Вариатор: что это такое и как работает-Топ-3 вариаторных коробок. Акпп вариатор что это
Как устроен вариатор — ДРАЙВ
 | Мистер Икс, 31 мая 2007. Фото фирм-производителей |
| Вариатор — особый подвид автоматических коробок передач. Придуманный много лет назад, распространение он получил только сейчас. |
Листая автомобильные каталоги, многие встречали такую фразу: «На автомобиль устанавливается бесступенчатый вариатор». Или могли увидеть это словосочетание в таблице технических характеристик. Что такое механическая коробка передач, знают все (кроме, разве что, американцев), к «автомату» тоже давно все привыкли (особенно американцы). А вот вариатор — зверь малоизвестный. А ведь он далеко не новинка.
Вы удивитесь, но принадлежит это изобретение не Хонде и даже не Мерседесу. Патент на вариатор был выдан в конце XIX века! Более того, первый вариатор придуман и вовсе в 1490 году. Его автором оказался добродушный бородач Леонардо да Винчи.
Первый работоспособный автомобиль с этим типом трансмиссии, правда, появился не в эпоху Возрождения, а попозже — лет через пятьсот, в 1950-х годах. Вариатор ставился серийно на автомобили DAF (в то время под этой маркой выпускались не только грузовики, но и легковушки). Потом нечто похожее начали делать и на Volvo, но по-настоящему широкое распространение вариаторы получили лишь сейчас.
По сути, вариатор (наиболее распространённое англоязычное обозначение — CVT — continuously variable transmission) — это, простите за тавтологию, вариация на тему автоматической коробки передач. И автомобиль, оборудованный им, на первый взгляд, ничем не выдаёт себя — педалей всего две и рычаг переключения режимов трансмиссии — P, R, N, D — такой же, как и у машины с традиционной АКПП. Всё привычно. Но работает вариатор совершенно по-другому. В нём нет фиксированных первой, второй, десятой передач. Попробуйте представить себе, сколько звёзд в нашей Вселенной или сколько песчинок на всех пляжах Земли вместе взятых — у вариатора передач всё равно намного больше. И «переключение» между ними происходит плавно и незаметно.
Поэтому-то здесь нет толчков при трогании и «переключении». И не зря мы написали это слово в кавычках: переключений как таковых тут и нет. Вариатор непрерывно и плавно изменяет передаточное число по мере разгона или замедления автомобиля.
Вариаторы бывают нескольких типов: клиноремённые со шкивами переменного диаметра, цепные, тороидальные… Первый тип — самый распространённый. Посмотрим, как он устроен.
Клиноремённый вариатор MINI.
Вот наглядный пример: возьмём два карандаша (цилиндра), лежащих параллельно на некотором расстоянии друг от друга. Стягиваем их резинкой и начинаем крутить один из них. Тут же начинает крутиться и второй — с той же скоростью. Но если карандаши будут разного диаметра, начинается совсем другая история — пока один из них, что побольше, сделает один оборот, второй, скажем, два.
Вариатор устроен похоже, только диаметр «карандашей» у него постоянно меняется. У него два шкива, каждый из которых сделан в виде пары конусов, обращённых острыми концами друг к другу. А между шкивами зажат клиновый ремень.
Изменяя радиус огибания ремнём ведущего и ведомого шкива, можно плавно менять передаточное отношение.
Теперь, если каждая из пар конусов может двигаться друг к другу и обратно, мы получим шкивы с переменным рабочим диаметром. Ведь при раздвижении конусов ремень, соприкасающийся с ними своими рёбрами, будет как бы проваливаться к центру шкива и обегать его по малому радиусу. А при сближении конусов — по большому радиусу.
Осталось только снабдить оба шкива системой (как правило, это гидравлика, но может быть и какой-то иной сервопривод), которая будет строго синхронно сдвигать половинки первого шкива и раздвигать половинки второго. И если один шкив находится на ведущем валу (который идёт от двигателя), а второй — на ведомом (который ведёт к колёсам), то можно организовать изменение передаточного отношения в весьма широких пределах.
Остаётся ещё добавить узел, отвечающий за изменение направления вращения выходного вала (для заднего хода), а это может быть, скажем, обычная планетарная передача. И вот готова коробка-вариатор.
Кстати, интересный вопрос — какой тут используется ремень? Разумеется, простой ремень из резины и ткани, наподобие тех, что вращают генераторы и прочее навесное оборудование, здесь не прожил бы и тысячи километров. Ремни в клиноремённых вариаторах имеют сложное устройство.
Ремень в вариаторах, как видно, никакой вовсе не ремень, а наборная металлическая лента.
Это может быть стальная лента с неким покрытием или набор стальных тросов (лент) сложного сечения, на которые нанизано огромное число тонких поперечных стальных пластинок трапецевидной формы, края которых и контактируют со шкивами. Кстати, именно таким образом удалось создать толкающий ремень, передающий мощность не только той его половиной, которая бежит от ведомого к ведущему шкиву, но и противоположной. Обычный ремень при попытке передать сжимающее усилие просто сложился бы, а наборный стальной — обретает жёсткость.
