоятельно.

Клиноременной и тороидный вариаторы: особенности и слабые места

Принцип устройств, называемых ныне вариаторами, не является новоизобретённым. Идеи о бесступенчатых трансмиссиях приходили в головы конструкторов ещё тогда, когда на транспорте начали применяться поршневые ДВС. А развитие современных технологий производства материалов и достижения электроники позволили усовершенствовать конструкции вариаторов, которые сегодня получают всё большее распространение на автомобильном транспорте. При этом принцип их работы, несмотря на новые конструкторские находки, остаётся неизменным.

Несмотря на множество исследований и испытаний, современные вариаторы пока не удалось избавить от некоторых проблем, которые весьма существенно влияют на их работу.

Так, «слабым звеном» в работе клиноременного вариатора является ремень, а в тороидном – пятно контакта ролика с диском, в котором сила давления может достигать десяти тонн. С этими проблемами пытаются бороться путем использования специальных высокотехнологичных материалов, что в значительной степени повышает надёжность вариаторов, приближая её к показателям надёжности гидромеханических автоматов. Тем не менее, из-за повышенных нагрузок на пятно контактов или ремень вариаторы пока не устанавливаются на грузовые машины и не работают с двигателями больших мощностей.

Современным рекордом для вариатора клиноременного типа является двигатель мощностью в 220 л.с. и 300 Нм, на которые способен шестицилиндровый двигатель Audi A6, оснащённой трансмиссией Multitronic. Тороидный вариатор-рекордсмен установлен на Nissan Gloria и Cedric, оснащённых 3-литровыми двигателями Extroid с показателями 240 л.с. и 310 Нм.

Несмотря на невозможность применения бесступенчатых передач на грузовиках, их применение на легковых автомобилях, по мнению экспертов, имеет большое будущее, которое обеспечат совершенствующиеся технологии производства материалов.

Сравнение динамических характеристик автомобилей, оснащённых вариаторами, может вызвать недоумение: на одной и той же модели легкового автомобиля разгон без вариатора происходит быстрее, чем с вариатором. Казалось бы, повышенная эффективность использования мощностей двигателя должна привести к противоположному результату! Оказывается, в случае адекватной настройки блока, разгон автомобиля с вариатором происходит, всё же, быстрее, чем без него. А недовольство некоторых автомобилистов объясняется привычкой слышать при разгоне нарастающий шум мотора, тогда, как в случае установки вариатора этот звук остаётся равномерным.  Многие фирмы идут в этом вопросе навстречу пожеланиям  и настраивают блок таким образом, чтобы не лишать водителей привычного радующего слух шума разгоняющегося мотора.

В завершение хотим отметить, что, в сравнении с традиционными коробками-автоматами, вариаторы являются значительно более совершенным типом трансмиссии. Их преимущество проявляется в значительно более высоких показателях динамики разгона, экономии топлива, плавному процессу езды. Весте с тем, конструкция вариаторов проще, чем у автоматических коробок, что сказывается на их стоимости и надёжности. Думается, что оснащённые вариаторами автомобили достаточно скоро вытеснят машины с «автоматами» и заметно потеснят «механику».

Torotrak обрисовывает в общих чертах достижения в своем полнотороидальном вариаторе с тяговым приводом с использованием PitchSteer; Приложения для электромобилей, а также

На Международном конгрессе VDI «Трансмиссия для транспортных средств» в Фридрихсхафене, Германия, в 2016 году Джон Фуллер, директор по концепциям и интеллектуальной собственности Torotrak Group, представил и обсудил последние достижения компании в области оптимизации ее технологии полнотороидального вариатора для рынка легковых автомобилей. в бесступенчатых трансмиссиях (CVT).

Вариаторы с главным приводом Torotrak сочетают в себе вариатор с полным тороидальным тяговым приводом и другие традиционные компоненты трансмиссии.Объединив свой обширный опыт работы с трансмиссиями с главным и вспомогательным приводами, Torotrak разработал концепцию вариатора с передаточным числом до 12, управляемую недорогой исполнительной системой.

