Схема вариатора: Какие неисправности бывают у вариаторов

Содержание

Руководство по ремонту вариатора 0AW VL380/381 CVT Audi

Полезная информация | Типичные неисправности | Ремонт

Вариатор 8-скоростной КП — CVT 0AW (VL380) – начал использоваться на машинах Audi в 2004 году для моделей с полным приводом – от авто с А3 (Sportback), вплоть до А7 (та же модификация Sportback). На них ставились бензиновые моторы объёма 1.8…3 л. Такая КПП заменила своего предшественника – 6-скоростную вариаторную КП, т.е. 01J.

 

В 2007 году, спустя три года долгих поисков способа устранить постоянные сбои в работе CVT, появилась модель вариатора VL381, пережившая несомненный успех. Больше всего автомобилей с вариатором 0AW – машин Audi A4, оснащённых мотором 1.8л. Тип двигателя — TFSI. Устройство 01-J было бы полностью забыто – но его запчасти, в частности, часть расходников, к примеру, фрикционники и стальные диски, перешли к его «потомкам». Принцип действия также позаимствован у вариатора 01J. Однако гидроблок и электрическая часть устройства претерпели значительные изменения.

Наименее защищённые компоненты также были значительно усилены – они стали массивнее.

 

 

РЕМОНТ 0AW MULTITRONIC. ТИПИЧНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ (ССЫЛКА)

 

 

Новая версия вариатора переваривает неплохой крутящий момент – вплоть до 400 Нм. Но для любителей езды в «горячих» режимах инженеры ввели более «агрессивный» 8-скоростной режим работы конусообразных деталей. Здесь при сообщении крутящего момента нагрузка ложится не на всю поверхность конусов, а на более приспособленную к повышенной нагрузке точку. При этом передача крутящего момента становится прерывистой. Благодаря этому разница между вариаторной и ступенчатой коробками передач становится несущественной.

 

 

Однако в стандартном режиме вариатор функционирует согласно особенностям классического его воплощения. В такой схеме применяется неступенчатая передача крутящего усилия. При этом нагрузка ложится на весь конус. И такой эффект наблюдается на каждом из конусов.

Езда в «спортивном», агрессивном стиле резко сокращает срок службы конусов.  

 

Но старое отличие, присущее вариатору с механизмом на основе тянущей цепи, заключается в следующем. При буксировании вышедшего из строя авто, ездящего на таком вариаторе, и цепь, и конусы ломаются необратимо. Починить их станет уже невозможно.

 

Замена масла в 0AW VL381

Канистра с маслом G052516A2 – ёмкость с вместимостью в среднем 5,35 л. Данный состав поставляется для вариаторного механизма 0AW. Уровень масла в вариаторе проверяется с помощью контрольного канала. Масло должно остыть до температуры не менее 35 градусов.

 

 

Обязательно проверьте положение селектора на отметке «P». Если масло нагреть до 45 градусов – в среднем вытечет не более 40 мл. При этом можно определить его состояние (прозрачность, загрязненность стружкой/отложениями). Опытным путём несложно рассчитать оставшийся пробег авто, после преодоления рубежа которого масло необходимо заменить.

Если автомобиль не подвергался агрессивной езде – а картриджный фильтр своевременно менялся, то оно может проработать не менее 3 лет при среднегодовом пробеге 20.000км.

 

Обязательно меняйте фильтр-картридж

 

Суммарный пробег автомобиля за эти годы не должен превышать в среднем 55000 км. Замену масла производят, однако, когда это расстояние преодолено: дальше ездить на грязном масле может быть фатально для самого агрегата.

 

Видео: замена масла в вариаторе 0AW

 

Дело в том, что вариатор может сильно пострадать от излишне грязного масла. Сам агрегат жизненно необходимо прогреть до начала поездки. Это позволяет цепи и конусам прослужить заметно дольше. Изрядно изношенный вариатор чувствителен к высоким нагрузкам.

 

Износ конуса трансмиссии из-за редкой смены масла в CVT

 

Распространенные проблемы вариатора 0AW (VL381)

Капремонт в первую очередь располагает к смене расходников. Это прокладки, сальники, фильтры и извлекающий (эжекционный) насос. Чтобы пересобрать вариатор при ремонте, ему необходим новый набор сальников и прокладок. 

 

Прокладки из тефлона, пластмассовые омыватели в целом также меняют после 5 лет использования. Фрикционы похожи на те, что применялись в вариаторе 01J . Они лишь меют разброс по количеству – под вариаторы для дизельных 2-литровых двигателей, а также под моторы TFSI.

 

 

Одной из часто встречающихся неполадок является возгорание барабана сцепления (стартовый пакет). Проявляет себя забросом оборотов при начале движения.

 

 

Внутренний фильтр с маркером един для версий VL-380/381. Эти фильтры продаются исключительно для углубленной подставки с заборником на 19 мм, а также для более мелкого её варианта. Фильтр меняется в случае капремонта.

 

Эжекционный насос – расходный материал. При капремонте он также подлежит замене.

 

Эжекционный насос — расходник при правильном обслуживании CVT

 

Замене подлежит и ремень: перетёртые упоры цепи могут сточить конуса, суммарная стоимость которых сравнима со значительной частью цены самой машины. Но на практике ремень меняют не так часто. Если автовладелец любит более агрессивный стиль езды, то приводной ремень может быть слишком растянут, а штифты – стёрты. Рекомендуется раз в 200.000 км, проводить его смену, проще говоря – с каждым вторым капремонтом КПП 0AW.

 

Ремень вариатора меняется каждые 150.000-200.000км., в зависимости от состояния

 

Соленоиды: приобретают и проводят смену сразу 3 соленоидов на гидроплите, они примерно одинаковы по действию и возникающим неполадкам тем, что применяются на вариаторе 01J. Плита располагает тремя одинаковыми соленоидами: N88 – обеспечивает остывание и экстренное выключение; N215 – выставляет давление в системе сцепления; N216 – следит за передаточным соотношением шкивов трансмиссии.

 

Соленоиды меняются комплектом из 3 штук

 

 

Изредка возможна смена старого ТСМ (модуля контроля), чьи каналы с клапанами засоряются или разъедаются излишне загрязнённым маслом. Как правило основной симптом: аварийный режим, при этом автомобиль движется корректно.

 

Видео: разбор вариатора Audi 0AW Multitronic

 

Полезные материалы и мануалы

Мануал: стартовый пакет 0AW

Принцип работы вариатора

Принцип работы вариатора

Вариатор

Вариатор — это бесступенчатая трансмиссия с внешним управлением, которая 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.

Клиноременный вариатор как тип трансмиссии известен давно.

Его главные детали — два раздвижных шкива и соединяющий их ремень, в сечении имеющий трапецеидальную форму.

Если половинки ведущего шкива сдвинуть, они вытолкнут ремень, словно попавший между ними клин (отсюда и название «клиноременный»), наружу — радиус шкива, по которому работает ремень увеличится, следовательно, увеличится и передаточное отношение.

А если половинки ведомого шкива, наоборот, раздвинуть, то ремень провалится внутрь и будет работать по меньшему радиусу — передаточное отношение уменьшится.

Если оба шкива будут в промежуточном положении, то передача станет прямой.

Вариаторная КП — это вариация «автоматики».

Однако её устройство и принцип работы имеют существенные отличия от классической АКПП.

Это бесступенчатая трансмиссия, в состав которой входят:

собственно вариатор;

узел, осуществляющий разъединение двигателя с вариатором;

система управления;механизм заднего хода.

Вариаторная КП может быть двух типов:

клиноременного;

тороидного.

Принцип работы основан на том, что два раздвижных шкива (ведущий и ведомый), соединённых металлическим ремнём, автоматически меняют свой диаметр, изменяя при этом передаточное число.

Запускается вариатор с помощью рычага селектора.

Режимы передач идентичны с АКПП.

Позитивные стороны вариатора перед другими КП:

эффективность при использовании мощности мотора;

высокая экономия топлива;комфортность управления и самого движения;плавность хода авто;

ровный разгон и оперативный набор скорости;

малая нагрузка на мотор;

экологичность;

высокий КПД.

Устройство и принцип работы вариатора

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. 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.

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.

Начнем с самого простого. Почему клиновидный ремень? Ремень в разрезе имеет трапециевидную форму и «вклинивается» в шкив только своими боковыми поверхностями. При износе этих поверхностей, благодаря своей форме, он врезается глубже в шкив и все равно остается в хорошей сцепке с ним. Как изменяется передаточное число? Устройство ведущего шкива (ведущий шкив вращается коленвалом) таково, что его щеки при воздействии центробежных сил плавно сжимаются и выталкивают клиновидный ремень все дальше и дальше от центра шкива. Ведомый же шкив при этом наоборот, разжимается, и ремень на нем плавно утопает все ближе и ближе к центру шкива. Чем больше обороты двигателя — тем больше сжимается ведущий шкив и разжимается ведомый, тем самым меняя передаточное число от коленвала к заднему колесу.