А ещё в качестве клинового ремня может выступать широкая пластинчатая стальная цепь, соприкасающаяся с конусами своими краями. Именно такой «ремень» работает в вариаторах машин Audi.
Вот такая цепь используется в вариаторах фирмы Audi.
Интересно, что для смазки цепи применяется особая жидкость, которая меняет своё фазовое состояние под сильным давлением, возникающим в месте контакта со шкивом. Благодаря этому цепь может передавать значительное усилие, практически не проскальзывая, несмотря на очень маленькую площадь контакта.
Как именно вариатор будет менять передаточное число при разгоне, зависит от выбранной программы управления. Если при разгоне на обычном автомобиле мы на каждой передаче раскручиваем двигатель, затем переходим на следующую передачу и так далее, то при наборе скорости автомобиля с вариатором мотор остаётся на одних и тех же оборотах (скажем, на оборотах, соответствующих максимальному крутящему моменту), зато плавно меняется передаточное отношение.
Это создаёт несколько странные ощущения. Жмём газ в пол, мотор выходит на большие обороты, да так и остаётся на них в течение всего разгона, воя как пылесос. Зато темп разгона — высокий, да и на переключения между ступенями время не тратится.
Впрочем, в некоторых случаях вариатор настраивают так, чтобы разгон с ним больше напоминал увеличение скорости с обычной коробкой передач, с постепенным ростом оборотов мотора.
Разумеется, при попытке заехать на холм и при замедлении авто, несмотря на нажатие педали газа, умный вариатор не оставит «включённой» высокую передачу. Шкивы для уверенного штурма высоты быстро передвинутся обратно — чтобы увеличить крутящий момент на выходе из коробки.
А ещё на некоторых машинах можно выбрать режим с несколькими «виртуальными» передачами (с 6 или даже 8), задаваемыми электроникой. Передачами, между которыми вариатор будет резко перескакивать, словно классическая коробка «автомат». Ещё в этом случае можно переключать «передачи» по собственному желанию. Как на «автомате» с ручным секвентальным (последовательным) режимом.
Таким образом, у вариатора масса достоинств. Но есть и недостатки. Например, сравнительно небольшая, по современным меркам, «перевариваемая» мощность двигателя. Не зря такие коробки начали своё шествие по миру на машинах малого класса. Да и сейчас мощные автомобили — все сплошь и рядом укомплектованы либо «механикой», либо классическими «автоматами», либо роботизированными коробками.
Правда, прогресс идёт. И тут нельзя не вспомнить рекордсменов. Скажем, на Audi A4 2.0 TFSI клиноремённый вариатор Multitronic (с цепью) без проблем справляется с потоком в 200 «лошадей».
Вариатор Audi может передавать на колёса мощность свыше двухсот лошадиных сил.
Можно возразить, что класс D — это ещё не всё. Для автомобилей представительского и бизнес-класса, и тем более для крупного внедорожника — 200 сил уже не назовёшь такой уж большой величиной. Но достижения самых современных вариаторов на этом не исчерпываются. Так, на кроссовер Nissan Murano с 3,5-литровым V6 мощностью 234 лошадиные силы ставят клиноремённый вариатор X-Tronic. Это одна из самых крупных и тяжёлых моделей, оснащённых вариатором. А что будет завтра?
Второй недостаток вариаторов — сравнительно дорогое обслуживание и ремонт, специальная, а значит, недешёвая, трансмиссионная жидкость. Ремённые вариаторы могут через каждые 100—150 тысяч километров пробега требовать замены ремня. Масло при этом стоит несколько дороже, чем для «автомата», но зато менять его можно чуть реже — ориентировочно через 40—50 тысяч километров для разных моделей автомобилей.
И всё же вариаторы получают всё большее и большее распространение на машинах самых разных классов, к тому же и стоят они, обычно, дешевле хороших «автоматов» классического типа.
Поскольку вариаторы располагают бесконечным числом передач, они позволяют двигателю работать на наиболее выгодных режимах — нужна ли нам (на светофорных гонках) максимальная мощность, или, напротив, плавность и наименьший расход топлива (при спокойной езде). Потому модели с вариаторами отличает, при прочих равных, высокая экономичность, сочетающаяся с не менее приличной динамикой.
Кстати, в последнее время наметилась тенденция к росту числа передач у классических «автоматов». В последних моделях встречается уже 8 передач (на легковой, заметим, машине). И делается это именно для сочетания высокой динамики и экономичности. Скоро увидим автоматы с десятью ступенями или даже с двенадцатью? А вот вариаторы уже находятся там, куда обычные автоматы с их переключаемыми планетарными рядами никогда не придут. Ведь число передач у вариатора бесконечно.
www.drive.ru
Вариатор: что это такое в машине? Фото и картинки - плюсы и минусы
Наряду с механической и автоматической коробками перемены передач все чаще можно увидеть в технических характеристиках той или иной модели автомобиля обозначение «вариатор» или CVT. Это особый тип бесступенчатой трансмиссии, концепцию которого разработал еще Леонардо да Винчи в 1490 году.