Torotrak ожидает, что разработки, которые обеспечат более широкий разброс передаточных чисел и бесперебойную подачу мощности, будут еще больше стимулировать популярность вариаторов, которые, по прогнозам, достигнут к 2020 году глобальных продаж в 12 миллионов в год.

Вариатор подходит как для переднеприводных, так и для заднеприводных платформ и должен быть хорошо масштабируемым, при этом традиционная гидравлическая версия уже продемонстрировала уровни мощности, превышающие 300 кВт.

Рыночные предпочтения смещаются от обычной автоматики к вариаторам. Наше решение может ускорить эту тенденцию, удовлетворяя потребности как переднего привода, так и потенциально заднеприводной компоновки, где высокие уровни крутящего момента и ограничения упаковки могут быть более сложными для традиционной технологии CVT.

—Джон Фуллер

Опыт Torotrak Group в области вспомогательных приводов привел к снижению стоимости системы, в частности, за счет использования экономичного управления передаточным числом вариатора с использованием технологии компании PitchSteer.

Torotrak представил PitchSteer в ноябре 2105 года (более ранняя публикация) как недорогой метод управления, который снижает требования к мощности срабатывания регулируемого привода Torotrak для таких устройств, как нагнетатели, например, Torotrak V-Charge.

В то время компания заявила, что, по ее мнению, PitchSteer, а также DriveDisconnect, который обеспечивает возможность нулевой выходной скорости в самом вариаторе, чтобы обеспечить функциональность разъединяющей муфты без потери стоимости или веса, также могут быть использованы в другие приложения, такие как вариаторы главного привода и бесступенчатые трансмиссии.

В вариаторе использование PitchSteer обеспечивает широкий диапазон передаточного числа, что может улучшить эффективность автомобиля различными способами: во-первых, за счет уменьшения количества рассеиваемой энергии при трогании с места, а во-вторых, за счет включения двигателю работать на более низких скоростях во время крейсерского движения.

Кроме того, широкий разброс передаточных чисел вариатора позволяет использовать простые и эффективные конструкции трансмиссии, которые максимально используют разделение мощности, при котором только часть движущей силы передается вариатором, а остальная часть передается по прямому механическому пути.

Трансмиссия также может быть сконфигурирована как IVT (бесступенчатая трансмиссия) с нейтральной передачей, которая может дополнительно улучшить экономию топлива за счет устранения необходимости в неэффективном пусковом устройстве транспортного средства, которое теряет мощность при скольжении.

Система может быть выполнена в соответствии с предпочтениями водителя на отдельных рынках, например, для создания привычных ощущений от вождения преобразователя крутящего момента.

Фуллер сказал, что электромобили также могут извлечь выгоду из последних разработок вариаторов.

Увеличивая крутящий момент колеса на низких скоростях транспортного средства, тороидальный вариатор может улучшить способность преодолевать подъемы и производительность или быть средством для создания уменьшенной электрической трансмиссии, которая имеет более низкую стоимость и вес.С вариатором, сконфигурированным для достижения КПД, превышающего 95%, также есть потенциал для увеличения диапазона электромобилей.

—Джон Фуллер

В презентации Torotrak Group также было рассмотрено влияние тороидальных вариаторов и бесступенчатых трансмиссий при использовании в автономных транспортных средствах. Обеспечивая постоянный крутящий момент за счет плавного переключения передач, технология позволяет преодолеть неприятное ощущение прерывания крутящего момента, к которому люди в таких транспортных средствах очень чувствительны.