Этот процесс хорошо виден на рисунках, прикрепленных к посту.

Иначе устроен тороидный вариатор, который состоит из соосных дисков и роликов, передающих момент от одного диска к другому. Для изменения передаточного числа меняются положение роликов и их радиусы, по которым ролики обкатывают диски. И поскольку все усилие сосредоточено в пятне контакта, то для поворота роликов должны использоваться особые устройства, способные преодолевать силу прижатия ролика к диску. Так в ниссановском вариаторе Extroid применена специальная система, где управляемый электроникой 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.

Между прочим, принцип устройства под названием “вариатор” не нов — мысли о бесступенчатой трансмиссии стали посещать конструкторов практически сразу с началом применения поршневых ДВС на транспорте. Современное же развитие электроники и технологии материалов дало возможности усовершенствовать (остающиеся, однако, в принципе своем неизменными) конструкции вариаторов, и сейчас наблюдается, по-видимому, начало самого широкого распространения таких трансмиссий на автотранспорте.

Тем не менее вариаторы пока что не избавились от некоторых своих весьма существенных проблем. Так, очевидно, что самыми конструктивно слабыми местами существующих сегодня автомобильных вариаторов являются: для клиноременного эти самые ремни, а для тороидного — пятно контакта диска и ролика, где сила давления достигает 10 тонн. Поэтому здесь применяются специальные высокотехнологичные материалы, что делает надежность вариаторов достаточно высокой, близкой к надежности гидромеханических “автоматов”, но все же из-за нагрузок на ремень или пятно контакта вариаторы пока не могут “тянуть грузы”, а также работать с двигателями большой мощности.

На сегодняшний день рекордом для клиноременного вариатора оказывается 220 л.с. и 300 Нм, которые развивает V-образный 6-цилиндровый мотор Audi A6, “воспринятый” трансмиссией Multitronic, а для тороидного — “переваренный” Extroid (3-литровый двигатель Nissan Gloria и Cedric), развивающий 240 л.с. и 310 Нм.

Однако если для грузовиков вариаторы до сих пор непригодны, то для легковых автомобилей весьма приемлемы, и здесь у бесступенчатых трансмиссий, очевидно, большое будущее, тем более что и технологии материалов не стоят на месте.

Конструкция устройства,или принцип карандашей

Для того чтобы в полном объеме устроить обзор вариатор, стоит запомнить, что существует три его вида – клиноременной, тороидальный и цепной. Принцип работы каждого одинаков, конструкция разная.

Принцип карандашей, или как работает вариатор

Итак, есть два вала – ведущий и ведомый. Первый вал идет от мотора, второй вал идет к колесам. Когда двигатель не работает, передаточный ремень находится в положении, максимально приближенным к ведущему шкиву и максимально отдаленным от ведомого. 

Когда двигатель работает на малых оборотах, картина немного меняется. Ремень отходит от ведущего вала и приближается к ведомому.

Когда двигатель работает на средних оборотах, ремень находится приблизительно на одинаковом расстоянии от валов. Когда двигатель работает на полной мощности, картина полностью противоположна первой. Ремень утоплен в шкив ведомого вала, но полностью вытолкнут от шкива ведущего вала.

Клиноременной вариатор

Особенность, как всегда, заложена в названии. Сверху уже было упоминание о том, что основой вариатора есть валы со шкивами – ведущий и ведомый. А вот соединяет их и передает нужную информацию от одного к другому клиновидный ремень. Так как перед этим ремнем стоят особые задачи и нагрузки на него огромные, состав его особенный. Это смесь резины и ткани, делающая ремень невероятно прочным, намного прочнее того ремня генератора.

Почему ременной, разобрались. Теперь остался вопрос, почему клин. Так вот, форма ремня трапециевидная. Дело в том, что к шкиву он прижимается боками, как бы образуя клин. Несомненно, это место наибольшего трения, ремень изнашивается, истончается и трескается в этих местах. Но это не повод его тут же сменить. Ремень еще больше утопится в шкив и качество сцепки между ним и шкивом не пострадает. Необходимую жесткость обеспечивают стальные пластины, которые покрывают среднюю часть.

Тороидный вариатор

Все то же самое, только без ремня. Его функции выполняют диски. Или ролики, как вариант названия. Есть еще совсем простое название – колеса. Это все сопряжено с внешним видом. Вместо ведущего и ведомого вала в тороидном вариаторе используются диски. У дисков есть две оси вращения – горизонтальная и вертикальная. В зависимости от положения ролика ведущего диска, его отзеркаливает ролик ведомого диска. Примерно этот процесс изображен на картинке ниже.

Недостатки и преимущества вариатора

К вышесказанному о вариаторах стоит прибавить самое главное – в чем их суть и зачем устанавливать их вместо привычных механических коробок передач и автоматических. Весь фокус в приставке «бесступенчатая трансмиссия». Вариатор не требует переключения передач вручную, справляясь с этим самостоятельно, при этом не чувствуется характерных рывков при трогании с места или переключение с первой скорости на вторую. Многим водителям это не нравится, ведь это практически отобранное удовольствие управления. Повинуясь запросам потребителей, современные вариаторы настраиваются таким образом, что двигатель по звуку работает, как и раньше, набирая обороты перед переключением скоростей.

Типы вариаторов

Передача вращающего момента в вариаторах происходит за счет сил трения — независимо от типа конструкции, регулирование передаточного отношения, как правило осуществляется путем переноса точек контакта элементов передачи.

Рассмотрим несколько основных конструктивных схем вариаторов.

Лобовой вариатор

Принципиальная схема вариатора с перекрещивающимися валами (или лобового) показана на рисунке.

Ось ведомого вала перпендикулярна оси ведущего. На ведущем валу закреплен диск. Каток с фрикционными накладками установлен на шлицах ведомого вала. Получается, что каток может линейно перемещаться вдоль оси ведомого вала. Если каток вариатора прижат диску то вращение будет передаваться от ведущего вала к ведомому. Причем соотношение скоростей в вращающих моментов будет зависеть от расположения точки касания.

Чем ближе эта точка к центру тем медленнее будет вращаться выходной вал, и тем выше будет вращающий момент на нем.

n1*X=n2r

  • где n1 — частота вращения ведущего вала
  • n2 — частота вращения ведомого вала
  • X — расстояния от центра ведущего диска до точки касания
  • r — радиус ведомого катка

Передаточное отношение вариатора (отношение, угловых скоростей, частот вращения, моментов) можно вычислить по формуле:

i=n1/n2=r/x

Диапазон регулирования лобового вариатора определяется минимальным и максимальным значением Х:

D=imax/imin=Xmax/Xmin

Представленная конструкция вариатора позволяет реализовать изменять и направление вращения ведомого вала. Если точку касания диска переместить в противоположную сторону от центра ведущего диска, то направление вращения ведомого вала изменится.

Вариатор с раздвижными конусами

Вариаторы этого типа получили широкое применяют в трансмиссиях автомобилей, мотоциклов, станков. Устройство вариатора с раздвижными конусами показано на рисунке.

Валы установлены в корпусе на подшипниках. Оси вращения ведущего и ведомого валов расположены параллельно.

На ведомом и ведущем валу расположены конические диски, которые могут перемещаться вдоль осей вращения.

Между дисками зажат стальное или армированное резиновый ремень. При вращении ведущего вала, вращение через ремень передается ведущему валу.

Получается, что диски образуют два шкива, между которыми расположен ремень, благодаря конструкции рабочий диаметр шкивов может изменяться, а значит будет меняться и передаточное отношение.

Отношение частот вращения валов вариатора будет зависеть от расположения точек касания дисков и конуса.

Чем дальше точка касания от оси вращения ведущего вала, и чем ближе к оси вращения ведомого, тем выше будет частота вращения ведомого вала.

Передаточное отношения вариатора с раздвижными конусам можно вычислить по формуле:

i=n1/n2=X2/X1

Диапазон регулирования можно вычислить, используя зависимость:

D=imax/imin=(Xmax/Xmin)2

Вариатор с постоянными конусами и промежуточным диском

Устройство вариатора показано на рисунке.

На ведомом и ведущем валу вариатора закреплены конические барабаны, между которыми, на оси расположен каток. С помощью винта каток может перемещаться по оси. Пружина позволяет обеспечить надежное прижатие барабанов и катка.

Передаточное отношение вариатора будет зависеть от расположения точки касания катка и барабанов:

i=n1/n2=X2/X1

Диапазон регулирования будут определяться как:

D=imax/imin=(Xmax/Xmin)2

Торовый вариатор

Конструкция торового вариатора показана на рисунке.

На валах расположены торовые чашки со сферическими поверхностями. Между чашечками установлены ролики, через которые вращающий момент передается от ведомого вала к ведущему.