Реализовать же эту идею впервые удалось пионеру американского автомобилестроения Мильтону Отелло Ривзу (Milton Othello Reeves) в 1879 году. Правда, свое изобретение он применил не на автомобиле, а на лесопилке. Первый патент на вариаторную коробку передач в 1886 году был выдан небезызвестным Даймлеру и Бенцу.
На те времена эта идея была слишком революционной и сложной в техническом плане, поэтому особо распространения не получила. Можно, конечно, вспомнить так называемые цикломобили — двухместные гибриды мотоцикла и автомобиля.
Их в 1910-1920-х годах выпускали несколько компаний:
- David — испанская фирма, работавшая в начале и середине 20-го века;
- Clyno Car — британская компания;
- Constantinesco Car — британо-французская компания, основанная румынским ученым и изобретателем Джордже Константинеску.
Кстати, уже в те годы преимущества вариатора были понятны широкой публике: ни шестеренок, ни сложных передач, очень простое управление без необходимости выжимать сцепление и постоянно следить за показаниями одометра.
Устройство вариаторной коробки передач
Тема достаточно сложная, потому что видов вариатора создано очень много:
- клиноременной или клиноцепной;
- тороидный;
- магнитный вариатор — перспективная разработка для гибридов и электромобилей;
- гидростатический;
- планетарного типа и пр.
На сегодняшний день в основном устанавливают клиноременные или цепные коробки. Поэтому именно на них и остановимся. Принцип работы представить очень легко: на двух, установленных параллельно друг другу валах, находятся конусы, а между ними натянут ремень или цепь. Конусы перемещаются относительно друг друга и изменяется передаточное число.
Обратите внимание, что при этом не ощущается никаких провалов в работе двигателя, потому что перемещение происходит мягко и незаметно. То есть передачи, как таковые, отсутствуют вообще. В этом главное отличие вариатора от автомата и традиционной механики.
Устройство трансмиссии данного типа, основные элементы:
- аналог сцепления — механизм, обеспечивающий передачу крутящего момента от коленчатого вала, а также отсоединение от силового агрегата;
- непосредственно коробка-вариатор;
- электронная система управления;
- планетарный механизм заднего хода.
Сцепление может быть гидравлическим (гидротрансформатор, как и на АКПП), многодисковое мокрого типа, электромагнитное, центробежное. Главным недостатком можно назвать отсутствие задней передачи. Вернее, она есть, потому что на авто с вариатором вы сможете без проблем сдавать назад. Но для этого пришлось сильно усложнить конструкцию, что естественным образом отображается на общей стоимости.
Преимущества и недостатки вариаторной трансмиссии
Трансмиссию CVT сегодня устанавливают на многие модели авто среднеценового сегмента и Премиум-класса, поскольку она обладает целым рядом преимуществ:
- улучшение динамики за счет плавного разгона без необходимости переключать передачи;
- сохранение ресурса двигателя, так как CPU подбирает оптимальные режимы работы трансмиссии под обороты коленвала;
- явная экономия топлива;
- отсутствие пробуксовок, безопасный старт на льду, уверенный старт под горку;
- идеальное сцепление с дорожным покрытием при разгоне.
Конечно же, автомобилисты отмечают простоту управления — всего две педали, не нужно постоянно выжимать сцепление. Машины с вариатором практически бесшумные и относятся к наиболее экологически чистым.
Тем не менее существует и целый ряд негативных сторон:
- вариатор не устанавливают на мощные внедорожники и спорткары, максимальная мощность двигателя не превышает 200-220 л.с.;
- повышенные расходы на обслуживание и ремонт, замена ремня, к примеру, обойдется очень недешево;
- вариаторная коробка не терпит агрессивного стиля вождения, вряд ли она подойдет и для езды по пересеченной местности;
- водителю необходимо неустанно следить за уровнем масла в коробке и менять его каждые 20 тыс. км., причем трансмиссионная жидкость должна быть качественной и глубокой очистки;
- выход из строя хотя бы одного из многочисленных датчиков приводит к постоянным ошибкам компьютера.
При условии правильной эксплуатации ресурса вариатора хватит на 150-200 тысяч километров.
Как правильно ездить на вариаторе?
Чтобы ваша CVT прослужила максимально долго, следует придерживаться следующих рекомендаций:
- избегайте резких стартов;
- буксировка лишь при полной или частичной погрузке ведущих колес на эвакуатор;
- проверяйте температурные режимы — детали очень чувствительны к перепадам температур, поэтому нужно регулярно проверять систему охлаждения;
- избегайте поездок по бездорожью — любые удары колесами и наезды на дорожные кочки плохо влияют на работу бесступенчатой трансмиссии;
- пробуксовки в зимнее время тоже крайне нежелательны, так как ремень может проскальзывать на шкивах, из-за чего образуются задиры.