Схематическое изображение трех тороидальных вариаторов: одиночный ролик …

Контекст 1

… приводной ролик, вращающийся внутри тороидальной полости, используется для передачи крутящего момента от ведущего диска на ведомый, посредством средства срезающего действия эластогидродинамической масляной пленки; кроме того, наклон приводного катка позволяет выполнять маневры переключения передач. Что касается тороидальных вариаторов, которые фактически представлены на рынке для автомобильных приложений, основное геометрическое различие заключается в положении центра наклона ролика (точка O на рисунке 1), который может совпадать или не совпадать с центром тороидальной полости.В первом случае получается так называемый полнотороидальный вариатор (см. Рисунок 1 (б)), во втором случае получается полутороидальный вариатор (см. Рисунок 1 (а)). …

Контекст 2

… для тороидальных вариаторов, которые фактически представлены на рынке для автомобильных приложений, основное геометрическое различие заключается в положении центра наклона ролика (точка O на рисунке 1), которое может совпадать или не с центром тороидальной полости. В первом случае получается так называемый полнотороидальный вариатор (см. Рисунок 1 (б)), во втором случае получается полутороидальный вариатор (см. Рисунок 1 (а)).На Рисунке 1 (c) показана новая запатентованная тороидальная геометрия [12], так называемый полный тороидальный вариатор с двумя роликами (или DFTV); два ролика, вращающихся в противоположных направлениях, расположены внутри тороидальной полости с целью уменьшения потерь вращения при контакте ролика с диском; Кроме того, коническая форма ролика позволяет уравновесить нормальные силы, что делает ненужным использование упорного роликового подшипника. …

Контекст 3

… для тороидальных вариаторов, которые фактически представлены на рынке для автомобильной промышленности, основное геометрическое различие заключается в положении центра наклона ролика (точка O на рисунке 1), которое может совпадать или не с центром тороидальной полости.В первом случае получается так называемый полнотороидальный вариатор (см. Рисунок 1 (б)), во втором случае получается полутороидальный вариатор (см. Рисунок 1 (а)). На Рисунке 1 (c) показана новая запатентованная тороидальная геометрия [12], так называемый полный тороидальный вариатор с двумя роликами (или DFTV); два ролика, вращающихся в противоположных направлениях, расположены внутри тороидальной полости с целью уменьшения потерь вращения при контакте ролика с диском; Кроме того, коническая форма ролика позволяет уравновесить нормальные силы, что делает ненужным использование упорного роликового подшипника….

Контекст 4

… в первом случае получается так называемый полнотороидальный вариатор (см. Рисунок 1 (b)), во втором случае получается полутороидальный вариатор (см. Рисунок 1 (а) ). На Рисунке 1 (c) показана новая запатентованная тороидальная геометрия [12], так называемый полный тороидальный вариатор с двумя роликами (или DFTV); два ролика, вращающихся в противоположных направлениях, расположены внутри тороидальной полости с целью уменьшения потерь вращения при контакте ролика с диском; Кроме того, коническая форма ролика позволяет уравновесить нормальные силы, что делает ненужным использование упорного роликового подшипника.Таким образом, можно объединить основные преимущества двух тороидальных геометрий с одним роликом (т.е. SHTV и SFTV), что приведет к значительному повышению общей эффективности передачи [13,14]. …

Новейшие технологии тороидальных трансмиссий обеспечивают бесперебойную подачу энергии и повышенную топливную экономичность в бесступенчатых трансмиссиях

пт, 24 июня 2016 г. 17:00 CET

Новые разработки для легковых и электромобилей, представленные на крупной конференции по трансмиссиям

24 июня 2016 г. … Torotrak Group, ведущий разработчик и поставщик технологий сокращения выбросов транспортных средств и топливной экономичности, недавно представила новые достижения в технологии CVT (бесступенчатой ​​трансмиссии), которые обещают повышенную энергоэффективность и производительность в легковых автомобилях, включая электромобили. Ожидается, что разработки Torotrak, обеспечивающие более широкий диапазон передаточных чисел и бесперебойную подачу мощности, будут способствовать дальнейшему стимулированию популярности бесступенчатых трансмиссий, которые, как уже прогнозируется, достигнут к 2020 году глобальных продаж на уровне 12 миллионов в год.

Выступая на Международном конгрессе VDI «Трансмиссия для транспортных средств» в 2016 г. во Фридрихсхафене, Германия, 22 июня, Джон Фуллер, директор по концепциям и интеллектуальной собственности Torotrak Group, выступил с презентацией под названием « ‘Высокоэффективный вариатор с полным тороидальным тяговым приводом. — Технологические усовершенствования и применение в переднеприводных автомобилях , обсуждая последние достижения, оптимизирующие вариаторную технологию для рынка легковых автомобилей.