Регулирование передаточного отношения осуществляется за счет изменения угла наклона роликов. Если ролики перпендикулярны дискам, то передаточное число будет равно 1.

Двухступенчатые вариаторы

Для диапазонов регулирования выше 10 рекомендуется применять двухступенчатые вариаторы, содержащие две фрикционные передачи. Разработаны конструкции с регулированием двух и четырех шкивов. В зависимости от способа перемещения дисков различают:

  • вариаторы с принудительным перемещением двух дисков на ведущем и ведомом валах или на промежуточном валу и с двумя плавающими дисками;
  • с принудительным перемещением двух дисков и с двумя подгруженными дисками;
  • с принудительным перемещением четырех дисков.

КПД двухступенчатых вариаторов с плавающими дисками не составляет 60-85%. Применение схемы с четырьмя принудительно перемещаемыми дисками позволяет повысить КПД вариатора.

Применение вариаторов

Вариаторы используют в качестве бесступенчатой трансмиссии:

  • автомобилей;
  • сельскохозяйственных машин;
  • волочильных станков;
  • прессов;
  • прокатных станов;
  • токарно-винторезных станков;
  • фрезерных станков;
  • текстильных и других станков с намоточными устройствами.

Ресурс ремня вариатора

При работе вариатора в ремне возникают циклически изменяющиеся напряжения. Под действием циклического деформирования в элементах ремня необратимые возникают усталостные изменения — появляются микротрещины, надрывы, которые в итоге приводят к разрыву ремня.

Для повышения надежности работы вариатора для производства ремней используются современные износостойкие полимеры, композиционные материалы, применяется армирование, также разрабатываются конструкции с металлическими «цепными» ремнями.

Масло для вариатора

Правильное подобранное масло позволяет значительно повысить ресурс и надежность вариатора.

Масло, залитое в вариатор должно обеспечивать следующие функции:

  • смазывание поверхостей подвижных деталей;
  • отвод тепла от нагретых элементов;
  • удаление мелких частиц износа из зоны контакта трущихся деталей;
  • предотвращении коррозии металлических поверхностей;
  • сохранять характеристики в широком диапазоне рабочих температур.

Получается, что с одной стороны масло должно смазывать подвижные детали, с другой — не допускается проскальзывания ремня. Добиться этого помогает специальное масло низкой вязкости с присадками, отличающееся, от того, что заливают в в редукторы, коробки передач и т.д.

Важным фактротом надежности вариатора является и своевременная замена масла. На современных автомобилях масло в вариаторе рекомендуется менять не реже, чем каждые 30 тысяч километров пробега.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Как работает вариатор

Бесступенчатая коробка передач часто используется на современных автомобилях. Наличие ступеней обязательно сопряжено с переходными состояниями, вызывающими сбои в работе. Производители постоянно борются с их проявлением, повышая эффективность и коэффициент полезного действия при смене передаточного отношения. Упрощение процесса вождения непременно сопряжено с использованием бесступенчатых коробок передач. Практически все автомобили имеют приставку CVT в случае наличия подобной опции. Аббревиатура расшифровывается и переводится с английского языка как «Continuously Variable Transmission», что означает «беспрерывная смена передач». Количество кинематических элементов узла невелико, поэтому разобраться в его работе несложно.

Основные детали, их назначение и принципиальная схема

Рассмотрим принципиальную схему устройства вариатора. Для каждой модели автомобиля или любой другой техники инженеры разрабатывают частный случай, имеющий незначительные конструктивные особенности. В общем виде всё выглядит так:

Рассмотрим особенности работы вариатора на автомобиле каждой части, её роль и особенности устройства:

  1. Раздвижной шкив. Это два усеченных конуса с прямыми или тороидными вогнутыми поверхностями, надетых на одну ось. На валу один из них закреплён неподвижно, а второй имеет небольшой ход. В итоге неподвижный элемент является ведущим, а подвижный – ведомым.
  2. Клиновидный ремень. Его тело образовано парой стальных лент, на которые нанизываются специальные пластины. Зацепление образуется в пазах, а рабочую часть каждой пластины составляет конусовидная законцовка. Вместо ремня может использоваться сложносоставная цепь особой формы.
  3. Гидравлический трансформатор. Это автономный узел, позволяющий плавно регулировать изменение крутящего момента посредством гидравлического усилия. Его устройство достаточно сложное.
  4. Дифференциал представляет собой шестерню с косыми зубьями, обеспечивающую передачу крутящего момента на ведущую пару колёс автомобиля. Его характеризует особая износоустойчивость рабочих поверхностей.
  5. Планетарный механизм обеспечивает передачу вращения на ведущую ось в различных направлениях. В отличие от классической схемы, он содержит два ряда сателлитов цилиндрической вытянутой формы, что снижает нагрузку на зубья.
  6. Гидронасос. Эта часть приводится в рабочее состояние при помощи гидравлического трансформатора, что обеспечивает постоянное поддержание давления функциональной жидкости. Благодаря этой связке постоянно находятся в работе гидроцилиндры.
  7. Управление осуществляется микропроцессором, посылающим сигналы на основании обработки данных от различных систем и датчиков. В частности, играют роль ABS и электронный контроль расхода топлива.

Принцип работы

Как известно, для изменения передаточных отношений классических редукторов необходимо подключать к ведущей шестерне различные комбинации зубчатых элементов, с целью понизить или повысить скорость вращения. В вариаторе всё решается посредством раздвижных шкивов. Если половинки этого элемента сдвигаются навстречу друг другу, то они выдавливают ремень выше, и он зацепляется на больший диаметр. А на другом шкиве автоматически происходит расхождение конусообразных половинок. Ремень проваливается вниз и зацепляется на меньший диаметр. Таким образом, количество передаточных отношений коробки CVT можно считать бесконечным.

Как работает задний ход

  1. Примечательно то, что скорость заднего и переднего хода на этом типе трансмиссии одинакова. Но в первом случае она ограничивается электроникой во избежание аварийных ситуаций.
  2. Он обеспечивается посредством планетарного механизма с двойным рядом сателлитов:
  3. Смена подвижного ряда сателлитов и фиксация второго ряда, обеспечивает смены направления хода. При этом направление вращения водила не изменяется, но меняется направление вращения корончатой шестерни. Как работает вариаторная коробка передач по видео смотрите ниже.

Применение вариаторов

Благодаря компактным размерам этот тип коробки передач может использоваться на автомобиле, скутере, снегоходе, мопеде и др. Устройства с электромагнитным приводом могут использоваться для небольших моделей техники и детских игрушек, где они успешно применяются. При слабом крутящем моменте клиновой ремень изготавливают из плотной армированной резины. При проектировании новых поколений автомобильных вариаторов инженеры решают задачи износостойкости, рабочего ресурса, понижения уровня шума и увеличения КПД.

В принципиальной схеме, устройства вариаторов для различных разновидностей транспорта не различаются. Частные решения для каждого из них должна рассматриваться в рамках инструкции по эксплуатации от производителей.

Диагностика вариатора: признаки неисправности

Вариатор (CVT) имеет определенное сходство с автоматической трансмиссией. В обоих случаях водителю не нужно выставлять скорость, а выбор оптимального режима движения осуществляется при помощи электронного блока управления.

Однако конструкция узла и принцип работы коробки переключения передач (КПП) в обоих случаях существенно отличаются. Автомат подстраивается под режим движения автомобиля и включает определенную передачу в зависимости от дорожных условий. Вариаторная коробка не имеет фиксированных ступеней, изменение передаточного числа (ПП) осуществляется от верхнего до нижних порогов с учетом технических характеристик агрегата.

Автовладельцы чаще предпочитают стандартную автоматику при выборе КПП. Но вариатор тоже считается современным и перспективным узлом, который активно используется в конструкции легковых авто. Его основными преимуществами являются плавность разгонной динамики и отсутствие переключения скоростей.

Что может стать причиной поломки вариатора

CVT – достаточно сложный агрегат, состоящий из большого количества деталей и узлов, взаимодействующих между собой в процессе передачи крутящего момента от двигателя к колесам транспортного средства (ТС). Чтобы обеспечить длительную и эффективную эксплуатацию вариатора, необходимо четко выполнять все предписания по проведению технического обслуживания автомобиля.

Основная причина преждевременного выхода трансмиссии из строя заключается в нарушении элементарных правил эксплуатации и обслуживания, к числу которых относятся:

  • Несвоевременная замена масла и/или фильтрующих элементов.
  • Использование масла низкого качества, не отвечающего требованиям производителя.
  • Агрессивный стиль езды, резкие разгоны, торможения, маневры и т. п.
  • Движение автомобиля на предельно высоких скоростях в течение длительного времени.
  • Эксплуатация ТС на дорогах с плохим качеством покрытия, перевозка тяжелых грузов, в том числе, на прицепе.