Портал Vodi.su напоминает, эта коробка передач создана для спокойной и аккуратной езды. Хотя сегодня вариаторы ставят и на спорткары, например на Subaru WRX, но это скорее исключение из общего правила.
vodi.su
Что это такое. Принцип работы. Топ 3.. вида вариаторов
Конструкцией вариатора предусмотрена плавная передача крутящего момента от двигателя на колеса автомобиля. Что такое вариатор и основное отличие вариаторной коробки от других аналогов – отсутствие передач. Передаточные отношения здесь меняются как в автоматическом, так и в ручном режиме. Вариатор – это упрощенное название автоматической коробки передач вариаторного типа. Еще ее обозначают латинскими литерами CVT, расшифровка — Continuously Variable Transmission, дословный перевод – трансмиссия бесступенчатая.
Как работает вариатор
Автомобили, оборудованные вариаторной трансмиссией, внешне очень похожи на машины с коробкой автомат. Что такое вариатор на автомобиле? По аналогии с другими трансмиссиями, в конструкцию коробки передач CVT тоже входят две педали, селектор переключения режимов. Режимы вариатора имеют те же обозначения:
- Р – паркинг.
- R – реверс.
- N – нормаль.
- D – драйв.
На первый взгляд устройство трансмиссий совпадает. Однако, принцип работы вариатора CVT отличается от традиционной АКПП. Здесь полностью отсутствуют фиксированные передачи, нет нумерованных первой, второй и прочих скоростей. Коробка вариатор обладает огромным количеством передач, переход с одного режима на другой осуществляется совершенно незаметно и плавно. В процессе эксплуатации транспортного средства, оснащенного вариатором, водитель не ощущает рывков, толчков и пинаний. Независимо от того, трогается машина, разгоняется или тормозит, вариатор постепенно меняет передаточное отношение без резких движений, рывков.
Разновидности коробок-вариаторов
В зависимости от конструкции механизма и области применения, вариаторы CVT подразделяются на следующие виды:
- Клиноременной вариатор.
- Цепной.
- Тороидальный.
Самый распространенный вариант исполнения – клиноременной вариатор.
Немного теории:
чтобы понять принцип действия клиноременной передачи, рекомендуется представить два шкива сложной конструкции, взаимно отдаленные на небольшое расстояние;каждый шкив вариатора состоит из двух конусообразных дисков, верхушки которых сходятся и расходятся;оба шкива огибает специальный ремень.
Устройство вариаторной коробки передач
В состав каждого шкива входят по два конуса 20°, которые отцентрированы вершинами относительно друг друга. Клиновидный ремень вариатора входит в меж-конусное пространство. Свое название ремень получил, благодаря оригинальной форме сечения в виде буквы V. Такой профиль позволяет увеличить площадь контакта, силу трения между ремнем и шкивами вариатора.
Сближение конусов приводит к увеличению диаметра шкива. Соответственно, при их разведении – он уменьшается (эффект переменного рабочего диаметра шкива). Шкивы переменного диаметра расположены строго попарно. Один из них – ведущий (входной), он является продолжением коленчатого вала силового агрегата. Ведущий шкив вариатора передает вращение на второй (ведомый) шкив, элементы коробки передач, трансмиссию, колеса автомобиля.
Существует термин «радиус основного тона», он характеризует расстояние от ремня до центров клиновидных шкивов. Когда шкивы вариатора разведены и находятся максимально далеко друг от друга, этот параметр минимален. При максимальном сближении конусов ремень перемещается к наружному краю, увеличивая радиус. Отношение радиусов основного тона, ведущего и ведомого шкивов, регулируется специальным устройством бортового компьютера.
Интересно: Если на одном из шкивов вариатора увеличивается радиус охвата, на другом, он синхронно уменьшается. Благодаря данному эффекту, ремень находится постоянно в натянутом состоянии. При взаимном изменении радиусов создается бесконечное множество передаточных отношений – от минимального до максимально высокого. Например, если радиус основного тона на ведущем шкиве очень маленький, на ведущем он приближается к максимуму. При этом скорость вращения выходного вала низкая, что соответствует пониженной передаче автомобиля. Для увеличения скорости машины достаточно сблизить конусы ведущего шкива вариатора.
Изменяя радиусы охвата на ведущем и ведомом шкивах, можно получить бесконечное множество значений передаточного числа вариатора. В коробке передач CVT шкивы, размещенные на ведущем и ведомом валах, оборудованы специальным гидроприводом, при помощи которого конусообразные половинки синхронно сдвигаются/раздвигаются. При этом передаточное число вариатора изменяется в широких диапазонах.
Чтобы обеспечить движение автомобиля в режиме заднего хода, в конструкцию коробки вариатор включен набор шестерен (планетарный механизм). При помощи включения зубчатых зацеплений в заданном порядке, выходной вал вариатора может изменять направление вращения.
Помимо трех основных компонентов, описанных выше, в состав системы электронного управления вариатора также входят различные датчики, микропроцессоры. Бортовой компьютер, встроенный в трансмиссию, управляет положением конусообразных шкивов вариатора, исходя из нагрузок и скорости передвижения транспортного средства.