Объединив свой обширный опыт работы с трансмиссиями с главным и вспомогательным приводами, Torotrak разработал концепцию вариатора с передаточным числом до 12, управляемую недорогой исполнительной системой.Вариатор подходит как для переднеприводных, так и для заднеприводных платформ и должен быть хорошо масштабируемым, при этом традиционная гидравлическая версия уже продемонстрировала уровни мощности, превышающие 300 кВт.

«Рыночные предпочтения меняются от традиционной автоматики к вариаторам», — прокомментировал Фуллер. «Наше решение может ускорить эту тенденцию, удовлетворяя потребности как переднего привода, так и потенциально заднеприводной компоновки, где высокие уровни крутящего момента и ограничения упаковки могут быть более сложными для традиционной технологии CVT.”

Опыт Torotrak Group в области вспомогательных приводов привел к снижению стоимости системы, в частности, за счет использования экономичного управления передаточным числом вариатора с использованием технологии PitchSteerTM. Это обеспечивает широкий диапазон передаточного числа, что может улучшить эффективность транспортного средства различными способами: во-первых, за счет уменьшения количества рассеиваемой энергии при трогании с места и, во-вторых, за счет того, что двигатель может работать на более низких скоростях во время крейсерского движения. Кроме того, широкий разброс передаточных чисел вариатора позволяет использовать простые и эффективные конструкции трансмиссии, которые максимально используют «разделение мощности», при котором только часть движущей силы передается вариатором, а остальная часть передается по прямому механическому пути.

Трансмиссия также может быть сконфигурирована как IVT (бесступенчатая трансмиссия) с «нейтральной передачей», которая может дополнительно улучшить экономию топлива за счет устранения необходимости в неэффективном пусковом устройстве транспортного средства, которое теряет мощность при скольжении. Система может быть выполнена в соответствии с предпочтениями водителя на отдельных рынках, например, для создания привычных ощущений от вождения преобразователя крутящего момента.

Фуллер также объяснил, как электромобили могут извлечь выгоду из последних разработок вариаторов.«Увеличивая крутящий момент колеса на низких скоростях транспортного средства, тороидальный вариатор может улучшить способность преодолевать подъемы и производительность, или может быть инструментом для уменьшенной электрической трансмиссии, которая имеет более низкую стоимость и вес», — сказал он. «С вариатором, сконфигурированным для достижения КПД, превышающего 95%, также есть потенциал для увеличения диапазона электромобилей».

В презентации Torotrak Group также было рассмотрено влияние тороидальных вариаторов и бесступенчатых трансмиссий при использовании в автономных транспортных средствах. Обеспечивая постоянный крутящий момент за счет плавного переключения передач, технология позволяет преодолеть неприятное ощущение прерывания крутящего момента, к которому люди в таких транспортных средствах очень чувствительны.

О компании Torotrak
Torotrak (LSE: TRK) — новатор и поставщик низкоуглеродных транспортных технологий, специализирующийся на механических решениях, повышающих эффективность и снижающих выбросы CO2 в транспортных средствах. К ним относятся нагнетатель с переменным приводом V-Charge, ряд безредукторных трансмиссий с тяговым приводом Torotrak и система рекуперации энергии Flybrid, в которой используется маховик с механическим приводом для захвата кинетической энергии во время торможения и эффективного возврата ее к колесам.Команда инженеров компании работает с проверенными технологическими партнерами мирового уровня, чтобы обеспечить проверенный маршрут от прототипов до производства. В число клиентов входят крупные производители автомобилей и их поставщики для легких, тяжелых и внедорожных автомобилей, а также ведущие команды автоспорта. www.torotrak.com

Torotrak Media Contact
Пол Чаддертон из Market Engineering
[email protected]
+44 (0) 1295 277050

Контактное лицо группы Torotrak
Софи Рэгг, сотрудник по маркетингу
Софи[email protected]
+44 (0) 1327 855190