Значительно реже собственники машин с вариаторной коробкой сталкиваются с конструктивными недочетами, браком деталей, некачественным соединением узлов. Также следует помнить, что заводы-изготовители устанавливают эксплуатационный ресурс CVT в пределах 150 – 200 тыс. км, после чего устройству требуется капитальный ремонт или его полная замена.

Неисправности вариатора могут проявляться как в механических узлах и деталях, так и в электронном блоке управления.

Признаки, указывающие на необходимость диагностики и принятия мер по устранению выявленных неисправностей:

  • Машина не трогается с места или медленно набирает скорость.
  • В момент переключения с нейтральной передачи «N» на «D» (движение) или «R» (задний ход) фиксируются рывки корпуса автомобиля.
  • Нет отклика трансмиссии при попытке использовать ручной режим управления.
  • ТС начинает движение при включенной «N».
  • Слышен гул во время движения.

Особенности проведения диагностики

Для наиболее полной и качественной оценки технического состояния вариатора используются следующие виды осмотра:

  1. Визуальный. При появлении первых симптомов, указывающих на неполадки (наличие шумов, снижение плавности хода и др.) проверяется полнота заправки, цвет и общее состояние трансмиссионного масла. Качественная смазка должна быть светлой, без металлической стружки и запаха гари. Далее производится осмотр всех доступных для контроля деталей. Не допускается наличие видимых повреждений – сколов, мелких трещин, забоин.
  2. Компьютерный. Позволяет выявить неисправности в работе электроники, управляющей агрегатом, а также механической части коробки CVT. Специальное оборудование считывает коды ошибок, что позволяет точно установить неисправность, спланировать и провести ремонт в сжатые сроки.
  3. Инструментальный. Выполняется без разборки корпуса. С помощью специального манометра проверяются параметры давления трансмиссионной жидкости в разных режимах работы. Зачастую устранение протечек масла позволяет восстановить работоспособность вариатора.

Точное представление о состоянии вариатора может быть получено при использовании полного комплекса методов диагностики. 

Вариатор — это коробка передач или что такое вариатор

В рамках рассмотрения разнообразных коробок передач сегодня речь пойдет о вариаторе. В данной статье мы подробно расскажем что такое вариатор или правильнее, вариаторная коробка передач. Особенно важдной эта информация будет для автолюбителей, которые только приобрели или планирують купить себе железного коня. Чтобы определиться с покупкой автомобиля с вариатором, просто внимательно изучите информацию и сделайте для себя правильные выводы.

Немного пройдемся по истории этой коробки передач для машины. Первый работоспособный автомобиль с этим типом трансмиссии появился не в эпоху Возрождения. А попозже — лет через пятьсот, в 1950-х годах. Вариатор ставился серийно на автомобили DAF (в то время под этой маркой выпускались не только грузовики, но и легковушки). Потом нечто похожее начали делать и на Volvo. Но по-настоящему широкое распространение агреготоры получили в настоящее время.


Все что нужно знать про типтроник в обзоре от TopGears


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

«Второе рождение» вариаторы переживают с начала 1990-х годов. Причем наиболее преуспели в их применении на автомобилях японские компании. Особенно распространенными стали клиноременные вариаторы. Крутящий момент в которых передается между двумя шкивами изменяемого диаметра посредством специального металлического ремня.


Как проверить мембрану газового редуктора узнаете из нашего обзора


К совершенствованию этого типа трансмиссии инженеры приложили значительные усилия. Постепенно росли показатели крутящего момента, с которым агрегат мог справиться. А соответственно, и рабочий объем двигателя, в паре с которым он мог работать. В результате к началу 2000-х годов вариаторы стали настолько совершенными и выносливыми, что их начали применять не только на малолитражных легковых машинах, но и на кроссоверах и внедорожниках, в том числе достаточно крупных.


Совершенствовался в процессе выпуска не только алгоритм управления, но и сам агрегат


В ходе рестайлинга 2014 года ва­риатор получил радиатор охлаждения, чтобы исключить вероятность его перегрева. А с выпуском автомобиля актуального ныне поколения на смену прежнему агрегату пришел новейший, с индексом CVT8. При разработке этой трансмиссии специалистам Jatco удалось расширить рабочий диапазон передаточных чисел с 7,0 до 8,0. Это позволило обеспечить более интенсивный разгон при старте. А применение масла с более низкой вязкостью позволяет эффективно бороться с потерями на трение.

Что же такое вариатор

Автомобиль, оборудованный вариатором, на первый взгляд, ничем не выдаёт себя — педалей всего две и рычаг переключения режимов трансмиссии — P, R, N, D — такой же, как и у машины с традиционной АКПП. Всё привычно. Но работает вариатор совершенно по-другому. В нём нет фиксированных первой, второй, десятой передач. Попробуйте представить себе, сколько звёзд в нашей Вселенной или сколько песчинок на всех пляжах Земли вместе взятых — у вариатора передач всё равно намного больше. И «переключение» между ними происходит плавно и незаметно.

Не вдаваясь глубоко в технические недра, то вариатор являет собой систему, в которой тяга от двигателя к колесам передает клиновой ремень или цепь. Он в свою очередь натянут между двумя шкивами, которые состоят из пары конусов направленных вершинами друг к другу. За счет того, что конусы в каждом шкиве могут сближаться либо расходиться – выходит шкив с переменным диаметром. Конусы разошлись в стороны – ремень между ними побежал за коротким диаметром. Конусы сблизились – ремень начал «бегать» по большому кругу. Если на одном валу конусы сходятся, то на другом – расходятся, и в соответствии с этим – изменяется передаточное число, которое нужно для быстрого разгона автомобиля, либо для его движения с максимальной скоростью.

При этом фиксированных передаточных чисел, как в какой либо другой коробке передач – в вариаторе нет. Ведь диаметры у шкивов изменяются бесступенчато, максимально незаметно. Отсюда и показательная плавность работы, которая при разгоне лишена каких бы то ни было задержек или рывков, которые присущи даже самым совершенным автоматическим коробкам.

Представить такую трансмиссию можно. Если взять в качестве примера велосипед, у которого вместо набора звездочек стоят два конуса, а вместо цепи — ремень. Если с помощью той же электроники оперативно регулировать надежное перемещение ремня от конуса большого диаметра к конусу малого диаметра на одном конце передачи, то так же будет изменяться и передаточное усилие на другом конце, приводящем в движение колесо. Это и делает велосипедист, передвигая цепь с малой звездочки на большую.

Вариатор вначале отлично зарекомендовал себя на маломощных транспортных средствах (например, на скутерах). А вот мощные двигатели быстро изнашивали ремень. Со временем, ему на смену пришла стальная наборная лента, да и конусы уже давно не используются. Хотя сам принцип передачи крутящего момента остался прежним. А вот для старта с места в большинстве случаев используется гидротрансформатор. Так что потери энергии, хоть и в меньшем количестве, чем у классических трансмиссий, у вариатора есть.


Современные вариаторы достаточно надежны и рассчитаны на весь срок службы автомобиля


Правда, бывают случаи, когда выходит из строя блок управления. А эта «деталька» может стоить несколько десятков тысяч гривен. Ее поломка – удел машин с вариаторами старой конструкции.

Принцип работы вариаторной коробки передач

Как уже указывалось выше, коробка 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 здесь 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.

Клиноременный вариатор

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 ремень не выдерживал больших нагрузок и часто выходил из строя.

В основе конструкции такого вариатора лежит ременная передача. Она состоит из двух шкивов конусообразной формы и клиновидного ремня, натянутого между ними. Передача крутящего момента от ведущего шкива к ведомому происходит при помощи специального ремня. То есть за счет сил трения, возникающих в пятне контакта ремня и шкивов. Пятно контакта представляет собой окружность, имеющую свой эффективный диаметр.

Таким образом, если мы будем изменять эффективный диаметр на входном и выходном шкивах, то будет меняться и передаточное отношение, а следовательно, и скорость движения автомобиля. Если диаметр ведомого шкива больше ведущего, то передача будет понижающая, если меньше — то повышающая. Если диаметры входа и выхода равны, то передача прямая. Изменение эффективного диаметра контакта происходит за счет изменения расстояния между конусами шкивов: одна часть шкива закреплена неподвижно, а вторая имеет возможность осевого перемещения.

Цепной вариатор

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

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

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


Как ездить на механике читайте в нашем обзоре


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

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

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

Конструкция цепного вариатора

Цепной вариант имеет желобчатые конусы (звездочки) 8 и цепь с выдвижными пластинами 9. Вариатор передает момент зацеплением пластин цепи с зубьями звездочек и лишь частично является фрикционным. Пластины клинового сечения смонтированы в специальной обойме 10 и легко перемещаются в поперечном направлении. При работе часть пластин пакета входит во впадины звездочки, а остальные выталкиваются зубом и входят во впадины противолежащей звездочки. Звездочки посажены на вал так, что против выступа одной находится впадина другой. Максимальное изменение частоты вращения в 6 раз, передаваемая мощность до 5о кВт.