Устройство клиновидного ремня
Ремень в клиноременном вариаторе CVT отличается сложным устройством. Благодаря использованию новейших материалов, ремни вариаторов очень надежны и эффективны. Вместо цепей и резиновых ремней, огибающих шкивы, в коробках вариатор применяются гибкие металлические ремни клиновидной формы (наборные металлические ленты).
Схема устройства металлического ремня вариатора:
Основой высокопрочного ремня вариатора служат тонкие полоски упругой стали (количество полос равно 9 – 15 штук), которые скреплены при помощи пластин сложной формы. Эти детали имеют форму трапеции, они плотно нанизаны на стальные ленты. Материал изготовления скрепляющих пластин – углеродистая легированная сталь высокой прочности.
Основные преимущества клиновидных стальных ремней:
- Сверхвысокая прочность ремня вариатора.
- Отсутствие эффекта проскальзывания.
- Повышенная жесткость изделия при передаче усилий на сжатие (толкающий ремень).
- Способность передавать максимальный крутящий момент от силового агрегата на ходовую часть.
- При работе вариатора ремень не издает много шума.
Общий вид клиновидного ремня CVT:
Образец цепи, установленной в вариаторе авто фирмы АУДИ:
Клиновой ремень вариатора Audi изготовлен в виде широкой цепи, состоящей из отдельных стальных пластин.
Интересно: Для технического обслуживания клиновидной цепи вариатора используется специальный масляный состав. Смазочная жидкость способна изменять свои характеристики под воздействием повышенного давления в местах контакта пластин с поверхностью шкива. В результате чего, цепь вариатора CVT передает заданные усилия без проскальзывания и трения даже в условиях маленькой площади контакта.
Особенности управления коробкой вариатором
Когда автомобиль, оснащенный стандартной коробкой автомат, набирает скорость, приходится раскручивать обороты двигателя перед включением каждой передачи. Автомобиль с вариатором разгоняется при постоянных оборотах силового агрегата. На основании программы управления, выбранной водителем, вариатор самостоятельно изменяет передаточное число трансмиссии.
При подъемах на возвышенность, преодолениях преград или торможениях водитель нажимает на педаль газа, а вариатор автоматически снижает передачу. В это время диски шкивов синхронно передвигаются (сходятся/расходятся), занимают заданное положение, чтобы обеспечить требуемую величину момента кручения выходного вала вариатора.
При помощи электроники, коробка вариатор CVT может резко переключаться, например, перескакивая с виртуальной шестой на восьмую передачу. Или, по желанию водителя, можно постепенно переходить на следующий режим с имитацией последовательного переключения.
Где применяются вариаторы CVT
Благодаря простоте конструкции и комфортности управления, коробки передач вариаторного типа устанавливаются на автомобилях известных производителей: AUDI, INFINITY, NISSAN и др.
Вариаторы также нашли широкое применение в следующих механизмах и технических устройствах:
- Сверлильные станки.
- Тракторы и прочие сельхоз машины.
- Мотороллеры.
- Снегоходы.
Коробка вариатор, плюсы и минусы
При сравнении КПП вариаторного типа с классической коробкой автомат, выясняется, что АКПП состоит из многочисленных шестерен, валов, синхронизаторов, муфт, тормозов, гидравлической системы, плиты с масляными каналами и пр. Вариатор отличается простотой конструкции. В его состав входят только три основных компонента: ведущий и ведомый шкивы, а также приводной ремень.
Коробки вариаторы набирают популярность среди автопроизводителей и владельцев автомобилей, благодаря большому количеству достоинств:
- Возможность набирать и снижать скорость без переключения режимов.
- Плавность передвижения автомобиля при изменении скоростей вариатора.
- Стабильность показателей мощности, вне зависимости от скорости машины.
- Существенная экономия топлива.
- Чуткая реакция электронной системы вариатора на изменения характера дороги (движение по скользкой дороге, на подъем, под уклон).
- Отсутствие вынужденного замедления (авто не снижает скорость даже при преодолении подъемов).
- Минимальные потери мощности вариатора, в сравнении с АКПП.
- Отличная динамика разгона.
- Стабильность оборотов двигателя.
- Меньшие выбросы вредных веществ.
- Простота устройства, минимальное количество рабочих элементов.
Благодаря сравнительно небольшому количеству составляющих, вариатор имеет намного меньший вес, чем аналогичная коробка автомат.
Вариаторы обладают простой конструкцией, но это не исключает необходимости регулярного технического обслуживания. Больше всего хлопот и неприятностей доставляет ремень вариатора CVT. Кроме компьютерной диагностики, здесь требуется производить замену клиновидных или цепных ремней после каждого пробега, равного 50 – 60 000 км. Бывают случаи, когда ремень вариатора нужно менять намного раньше. Все зависит от марки машины, модели вариатора, условий эксплуатации автомобиля.
Наряду с очевидными преимуществами, коробка вариатор обладает определенными недостатками:
- Вариатор плохо переносит усиленные нагрузки.