Активы
Изображения можно загрузить в нашем отделе новостей без регистрации.
Или свяжитесь с [email protected].
Чтобы загрузить этот пресс-релиз в формате PDF, нажмите здесь

Теги:

% PDF-1.4 % 313 0 объект > эндобдж xref 313 82 0000000016 00000 н. 0000002009 00000 н. 0000002229 00000 н. 0000003024 00000 н. 0000003693 00000 н. 0000003755 00000 н. 0000003777 00000 н. 0000004411 00000 н. 0000006738 00000 н. 0000007093 00000 п. 0000007651 00000 н. 0000007885 00000 н. 0000008284 00000 н. 0000008507 00000 н. 0000008960 00000 н. 0000009177 00000 н. 0000009981 00000 н. 0000010274 00000 п. 0000010371 00000 п. 0000010652 00000 п. 0000010674 00000 п. 0000011396 00000 п. 0000011609 00000 п. 0000012359 00000 п. 0000012583 00000 п. 0000012964 00000 п. 0000013182 00000 п. 0000013880 00000 п. 0000013902 00000 п. 0000014831 00000 п. 0000014853 00000 п. 0000015748 00000 п. 0000015770 00000 п. 0000016634 00000 п. 0000016656 00000 п. 0000017537 00000 п. 0000017559 00000 п. 0000018345 00000 п. 0000018367 00000 п. 0000019142 00000 п. 0000019267 00000 п. 0000019398 00000 п. 0000019519 00000 п. 0000019639 00000 п..NRPN ׿ W: 5C5R1} 0

Прогноз эффективности передачи мощности для двухрежимного полутороидального IVT

Бесступенчатая трансмиссия (IVT) — один из методов, используемых для увеличения охвата передаточного числа. В этой статье была разработана технология динамического анализа поведения для бесступенчатой ​​трансмиссии, использующей полутороидальный вариатор в качестве устройства переключения. Коэффициент тяги тягового масла, используемого для полутороидального бесступенчатого трансмиссионного трансмиссии, сильно варьируется в зависимости от скорости скольжения контактной поверхности, контактного давления и температуры жидкости.В этой статье для определения коэффициента использовались значения измерений, полученные на четырехвалковой машине, а затем они были применены к анализу динамического поведения. Использование идентифицированного коэффициента тяги позволило прогнозировать характеристики передачи мощности полутороидального вариатора. Чтобы воспроизвести упругую деформацию в реальных условиях эксплуатации, в исследовании использовался метод конечных элементов (МКЭ) для моделирования. Эта модель также использовалась для визуализации состояния трения тяговых поверхностей во время работы. Получено изменение состояния вращения на поверхности тяги для разницы в соотношении скоростей.Для управления передаточными числами применялось управление с обратной связью на основе механизма переключения полутороидального вариатора. Были смоделированы и другие компоненты бесступенчатой ​​трансмиссии, такие как сцепление и планетарная передача, и была разработана технология для анализа динамического поведения бесступенчатой ​​трансмиссии, включая режим циркуляции мощности. Используя эту модель, в это время можно рассчитать усиленный крутящий момент вблизи нейтральной точки редуктора и рассчитать крутящий момент внутренней циркуляции. Модель смогла предсказать эффективность передачи мощности IVT.Результаты показали, что эффективность бесступенчатой ​​трансмиссии снижалась по мере приближения передаточного числа к нейтральной точке редуктора в режиме циркуляции мощности, но эффективность вариатора в то время составляла около 90%. Прогнозы эффективности передачи мощности IVT были в пределах 5% от измеренных значений для каждого передаточного числа.

• URL записи:
• Наличие:
• Дополнительные примечания:
  • Реферат перепечатан с разрешения SAE International.
• Авторов:
  • Танака, Масахиро
  • Сайто, Тошихиро
  • Миямото, Кодзи
• Конференция:
• Дата публикации: 2018-4-3

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для заполнения

• Регистрационный номер: 01728889
• Тип записи: Публикация
• Исходное агентство: SAE International
• Номера отчетов / статей: 2018-01-1060
• Файлы: TRIS, SAE
• Дата создания: 8 октября 2018 12:56

Половинная / полная тороидальная, одинарная / двухроликовая трансмиссия на основе вариатора для супер-турбо-зарядного устройства

А.Боретти, «Супер турбонаддув дизельного двигателя с непосредственным впрыском», Нелинейная инженерия, т. 7. С. 17-27, 2018.