Предварительное натяжение цепи создается специальным устройством, состоящим из пластин 1, рычагов 2 и пружины 3. Пружина способствует уменьшению динамических нагрузок.

Звездочки перемещаются вдоль оси рычагами, шарнирно закрепленными на гайках винта. Поворот рычагов осуществляется от электродвигателя 4 через червячную 5 и цепную 6 передачи и винт. На винте расположен червяк червячной передачи, соединенной со стрелкой-указателем 7 частоты вращения. Под стрелкой размещена кнопочная станция, включающая электродвигатель. В привод включена предохранительная фрикционная муфта для предотвращения перегрузок.

Тороидный вариатор

Первый патент на конструкцию трансмиссии с тороидным вариатором был получен Чарльзом Хаитом в 1877 г. Такие трансмиссии производства Perbury-Hayes предлагались для установки на автомобили в 30-х годах прошлого столетия. Однако они могли передавать небольшой крутящий момент и из-за отсутствия соответствующих материалов и технологий имели низкую долговечность. Основная проблема при создании заключается в том, что величина передаваемого крутящего момента прямо зависит от величины сил трения в контакте ролика с колесами, и чем выше передаваемый момент, тем больше должна быть сила трения, причем при очень малой площади контакта.


Высокие контактные напряжения поверхностей деталей вариатора могут привести к их разрушению


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

Главные элементы здесь – ролики и соосные диски, между которыми передается крутящий момент. Для изменения отношения должно поменяться положение роликов.

В тороидном вариаторе между двумя колесами со сферической (тороидной) рабочей поверхностью зажимаются ролики. Одно колесо является ведущим, а другое — ведомым. Передача крутящего момента обеспечивается силами трения между рабочими поверхностями колес и роликами. Изменение положения оси роликов в поперечной плоскости приводит к изменению передаточного числа, равного отношению радиусов окружностей, проходящих через точки контакта колес с роликом.

В зависимости от угла поворота ролика ведомое колесо может вращаться с той же скоростью, что и ведущее. С большей или меньшей, если ролик поворачивается. При использовании тороидного вариатора необходимо обеспечить возможность получения заднего хода и отключения вариатора от двигателя с помощью сцепления.

Все типы вариаторов управляются электронными блоками управления. В них аккумулируется информация о крутящем моменте двигателя, скорости автомобиля и прочих характеристиках. На основании этих данных электроника дает команду КПП повышать или понижать передачу.

Коробка передач вариатор — плюсы и минусы


Устройство агрегата основано на принципе ременного или цепного привода передачи крутящего момента на привод. По сути, на вариаторе используется тот же принцип передачи крутящего момента, что и на велосипедах с несколькими скоростями.

Если на обычных коробках применяется планетарный механизм переключения передач, то вариатор не имеет физических передач вообще. Вместо этого используется ремень (или цепь) и конусные шкивы, между которыми и вращается ременный привод (цепной).


Вариатор обеспечивает автомобилю бесконечное количество коэффициентов передачи крутящего момента от двигателя на колеса


Плюсы вариатора

Самое главное достоинство вариаторной коробки передач это то что она позволяет экономить топливо. Автомобили с вариатором кушают на два литра бензина меньше на сотню км пробега, чем конкуренты с АКПП.

  1. Увеличенный ресурс мотора за счет плавного разгона (нет повышенной нагрузки при переключении на пониженную передачу)
  2. Если сравнивать с классическим автоматом, то вариаторной коробке требуется меньше времени для разгона транспортного средства.
  3. Один из лучших показателей расхода топлива за счет бесконечного количества передач
  4. Отсутствует переключение передач – соответственно меньше потерь в разгонной динамике. Отсутствие рывков, провалов, задержек при переключении, так как передач бесчисленное количество
  5. При динамичном разгоне вариатор поддерживает всегда максимальные обороты двигателя. Соответственно на колесах всегда максимальная мощность мотора
  6. Отсутствие пробуксовки на льду или влажном покрытии
  7. Лучшее сцепление с дорожным покрытием при разгоне
  8. Даже разгоняясь, не производит много шума;
  9. Удобное управление автомобилем и комфорт при движении
  10. Самая экологичная трансмиссия. Она не задымляет настолько сильно атмосферу, как его оппоненты МКПП и АКПП.

Минусы вариатора

  1. Увеличенный расход на обслуживание ТО по сравнению с остальными коробками передач.
  2. Устанавливают на автомобили с максимальной мощностью до 220 сил. Вариаторная коробка передач не любит большие нагрузки на трансмиссию.
  3. Грубая и небрежная эксплуатация ведёт к его быстрой поломке
  4. Эксплуатация авто с CVT не допускается в условиях бездорожья. По отзывам такие агрегаты более чувствительны к агрессивной езде.
  5. Ремонт этой коробки обойдется вам дороже ремонта традиционного автомата.
  6. Вариаторные коробки передач сильно зависимы от работоспособности контроллеров и датчиков.
  7. Если один из датчиков покажит неисправность, это может сказаться на работе вариатора в целом
  8. Необходимость регулярной смены трансмиссионной жидкости. Чтобы масло могло выполнять функции, его уровень должен быть в норме.
  9. Ремонт достаточно дорогостоящий и сложный;
  10. Небольшой ресурс ремня у активного водителя;

Признаки неисправности вариатора

Рассмотрим же основные причины поломки и пути их исправления. Почему, несмотря на прогрессивность конструкции и явно высокий интерес к вариаторам со стороны производителей, многие потребители отказываются от приобретения машин с подобными деталями?

В большинстве случаев неисправность вариатора сложно не заметить. На приборке может загореться лампочка «Service required» или «Slow down». Электроника может начать «давить» мотор и не давать ему развивать обороты выше 2 тыс. об./мин. Также возможно появление различных рывков или толчков во время переключения, посторонних звуков и т. д. Точно установить то, что вариатор неисправен, позволяет комплексная диагностика.

Появление шума объясняется неисправностью подшипников или проблемами с ремнем


Понять, что именно не так, позволяет только комплексная диагностика. Специалисты отмечают, что поиск неисправностей в вариаторе довольно сложный по сравнению с АКПП. Здесь нельзя проверить давление масла, оценить его состояние и дать заключение.

Наиболее частые поломки в вариаторах

  • износ подшипников конусов с характерным гулом автомобиля;
  • рассогласование в работе ведущего и ведомого шкивов и, как следствие, рывки автомобиля при работе;
  • загрязнения радиатора и перегрев автомобиля при работе двигателя;

Износ шкивов большинство сервисов решают путем их шлифовки, однако такая «косметика» не дает значительного эффекта. Более того бытует мнение, что после таких процедур срок службы шкивов значительно сокращается. Сегодня данную методику практически никто не использует. Времена меняются и сегодня нет необходимости что-либо восстанавливать. Любые запчасти, даже для самых «неходовых» коробок можно без проблем достать.


Что делать, если сел аккумулятор — читайте в обзоре от TopGears


Подшипники и шкивы вариаторов в большинстве случаев меняются. Хотя есть среди вариаторов и такие, в которых это сделать невозможно или крайне сложно. По этой причине выполняется полная замена узла в сборе. Проблемы с подшипниками  дают о себе знать характерным гулом, который слышен при определенных условиях. Такой ремонт уже не является чем-то немыслимым и выполняется на большинстве СТО. Подшипники дифференциала выходят из строя по причине перегрева. Однако большой проблемы в этом нет, любые подшипники меняются и их можно купить на портале Термополис, равно как и ремень. Процедура стандартная и сегодня найти специалиста, который правильно ее выполнит не составит труда.

Также к распространенным поломкам можно отнести износ посадочного места редукционного клапана, расположенного в корпусе маслонасоса. В данном случае причина неисправности вариатора заключается в том, что металлическая пыль, попадая на рабочие поверхности, приводит к нарушениям в работе узла. Клапан начинает клинить, в результате давление масла выходит из-под контроля, шкивы начинают не совпадать, а ремень начинает проскальзывать.


Сбои в работе электроники узла также могут вызвать различного рода проблемы вариатора


Неполадками электроники могут служить нарушения контактов в клеммах. Сюда же можно отнести и повреждение жгута электропроводки. Если в работе автомобиля наблюдается своего рода раскачивание в нейтральном положении, то в самую пору обратить внимание на состояние электроники.

Неисправности блока управления вариатора, гидротрансформатора или муфты переднего хода могут привести к проблемам при трогании автомобиля с места или сложностям при переключении передач до конца. Удары при переключении селектора говорят об отклонении давления в магистрали. Причиной неисправности при переключении передач может послужить и лопаточный переключатель. Последствием данной поломки станет проблема при переключении передач вручную.