- Его редко устанавливают на внедорожники, которые эксплуатируются на тяжелых трассах.
- Сравнительно небольшой срок эксплуатации.
- Трудно найти квалифицированного специалиста по ремонту и восстановлению работоспособности вариаторов.
- В мастерских автосервиса часто предлагают полностью заменить поломанный вариатор на новый дорогостоящий механизм. Стоимость нового вариатора составляет более 30% от общей цены на автомобиль.
Внимание: Многие водители отмечают в поведении вариатора некоторую медлительность при переключении передач – эффект задумчивости. Не всех автовладельцев удовлетворяет задержка в одну-две секунды.
Устройство тороидального вариатора
В отличие клиноременной конструкции, вариатор тороидального типа состоит из двух дисков, выполненных в виде вогнутых криволинейных поверхностей. Вращение от ведущего элемента на ведомый передается при помощи специального ролика скользящего действия. При его наклоне и перемещении к наружному диаметру ведомого диска происходит увеличение передаточного числа. Соответственно, при наклоне ролика в противоположную сторону и смещении к центру диска, передаточное отношение вариатора снижается.
Схема устройства и принципа действия тороидального вариатора:
Основные требования к тороидальным вариаторам: высокий коэффициент полезного действия, длительный срок эксплуатации. Чтобы обеспечить выполнение поставленных задач, при изготовлении элементов вариатора используются дорогостоящие материалы, современные технологии.
Тороидальные вариаторы отличаются относительной простотой, однако, такие вариаторы редко применяются в современном автопроизводстве. Это объясняется следующими факторами:
- повышенная требовательность к точности изготовления рабочих элементов;
- прочности поверхностного слоя сопрягаемых дисков и роликов;
- использование дорогих технологий при изготовлении узлов и деталей;
- сложность настроек;
- высокая стоимость специальных смазочных материалов.
Как работает тороидальный вариатор
Глядя на схему тороидального устройства, может показаться, что оно не относится к механизмам вариаторного типа. Здесь отсутствует ременная передача, шкивы не перемещаются относительно друг друга (не сходятся и не расходятся), валы стоят неподвижно. Но, если проанализировать принцип действия данного механизма, получается, что он очень похож на классический вариатор:
- Ведущий диск вариатора прочно сидит на выходном валу двигателя внутреннего сгорания.
- Ведомый – передает вращение на приводной вал главной передачи.
- Ролики передают момент вращения от силового агрегата на ведомый диск.
- Передаточное число изменяется, в зависимости от угла наклона роликов и места контакта с дисками.
Благодаря двум степеням свободы, ролики вариатора могут крутиться вокруг своей оси, а также совершать наклоны в вертикальном направлении. В результате происходит их контакт с дисками на различных уровнях.
motoran.ru
принцип работы, отзывы владельцев о плюсах и минусах вариатора
При покупке автомобиля (особенно нового) перед многими автолюбителями встает вопрос о выборе коробки передач. И если с двигателями все более-менее понятно (дизель или бензин), то выбор трансмиссий просто огромен. Это механика, автомат, типтроник и робот. Каждая из них по-своему работает и имеет свои конструктивные особенности. Необходимо отметить, что вариаторная коробка передач стоит на втором месте по распространению после АКПП. Такая трансмиссия часто встречается как на азиатских, так и на европейских авто. В сегодняшней статье мы рассмотрим, какие получает вариаторная коробка передач отзывы владельцев, как она работает, в чем ее особенности и подводные камни.
Стоит отметить, что вариатор на российском рынке появился относительно недавно. И если об автомате знают многие, то минусы и плюсы коробки CVT известны далеко не каждому. Но не стоит так бояться вариатора. Это довольно технологичная трансмиссия – говорят отзывы.
Характеристика
Итак, что значит вариаторная коробка передач CVT? Это один из видов автомобильных трансмиссий, задача которого состоит в плавной передаче крутящего момента от маховика к приводным механизмам (и, как следствие, колесам) автомобиля. Переключения передач как такового здесь нет. Поэтому вариаторная коробка передач также известна как бесступенчатая. Данная КПП обеспечивает изменение передаточного числа в заданном компьютером диапазоне. Величина крутящего момента зависит от силы нажатия на педаль акселератора.
Благодаря особой конструкции, такая коробка способна максимально эффективно использовать мощность ДВС за счет оптимального согласования нагрузки на авто с частотой вращения коленвала. Таким образом достигается высокая топливная экономичность. Также среди особенностей стоит отметить плавное изменение крутящего момента. То бишь машина набирает скорость без каких-либо толчков и рывков. Это положительно сказывается на плавности хода.
Но стоит отметить, что на CVT наложены ограничения по мощности. Ввиду этого такая коробка используется только на легковых автомобилях и кроссоверах. Яркий тому пример - вариаторная коробка передач «Ниссана Икс-Трейла». На микроавтобусах и машинах с большой грузоподъемностью данная трансмиссия не используется.
Типы
На сегодняшний день существует несколько видов CVT:
- С клиноременной (иногда клиноцепной) передачей.