А. Боретти и А. Ордис, «Супер-турбонаддув дизельного двигателя с двойным впрыском топлива», Технический доклад SAE, июль 2018 г.

А. Боретти и С. Кастеллетто, «Бензиновый двигатель с непосредственным впрыском и реактивным зажиганием с супертурбонаддувом», доклад принят для презентации на Всемирном конгрессе FISITA 2018, Ченнаи, Индия, октябрь 2018 г.

Shell, «Pearl GTL — Обзор», https: // www.shell.com/about-us/major-projects/pearl-gtl/pearl-gtl-an-overview.html, октябрь 2018 г.

Westport, «Westport HPDI 2.0», https://www.westport.com/is/core-technologies/hpdi-2, октябрь 2018 г.

А. Боретти, «Преимущества прямого впрыска дизельного топлива и водорода в двухтопливном h3ICE», International Journal of Hydrogen Energy, vol. 36, стр. 9312-9317, 2011.

А. Боретти, «Новая концепция двигателя большой мощности для работы на двух видах топлива h3-Nh4», International Journal of Hydrogen Energy, vol.37, стр. 7869-7876, 2011.

А. Боретти, «Численное исследование энергии замещения дизельного топлива в двухтопливном дизельном двигателе, работающем на сжиженном нефтяном газе, с двумя прямыми форсунками на цилиндр», Fuel Processing Technology, vol. 161, стр. 41-51, 2017.

А. Боретти, «Достижения в системах сгорания для газовых двигателей», Технический доклад SAE, сентябрь 2013 г.

М. Магда, «Взгляд изнутри: технология наддува с регулируемой скоростью», https: //www.enginelabs.ru / news / inside-look-variable-speed-supercharging-technology /, январь 2016 г.

Б. Ху, С. Акехерст, А. Г. Льюис, П. Лу, Д. Миллвуд, К. Копел, Э. Чаппелл, А. Д. Фрейтас, Дж. Шоу и Д. Бертт, «Экспериментальный анализ переменного привода V-Charge. система нагнетания на двигателе 1,0 л GTDI ». Труды Института инженеров-механиков, Часть D: Журнал автомобильной инженерии, вып. 232, стр. 449-465, 2018.

Х. Камель, «Трансмиссия с тороидальным вариатором», https: // grabcad.com / library / torodial-cvt-Transmission, декабрь 2012 г.

К. Брокбанк, «Применение переменного привода в нагнетателях и турбокомпрессорах», Технический документ SAE, апрель 2009 г.

Д. Кросс и К. Брокбанк, «Механическая гибридная система, состоящая из маховика и вариатора для автоспорта и основных автомобильных приложений», Технический документ SAE, апрель 2009 г.

Ф. Вербелен, С. Дераммелер, П. Сержант и К. Штокман, «Сравнение полной и полутороидальной бесступенчатой ​​трансмиссии с точки зрения динамики изменения передаточного числа и эффективности», Теория механизмов и машин, т.121, стр. 299-316, 2018.

Я. Чжан, Х. Чжан и В. Тоблер, «Систематическая модель для анализа контакта, бокового скольжения и тяги тороидальных приводов», Journal of Mechanical Design, vol. 122, стр. 523-528, 2000.

Z. Zou, Y. Zhang, X. Zhang и W. Tobler, «Моделирование и моделирование динамики и управления тяговым приводом», Journal of Mechanical Design, vol. 123, стр. 556-561, 2001.

Г. Карбоне, Л. Мангиаларди и Г.Мантриота, «Сравнение характеристик полнотороидальных и полутороидальных тяговых приводов», Теория механизмов и машин, вып. 39, стр. 921-942, 2004.