Свидетельством неисправности вариатора служит запах горелого масла в салоне автомобиля. При проявлении указанного признака стоит проверить уровень и состояние масла. Если в наличии имеется дым, а масло потемнело, то это явные показатели того, что в работе вариатора имеются определенные проблемы.

Автор статьи: TopGears

Вариаторы

Вариаторы, укомплектованные общепромышленными асинхронными электродвигателями, получили название мотор-вариаторов. Они могут оснащаться и другими двигателями, например, с независимой вентиляцией, с переменным числом полюсов или со встроенным тормозом. По желанию заказчиков мотор-вариаторы могут доукомплектоваться цилиндрическими, червячными или другими редукторами со стандартным входным фланцем и полым валом. Применяемые схемы сборки «мотор – вариатор – редуктор» обеспечивают высокие крутящие моменты вала при одновременном регулировании скорости вращения.

В отличие от других вариаторов, передаточное отношение мотор-вариаторов можно изменять и на остановленном двигателе, а длительный режим работы при постоянном передаточном отношении не вызывает износа рабочих поверхностей на фрикционной паре, из-за отсутствия скольжения в зоне контакта.

Вариаторы соединяются с электродвигателями при помощи фланцев, а с редукторами или иными механизмами с помощью муфт.

Вариаторы хорошо себя проявили в машиностроении, строительстве и металлургии в ленточных, цепных, роликовых конвейерах, в пищевой промышленности, в подъемных устройствах, в экструдерах, приводах транспортировочных тележек, приводах летучих пил и ножниц, приводах поворотных механизмов и ходовых винтов.

Выгода от применения современных вариаторов заключается в их минимальном износе и отсутствии необходимости в дорогостоящих механизмах и элементах приводов, благодаря плавному изменению передаточного отношения. Реально существующая необходимость перехода экономики России на технологическую базу с достаточной эффективностью подтверждает готовность внедрения новых инновационных проектов, стимулирующих развитие новых ресурсосберегающих технологий. Их реализация приведёт к значительному снижению затрат на металл (за счет компактности конструкций разрабатываемых вариаторов) и на энергию, затрачиваемую на производство единицы продукции, и обеспечит производство конкурентоспособных вариаторных устройств нового поколения.

Электронный вариатор скорости для бесщеточного двигателя постоянного тока

Управление двигателем постоянного тока Реверс

Январь 2013 г. Управление двигателем постоянного тока Реверсирование и «Ротор», который является вращающейся частью.В основном доступны три типа двигателей постоянного тока: — щеточный двигатель — бесщеточный двигатель — шаговые двигатели постоянного тока Электрические

Дополнительная информация

Настройка для ШИМ-тестов двигателя BLDC

Настройка для ШИМ-тестов двигателя BLDC Автор: Арбер Никай Дата: 11.11.13 Аннотация В этой заметке по применению исследуется управление двигателем BLDC и предлагается решение для настройки двигателя BLDC для тестирования ШИМ с использованием Texas

Дополнительная информация

Двигатели и генераторы

Двигатели и генераторы Электромеханические устройства: преобразуют электрическую энергию в механическое движение / работу и наоборот. Работают на связи между токонесущими проводниками и магнитными полями. Дополнительная информация

Рекомендации по применению AN-1187

Замечания по применению AN-1187 IR3230 Бессенсорный моторный привод BLDC Автор Alex Lollio Содержание Замечания по применению AN-1234… 1 Введение … 2 Основной принцип работы … 3 Управление двигателем … 4 Управление двигателем

Дополнительная информация

AN2680 Указание по применению

Замечания по применению Контроллер скорости вращения вентилятора на основе цифрового датчика температуры STDS75 или STLM75 и микроконтроллера ST72651AR6 Введение В этих замечаниях по применению описывается метод определения системы регулирования

Дополнительная информация

ГЕНЕРАТОРЫ ПРЯМОГО ТОКА

ГЕНЕРАТОРЫ ПРЯМОГО ТОКА Редакция 12:50 14 ноя 05 ВВЕДЕНИЕ Генератор — это машина, которая преобразует механическую энергию в электрическую, используя принцип магнитной индукции.Этот принцип

Дополнительная информация

Установка 33 Трехфазные двигатели

Модуль 33 Трехфазные двигатели Задачи: Обсудить работу двигателей с фазным ротором. Обсудите работу сельсиновых моторов. Обсудите работу синхронных двигателей. Определить направление вращения

Дополнительная информация

Как управлять подвесом

2-осевой бесщеточный подвес Tarot для Gopro. Руководство пользователя. V1.0 1. Введение Подвес Tarot T-2D разработан для Gopro Hero3, который широко используется в кино, телевизионных постановках, рекламных аэрофотосъемках,

Дополнительная информация

Информация о приложении

Moog Components Group производит обширную линейку щеточных и бесщеточных двигателей, а также бесщеточные контроллеры. Цель этого документа — предоставить руководство по выбору и применению

. Дополнительная информация

ПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЧАСТОТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

ПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ЧАСТОТНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ 1.0 Характеристики стандартных электродвигателей переменного тока Асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором — это электродвигатель, наиболее широко используемый в промышленности. Эта лидирующая позиция приводит в основном к

Дополнительная информация

Основы моторики. Двигатель постоянного тока

Основные принципы работы двигателя Прежде чем мы сможем исследовать функцию привода, мы должны понять основные принципы работы двигателя. Он используется для преобразования электроэнергии, подаваемой контроллером, в механическую энергию

. Дополнительная информация

AN3327 Примечание по применению

AN3327 Замечания по применению L9942 Алгоритм обнаружения срыва обратной ЭДС Введение L9942 — это встроенный драйвер шагового двигателя для биполярных шаговых двигателей, используемых в основном для регулировки положения автомобильных фар.

Дополнительная информация

Теория асинхронного двигателя

Курс PDHonline E176 (3 PDH) Инструктор по теории асинхронных двигателей: Джерри Р. Беднарчик, P.E. 2012 PDH Online PDH Center 5272 Meadow Estates Drive Fairfax, VA 22030-6658 Телефон и факс: 703-988-0088 www.pdhonline.org

Дополнительная информация

с электронным помощником

ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ № TDAX100200 Электропривод BLDC Управляет двигателем BLDC 12 В, 24 В или 48 В Двунаправленное, до 25 А Плавное управление скоростью с помощью датчиков Холла CAN (SAE J1939) с электронным помощником. Дополнительная информация

Что такое регенерация?

Что такое регенерация? Торможение / регенерация Обзор регенерации вручную Редакция 1.0 Когда ротор асинхронного двигателя вращается медленнее, чем скорость, установленная приложенной частотой, двигатель преобразует

Дополнительная информация

Лабораторная работа 14: Трехфазный генератор переменного тока.

Лабораторная работа 14: Трехфазный генератор переменного тока. Цель: получить кривую насыщения генератора без нагрузки; для определения характеристики регулирования напряжения генератора переменного тока с резистивной, емкостной и индуктивной

Дополнительная информация

Индуктивность.Моторы. Генераторы

Индуктивные двигатели Генераторы Самоиндукция Самоиндукция возникает, когда изменяющийся поток через цепь возникает из самой цепи. По мере увеличения тока магнитный поток через петлю из-за

Дополнительная информация

Моделирование производственного оборудования

ВОПРОС 1 Для линейной оси, приводимой в действие электродвигателем, выполните следующие действия: a.Выведите дифференциальное уравнение для скорости линейной оси, предполагая, что вязкое трение действует на вал двигателя постоянного тока, ходовой винт,

Дополнительная информация

Введение в электронные сигналы

Знакомство с электронными осциллографами сигналов Осциллограф отображает изменения напряжения во времени. При необходимости во время диагностики цепей используйте осциллограф для просмотра аналоговых и цифровых сигналов. Рис. 6-01

Дополнительная информация

Блок управления станком с ЧПУ

Оборудование ЧПУ и Оборудование ЧПУ Блок управления станком с ЧПУ Управление сервоприводом Гидравлический сервопривод Гидравлический блок питания Сервоклапан Сервоусилители Гидравлический двигатель Гидравлический сервоклапан Гидравлический сервопривод

Дополнительная информация

Замечания по применению AN235

Примечание по применению Привод шагового двигателя Томас Хопкинс Введение Специальные интегральные схемы значительно упростили управление шаговым двигателем.Чтобы применить эти микросхемы, разработчикам требуется немного специфики

. Дополнительная информация

Программирование логических контроллеров

Программирование логических контроллеров Программируемый логический контроллер (ПЛК) — это система на основе микропроцессора, которая использует программируемую память для хранения инструкций и реализации таких функций, как логика, последовательность,

Дополнительная информация

СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ Геометрия синхронной машины очень похожа на геометрию индукционной машины.Сердечник статора и обмотки трехфазной синхронной машины практически идентичны