- Тороидный тип.
В 90 процентах на автомобилях применяется CVT первой категории. Устройство и принцип работы обеих типов КПП мы будем рассматривать ниже. Кстати, первая клиноременная вариаторная коробка передач появилась на легковом авто «Даф» в конце 50-х годов. Затем подобную коробку начали ставить на «Форд» и «Фиат». Сейчас же CVT есть в списке коробок у каждого мирового производителя:
- "Мерседес-Бенц".
- "Тойота".
- "Ауди".
- "Субару".
- "Хонда".
- "Опель".
- "Мицубиси".
- "Крайслер".
- "Дожд".
Что касается тороидных вариаторных коробок передач, они используются на "Ниссанах". Как отмечают отзывы, эта КПП довольно дорогостоящая в обслуживании.
Устройство
Конструкция CVT предполагает наличие следующих компонентов:
- Механизма, что обеспечивает передачу крутящего момента и разъединение КПП от ДВС.
- Вариаторной передачи.
- Электронной системы управления.
- Механизма, который обеспечивает движение автомобиля задним ходом.
Все эти компоненты заключены в единый металлический корпус. Устанавливается данная КПП так же, как и обычная коробка – за маховиком двигателя. Чтобы осуществить передачу крутящего момента и разъединить трансмиссию, в конструкции может использоваться один из трех видов сцепления:
- Автоматическое центробежное сцепление.
- Гидротрансформатор.
- Многодисковое сцепление мокрого типа с электронным управлением.
Самый популярный на сегодня тип – это гидротрансформатор. Данный механизм обеспечивает плавную передачу крутящего момента. К тому же вариаторы с ГТФ отличаются высоким ресурсом относительно других CVT – говорят отзывы.
Ременная передача
Это основной элемент, благодаря которому работает вариатор. CVT клиноременного типа может состоять из одного или двух ремней. С ними взаимодействует специальный шкив. Он образует два диска конической формы. Эти диски могут раздвигаться и сдвигаться автоматически. Так обеспечивается корректировка диаметра шкива. Чтобы уменьшить расстояние между ними, используется усилие пружин, гидравлическое давление и центробежная сила. Как правило, угол наклона дисков составляет 20 градусов. Так обеспечивается работа ремня с наименьшим сопротивлением по поверхности шкива.
Стоит отметить, что первые вариаторы с такой передачей имели низкий ресурс в 50 тысяч километров. Также у них была малая гибкость (минимальный радиус – 90 миллиметров) и недостаточный диапазон регулирования. Сейчас в современных CVT применяется металлический гибкий ремень, который делается из десяти полос стали, что связаны между собой фасонными частями в форме бабочек. Крутящий момент передается благодаря силе трения, что возникает между боковой поверхностью ремня и шкивом. Такая конструкция отличается высокой прочностью и гибкостью. Минимальный радиус изгиба составляет 30 миллиметров. При этом такие коробки вовсе не издают шума, как отмечают отзывы.
Клиноцепная CVT
На вариативных коробках от "Ауди" и "Субару" используется металлическая цепь. Именно она является основным приводным элементом и выполняется функцию ремня. Цепь являет собой несколько пластин, что соединены между собой осями. Радиус изгиба у них составляет 25 миллиметров. В данной конструкции крутящий момент передается при точечном контакте с коническими дисками торцевой поверхности цепи. Кстати, сами диски очень прочные и изготовлены их подшипниковой стали. Как показывает практика, клиноцепной вариатор обеспечивает наивысший КПД с наименьшими потерями.
Задняя передача
В силу конструктивных особенностей, данная коробка не может обеспечить реверсивный ход. И неважно, какой привод используется – ремень или цепь. Поэтому чтобы такой автомобиль мог иметь заднюю передачу, в конструкции используется планетарный редуктор. Он работает по принципу редуктора в АКПП.
Система управления CVT также включает в себя рычаг селектора. Он находится в салоне, и именно им водитель выбирает нужные режимы работы трансмиссии.
Принцип работы вариаторной коробки передач
Как мы уже сказали ранее, крутящий момент передается при помощи передачи цепной либо ременной. Как работает вариаторная коробка передач? Принцип действия трансмиссии CVT заключается в изменении диаметра дисков в зависимости от загруженности двигателя. В начале движения ведущий шкив имеет самый маленький диаметр. В таком случае диски разжаты по максимуму. Ведомый шкив при этом имеет самый большой диаметр. С ростом скорости и числа оборотов, электроника будет менять положение шкивов относительно друг друга. Так, диаметр ведомого диска уменьшается, а ведущего – увеличивается. Это позволяет снизить передаточное число. Таким образом, машина набирает большую скорость. В ходе разгона вариатор поддерживает оптимальное число оборотов ДВС (в районе трех тысяч). Это необходимо для эффективного разгона не в ущерб топливной экономичности.