М. Делхош, М. С. Фоумани, М. Борушаки, М. Эхтиари и М. Дехгани, «Геометрическая оптимизация полутороидальной бесступенчатой ​​трансмиссии с использованием оптимизации роя частиц», Scientia Iranica, vol. 18, стр.1126-1132, 2011.

Ф. Вербелен, С. Дераммелер, П. Сержант и К. Стокман, «Визуализация эффективности бесступенчатой ​​трансмиссии», В книге «Эффективность использования энергии в системах с приводом от двигателя EEMODS», в печати.

Ф. Вербелен, С. Дераммелер, П. Сержант и К. Стокман, «Полутороидальная бесступенчатая трансмиссия: компромисс между динамикой изменения соотношения и эффективностью», Mech. Мах. Теория, т. 107, стр. 183-196, 2017.

Г. Карбоне, Ф. Боттиглионе, Л. Д. Новеллис, Л. Манджиаларди и Г. Мантриота, «Двухроликовый полнотороидальный вариатор: перспективное решение для технологии KERS», Материалы Всемирного автомобильного конгресса FISITA 2012, 2013 г. , стр.241-250.

Л. Д. Новеллис, Г. Карбоне и Л. Мангиаларди, «Тяговые характеристики и КПД двухроликового полнотороидального вариатора: сравнение с полутороидальным и полнотороидальным приводами», Journal of Mechanical Design, vol. 134, 2012.

С. Акехерст, «Нагнетатель Torotrak V-Charge CVT с приводом от двигателя — способствующий уменьшению габаритов?» www.eng.ox.ac.uk/engines/uniceg-presentations/v-charge, апрель 2017 г.

Дж. Кросс, «Torotrak готовит нагнетатель V-Charge для двигателей уменьшенного размера», https: // www.autocar.co.uk/car-news/industry/torotrak-readies-v-charge-supercharger-downsized-engines, февраль 2017 г.

Green Car Congress: «Испытания подтверждают, что механический нагнетатель с переменным приводом Torotrak V-Charge позволяет значительно уменьшить габариты; Демонстрация 1.0L в Аахене », https://www.greencarcongress.com/2016/10/20161010-torotrak.html, октябрь 2016 г.

Приводы нагнетателя

Приводы нагнетателя

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием.Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Нагнетатели обычно приводятся в действие с помощью механического привода, соединенного с коленчатым валом двигателя. Электродвигатель также может использоваться для привода нагнетателя. Одно время гидравлические приводы также рассматривались как возможность. Помимо приведения в действие нагнетателя, от привода может потребоваться выполнение других функций, например, для включения нагнетателя, когда требуется наддув, и его отключения, когда это не так.

Введение

Важнейшим компонентом любого нагнетателя является привод. Нагнетатели обычно приводятся в действие механическим приводом — обычно ремнем — соединенным с коленчатым валом двигателя. Электродвигатель также может использоваться для привода нагнетателя, особенно если в автомобиле уже есть электрическая система с достаточной мощностью. Одно время гидравлические приводы также рассматривались как возможность.

В некоторых случаях привод нагнетателя также выполняет дополнительные функции.Сюда могут входить:

• Включение / выключение —Привод должен включать нагнетатель, когда требуется наддув, и отключать его, когда нет. Особенно для легковых автомобилей включение / выключение должно быть прозрачным для водителя и не создавать нежелательного шума, вибрации или резкости (NVH).
• Управление скоростью — Привод может быть вызван для изменения скорости нагнетателя независимо от скорости двигателя.

Механические приводы

Муфта ременного привода нагнетателя и коленчатого вала без муфты или трансмиссии с регулируемой скоростью — это самый простой механический привод для нагнетателя.Выбор размеров шкивов на нагнетателе и коленчатом валу фиксирует передаточное число нагнетателя относительно двигателя. Добавление муфты или трансмиссии с регулируемой скоростью может добавить дополнительную эксплуатационную гибкость нагнетателю с механическим приводом.

Торсионная муфта. Торсионная муфта иногда может быть установлена ​​на входном валу нагнетателя, чтобы улучшить качество звука нагнетателя, Рис.