Дополнительная информация

ИНДУКЦИОННЫЙ РЕГУЛЯТОР. Задача:

ИНДУКЦИОННЫЙ РЕГУЛЯТОР Цель: Используя асинхронный двигатель с фазным ротором и индукционный регулятор, изучить влияние положения ротора на выходное напряжение регулятора. Также изучите его поведение под нагрузкой

Дополнительная информация

НЕКОКАР.Международный проект CATIA

NECOCAR International CATIA Project 2008 ЦЕЛЬ Целью этого проекта является разработка электрокара для японской публики. Симпатичная удобная современная экологическая ОРГАНИЗАЦИЯ Русско-французская CATIA V5 R18 Совместное использование

Дополнительная информация

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

Control Technologies Руководство по приводам переменного тока с ШИМ, версия 1.0 с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) Рисунок 1.8 показывает блок-схему блока преобразования мощности в ШИМ-приводе. В этом типе привода выпрямитель диодный мост

Дополнительная информация Эквивалентная схема

асинхронного двигателя — цепь ротора и статора

Эквивалентная схема асинхронного двигателя обеспечивает рабочие характеристики, которые оцениваются для условий установившегося режима. Асинхронный двигатель основан на принципе индукции напряжений и токов.Напряжение и ток индуцируются в цепи ротора из цепи статора для работы. Эквивалентная схема асинхронного двигателя аналогична схеме замещения трансформатора.

Состав:

Модель цепи статора

Модель цепи статора асинхронного двигателя состоит из сопротивления фазной обмотки статора R 1 , реактивного сопротивления утечки фазы статора X 1 , как показано на принципиальной схеме ниже.

Ток холостого хода I 0 моделируется чисто индуктивным реактором X 0 с намагничивающей составляющей I µ и безиндуктивным резистором R 0 , несущим ток потерь в сердечнике I ω .Таким образом,

Общий ток намагничивания I 0 значительно больше в случае асинхронного двигателя по сравнению с током трансформатора. Это происходит из-за более высокого сопротивления, вызванного воздушным зазором асинхронного двигателя. Как мы знаем, в трансформаторе ток холостого хода варьируется от 2 до 5% от номинального тока, тогда как в асинхронном двигателе ток холостого хода составляет примерно от 25 до 40% номинального тока в зависимости от размера двигателя. Значение намагничивающего реактивного сопротивления X 0 также очень мало в асинхронном двигателе.

Модель цепи ротора

Когда на обмотки статора подается трехфазное питание, в обмотках ротора машины индуцируется напряжение. Чем больше будет относительное движение ротора и магнитных полей статора, тем больше будет результирующее напряжение ротора. Наибольшее относительное движение происходит в состоянии покоя. Это состояние также известно как состояние заблокированного ротора или заблокированного ротора. Если индуцированное напряжение ротора в этом состоянии составляет E 20 , то индуцированное напряжение при любом скольжении определяется уравнением, показанным ниже.

Сопротивление ротора постоянно и не зависит от скольжения. Реактивное сопротивление асинхронного двигателя зависит от индуктивности ротора и частоты напряжения и тока в роторе.

Если L 2 — это индуктивность ротора, реактивное сопротивление ротора определяется уравнением, показанным ниже.

Но, как известно

Следовательно,

Где, X 20 — реактивное сопротивление ротора в состоянии покоя.

Схема ротора показана ниже.

Импеданс ротора определяется уравнением ниже.

Ток ротора на каждую фазу определяется уравнением, показанным ниже.

Здесь I 2 — ток частоты скольжения, создаваемый напряжением, индуцированным частотой скольжения sE 20 , действующим в цепи ротора, имеющим полное сопротивление на фазу (R 2 + jsX 20 ).

Теперь, разделив уравнение (5) на промах s, мы получим следующее уравнение.

R 2 — это постоянное сопротивление и переменное реактивное сопротивление утечки sX 20 . Аналогично, схема ротора, показанная ниже, имеет постоянное реактивное сопротивление утечки X 20 и переменное сопротивление R 2 / с.

Уравнение (6) выше объясняет вторичную цепь воображаемого трансформатора с постоянным соотношением напряжений и одинаковой частотой с обеих сторон. Этот воображаемый неподвижный ротор несет тот же ток, что и реальный вращающийся ротор.Это позволяет передать полное сопротивление вторичного ротора стороне первичного статора.

Приблизительная эквивалентная схема асинхронного двигателя

Эквивалентная схема дополнительно упрощается путем смещения ветвей полного сопротивления шунта R 0 и X 0 на входные клеммы, как показано на принципиальной схеме ниже.

Примерная схема основана на предположении, что V 1 = E 1 = E ’ 2 . В приведенной выше схеме единственный компонент, который зависит от скольжения, — это сопротивление.Все остальные величины постоянны. Следующие уравнения могут быть записаны на любом заданном бланке s следующим образом: —

Импеданс за пределами AA ’равен

Подставляя значение ZAA ’из уравнения (7) в уравнение (8), получаем

Следовательно,

Ток холостого хода I 0

Полный ток статора определяется уравнением, показанным ниже.

Общие потери в сердечнике рассчитываются по приведенному ниже уравнению.

Мощность воздушного зазора на фазу равна

Развитый крутящий момент определяется уравнением, приведенным ниже.

Приведенное выше уравнение является уравнением крутящего момента асинхронного двигателя. Приблизительная модель эквивалентной схемы является стандартом для всех расчетов производительности асинхронного двигателя.

Нелинейные схемы

Перейти к содержанию Открыть меню Закрыть меню Модули Сделай сам Блог Нелинейные схемы

0

0

Связаться с нами Модули Сделай сам Блог Нелинейные схемы

0

0

Схемотехника

Наши современные высокоточные высокоскоростные сверлильные станки с компьютерным управлением и встроенным TMG (прибор для метрологии инструмента) для проверки диаметра лазера, проверки радиального биения шпинделя и обнаружения поломки сверла, мы можем сверлить готовые отверстия как маленький, как 5 мил, с высочайшей точностью.что позволяет нам выполнять самые строгие требования к сверлению и изготовлению.

Наша тщательно контролируемая, экологически чистая зона фотоизображения и автоматическое выравнивание блоков изображения высокого разрешения обеспечивают точность печати ширины линий и интервалов до 2 и 2.

Чтобы обеспечить постоянство и высочайшее качество, наши инженеры-химики тщательно контролируют процесс. Ежедневный анализ и построение графиков System Process Control (SPC) помогают поддерживать высочайшее качество и полную прослеживаемость.Наша современная, ПОЛНОСТЬЮ АВТОМАТИЧЕСКАЯ линия для химического нанесения покрытия с использованием новейших технологий обеспечивает надежное меднение высочайшего качества даже на отверстиях самого малого диаметра. Наша АВТОМАТИЧЕСКАЯ линия нанесения рисунка на поверхность обеспечивает высочайшее качество медного покрытия с использованием новейшей технологии двойного выпрямления.

С нашей новейшей линией SES (полоса – травление – полоса) мы можем протравливать ширину и интервал до 3 и 3 с максимальной точностью и до 10 унций меди.

Используя нашу новейшую технологию AOI, мы можем обнаруживать любые дефекты до паяльной маски и цикла ламинирования, чтобы предотвратить любой ремонт после нанесения паяльной маски.

Наше автоматическое оборудование для нанесения покрытий LPI наносит паяльную маску последовательно и эффективно.

Мы используем передовую технологию подсчета очков и можем выдерживать жесткие допуски с исключительной точностью и гибкостью, в том числе на металлических каркасных плитах.

Наш современный испытательный центр позволяет тестировать ВСЕ печатные платы эффективно и экономично. Чтобы убедиться, что платы соответствуют всем требованиям списка цепей, мы проводим электрические испытания 100% наших плат.Это гарантирует соответствие каждой печатной платы функциональным требованиям платы. У нас также есть возможности тестирования приспособлений для раковины моллюска.

Введение, Генерация переменного тока, переменного и постоянного тока и трансформаторы

Введение

Электрическая цепь — это полный проводящий путь, по которому электроны текут от источника к нагрузке и обратно к источнику. Однако направление и величина потока электронов зависят от типа источника. В Электротехника , в основном, есть два типа источника напряжения или тока (электрическая энергия), которые определяют вид цепи, и они есть; Переменный ток (или напряжение) и постоянный ток .

В следующих двух статьях мы сосредоточимся на переменном токе и рассмотрим темы от , что такое переменный ток до , формы волны переменного тока и так далее.

Цепи переменного тока

Цепи переменного тока, как следует из названия («Переменный ток»), — это просто цепи, питаемые от переменного источника напряжения или тока. Переменный ток или напряжение — это тот, в котором значение либо напряжения, либо тока изменяется около определенного среднего значения и периодически меняет направление.

Большинство современных бытовых и промышленных устройств и систем питаются от переменного тока. Все подключаемые к сети электроприборы на базе постоянного тока и устройства на базе аккумуляторных батарей технически работают от переменного тока, поскольку все они используют некоторую форму постоянного тока, получаемую от переменного тока, либо для зарядки своих батарей, либо для питания системы. Таким образом, переменный ток — это форма, через которую энергия передается в сеть.

Схема переменного тока возникла в 1980-х годах, когда Тесла решил решить проблему неспособности генераторов постоянного тока Томаса Эдисона на больших расстояниях.Он искал способ передачи электроэнергии с высоким напряжением, а затем использовал трансформаторы для повышения или понижения его, что может потребоваться для распределения, и, таким образом, смог минимизировать потери мощности на большом расстоянии, что было основной проблемой Direct Текущий в то время.

Переменный ток и постоянный ток (переменный и постоянный)

переменного тока и постоянного тока различаются по-разному от поколения к передаче и распределению, но для простоты мы сохраним сравнение их характеристик в этом посте.

Основное различие между переменным и постоянным током, которое также является причиной их различных характеристик, заключается в направлении потока электрической энергии. В постоянном токе электроны движутся в одном направлении или вперед, в то время как в переменном токе электроны периодически меняют направление потока. Это также приводит к изменению уровня напряжения, когда он переключается с положительного на отрицательный в соответствии с током.

Ниже приведена сравнительная таблица, чтобы выделить некоторые различия между переменным и постоянным током .Другие различия будут выделены, когда мы углубимся в изучение цепей переменного тока.

Основа для сравнения

AC

постоянного тока

Мощность передачи энергии

Путешествует на большие расстояния с минимальными потерями энергии

Большое количество энергии теряется при передаче на большие расстояния

Основы поколения

Вращение магнита по проволоке.

Устойчивый магнетизм по проводу

Частота

Обычно 50 Гц или 60 Гц в зависимости от страны

Частота равна нулю

Направление

Периодически меняет направление на противоположное при прохождении через контур

Это устойчивый постоянный поток в одном направлении.

Текущий

Его величина меняется со временем

Постоянная звездная величина

Источник

Все виды генераторов переменного тока и сети

Элементы, батареи, преобразование из переменного тока

Пассивные параметры

Импеданс (RC, RLC и т. Д.)

Только сопротивление

Коэффициент мощности

Лежит между 0 и 1

Всегда 1

Форма сигнала

Синусоидальная, трапецеидальная, треугольная и квадратная

Прямая линия, иногда пульсирующая.

Базовый источник переменного тока (генератор переменного тока с одной катушкой)

Принцип вокруг генератора переменного тока прост. Если магнитное поле или магнит вращается вдоль стационарного набора катушек (проводов) или вращается катушка вокруг стационарного магнитного поля, переменный ток генерируется с помощью генератора переменного тока (генератора переменного тока).

Самая простая форма генератора переменного тока состоит из проволочной петли, которая механически вращается вокруг оси, находясь между северным и южным полюсами магнита.

Обратите внимание на изображение ниже.

Когда катушка якоря вращается в магнитном поле, создаваемом магнитами северного и южного полюсов, магнитный поток через катушку изменяется, и заряды, таким образом, проталкиваются через провод, создавая эффективное напряжение или индуцированное напряжение. Магнитный поток через петлю зависит от угла петли относительно направления магнитного поля. Рассмотрите изображения ниже;

Из изображений, показанных выше, мы можем сделать вывод, что определенное количество линий магнитного поля будет обрезано при вращении якоря, количество «обрезанных линий» определяет выходное напряжение .С каждым изменением угла поворота и результирующим круговым движением якоря относительно магнитных линий также изменяется величина «перерезания магнитных линий», следовательно, изменяется и выходное напряжение. Например, линии магнитного поля, обрезанные под нулевым градусом, равны нулю, что делает результирующее напряжение равным нулю, но при 90 градусах почти все линии магнитного поля обрезаются, таким образом, максимальное напряжение в одном направлении генерируется в одном направлении. То же самое относится к 270 градусам, но только в обратном направлении.Таким образом, возникает результирующее изменение напряжения при вращении якоря в магнитном поле, что приводит к формированию синусоидальной формы волны . Таким образом, результирующее индуцированное напряжение имеет синусоидальную форму с угловой частотой ω, измеряемой в радианах в секунду.

Наведенный ток в приведенной выше схеме определяется уравнением:

I = V / R

Где V = NABwsin (вес)

где N = скорость

A = Площадь

B = Магнитное поле

w = Угловая частота.

Настоящие генераторы переменного тока, очевидно, сложнее этого, но они работают на основе тех же принципов и законов электромагнитной индукции, которые описаны выше. Переменный ток также генерируется с помощью определенных типов преобразователей и схем генераторов, которые можно найти в инверторах.

Трансформаторы

Принципы индукции, на которых основан переменный ток, не ограничиваются только его производством, но также и его передачей и распределением .Как и в то время, когда переменный ток приходил в расчет, одной из основных проблем было то, что постоянный ток не мог передаваться на большие расстояния, поэтому одной из основных проблем, которую необходимо было решить, чтобы переменный ток стал жизнеспособным, была возможность для безопасной передачи генерируемых высоких напряжений (KV) потребителям, которые используют напряжения в диапазоне V, а не KV. Это одна из причин, по которой трансформатор описывается как один из основных компонентов переменного тока, и о нем важно говорить.

В трансформаторах две катушки соединены таким образом, что при приложении переменного тока к одной он индуцирует напряжение в другой.Трансформаторы — это устройства, которые используются для понижения или повышения напряжения, подаваемого на одном конце (первичная катушка), для создания более низкого или более высокого напряжения соответственно на другом конце (вторичная катушка) трансформатора. Индуцированное напряжение во вторичной обмотке всегда равно напряжению, приложенному к первичной обмотке, умноженному на отношение количества витков вторичной обмотки к первичной обмотке.

Трансформатор, являющийся понижающим или повышающим трансформатором, таким образом, зависит от отношения числа витков на вторичной катушке к числу витков проводника на первичной обмотке.Если на первичной обмотке на витков больше, чем на вторичной, трансформатор понижает напряжение , но если первичная обмотка имеет меньшее количество витков по сравнению с вторичной обмоткой, трансформатор увеличивает напряжение применяется на первичной.

Трансформаторы

сделали распределение электроэнергии на большие расстояния очень возможным, рентабельным и практичным. Чтобы уменьшить потери при передаче, электроэнергия передается от генерирующих станций при высоком напряжении и низком токе, а затем распределяется в дома и офисы при низком напряжении и высоком токе с помощью трансформаторов.

Так что на этом мы остановимся, чтобы не перегружать статью слишком большим количеством информации. Во второй части этой статьи мы обсудим формы сигналов переменного тока и рассмотрим некоторые уравнения и расчеты. Оставайтесь в курсе.

Цепи радиосвязи и связи — часть 1

Цепи радиосвязи и связи — часть 1

1. Радио рефлекторное СВЧ.

Прочтите об этой рефлекторной радиосхеме

2. FM-радио с ФАПЧ.

3.Регенеративный ресивер.

4. Регенеративный извещатель.

5. Регенеративная радиостанция SW AM с автоматическим управлением регенерацией.
Прочтите об этой схеме здесь.

6. FM-радио с ФАПЧ.

7. Регенеративное FM-радио с низким напряжением питания.

8. Схема искрового передатчика CW крейсера «Аврора».

9. Модулятор DSB на варикапах.

10. Принципиальная схема радиоприемника с рекуперацией FM.

11. Регенеративное FM-радио с подавлением AM.

12. Регенеративный ресивер с автоматическим управлением регенерацией.

13. Схема МВ приемника.

14. Суперрегенеративный ресивер.

15. SW регенеративный приемник.

16. Схема ФАПЧ.

17.Сбалансированный миксер.

18. Синтезатор частоты с шагом 1 мГц.

19. Удвоитель частоты.

20. Аттенюатор по мостовой схеме.

21. Смеситель сбалансированный.

22. Схема фазового модулятора.

23. Микропередатчик.

24. Фазовый модулятор на базе микросхем 7400 и 7474.

25. Рекуперативная УКВ радиостанция.

26. SW регенеративная магнитола.

27. SW регенеративная магнитола.

28. Микшерный пульт с широким динамическим диапазоном (132 дБ).

29. Радиопередача рекуперативная на основе схемы оптоизолятора.

30. Простая регенеративная магнитола.

31. Схема передатчика звука RX (радиомикрофона).

32. УКВ регенеративная радиостанция.

33.Радио СВЧ на базе операционных усилителей.

34. Сбалансированный смеситель.

35. Активная рамочная магнитная антенна.

36. Чувствительный демодулятор AM.

37. Рекуперативный AM / FM приемник.

38. Рекуперативная УКВ радиостанция.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.