О коробке "Ниссан"
На этих авто, как было замечено выше, используется тороидная вариативная трансмиссия. Как она устроена? Такая коробка включает в себя два вала со сферической поверхностью. Между последними зажаты специальные ролики. Принцип действия такой коробки весьма простой. Он заключается в изменении положения роликов относительно друг друга в тороидной поверхности. Передача крутящего момента осуществляется за счет сил трения между роликами и рабочей поверхностью колес.
Целесообразно ли использовать вариаторную коробку передач? Плюсы и минусы перечислим далее.
Преимущества
Основной плюс CVT-коробки в динамике разгона. Ведь электроника сама подбирает оптимальный крутящий момент и передаточное число. Автомобиль с вариатором отличается неплохими скоростными характеристиками. Также среди преимуществ вариаторной коробки передач отзывы отмечают низкий расход топлива. Он находится на уровне механики, притом что вся система работает как автомат. Еще одно преимущество, которое отмечают отзывы – это плавность хода. Поскольку в конструкции нет передач, рывки и толчки полностью исключены при разгоне. Еще один плюс – высокий КПД. Он на 10 процентов больше, чем у классической автоматической КПП.
Проблемы и подводные камни
Среди проблем, что возникают при эксплуатации данной коробки, отзывы отмечают высокие требования к обслуживанию. Каждые 60 тысяч километров необходимо менять в этой трансмиссии масло. Причем использовать только оригинал, так как некачественный аналог может повлиять на ресурс механизмов. С годами в коробке забивается гидравлический блок. Ввиду этого насос не может создать нормальное давление масла в системе. Как следствие – пробуксовка валов. Последние не могут нормально разжать/зажать ременную или цепную передачу. А при пробуксовке, элемент привода существенно греется и изнашивается. При высокой нагрузке ремень и вовсе может порваться – говорят отзывы. В результате потребуется дорогостоящий ремонт коробки. Также могут задираться зеркала валов. Это тоже негативно влияет на действие приводного элемента. Еще один минус – наличие множества электронных систем. В случае выхода какого-либо блока, нужно полностью диагностировать трансмиссию. Найти толкового мастера, который разбивается в вариаторе, довольно трудно (пока в России эти коробки мало распространены). Приходится ехать к дилеру и платить неимоверные суммы.
Ну а самый существенный недостаток – это ресурс трансмиссии. Если обычная АКПП без проблем ходит по 300 (а старые 4-ступенчатые модели и того больше) километров, то вариатор выхаживает в два раза меньше. И это при условии своевременной замены масел.
Что лучше: автомат или вариаторная коробка передач?
Вот что говорят специалисты по этому поводу. Если автомобиль новый и на гарантии, можно смело брать его с вариативной коробкой передач. Обычно гарантия заканчивается на 100-150 тысячах. То бишь в случае внеплановых неисправностей вы всегда сможете бесплатно устранить проблему. Но если вы покупаете автомобиль на вторичном рынке, стоит обращать внимание на автоматические коробки передач.
Как правило, на «вторичке» продаются авто уже с изрядно «уставшими» вариаторам и брать их попросту накладно. АКПП имеет большой ресурс, а в случае необходимости ремонта, его всегда можно осуществить в любой мастерской. Стоимость работ однозначно будет ниже по сравнению с вариатором, причем в несколько раз.
Заключение
Итак, мы рассмотрели, какие имеет вариаторная коробка передач плюсы и минусы, а также как она устроена. Трансмиссия CVT – более технологична по сравнению с АКПП. Однако внедрение новых технологий существенно отразилось на стоимости содержания коробки и ее ресурсе. Поэтому не всегда есть смысл брать авто с такой трансмиссией. В случае поломки, придется потратить не менее ста тысяч рублей на ее восстановление. Даже самый убитый автомат можно вернуть в жизнь максимум за 60-70 тысяч. И прослужит он затем еще минимум 200-300 тысяч километров - говорят владельцы.
fb.ru
Что такое вариатор: изучаем вместе
Для каждого вида коробки передач характерны свои особенные отличия. Самым простым вариантом является механическая коробка передач.
Самая простая коробка — это механическая, она имеет семьскоростей. Автоматика — не более десяти, хотя работают уже и над одиннадцатиступенчатой, а коробка-вариатор лишена фиксированных передач, её можно по праву назвать бесступенчатой. Передача крутящего момента от двигателя к колёсам осуществляется очень плавно.
Вариатор уже давно, до того как устанавливать на автомобили, использовали на мотоциклах. В машинах же известных брендов вариаторная коробка стала использоваться совершенно недавно. Вариатор, как плавная бесступенчатая новинка полюбился сегодня автомобильным пользователям, но в то же время получает и некоторые нарекания разочарованных владельцев, которых не так много, впрочем, но всё же они есть.
Повторимся, нет ничего идеального даже в природе. И факт остаётся фактом даже не обращая внимания на то, что разработки вариатора велись достаточно давно, сегодня эта система пока ещё достаточно «сыровата» и до конца толком не доработана даже самыми известными автомобильными брендами.
Принцип работы
В зависимости от конструктивных различий и устройства вариаторные коробки передач можно разделить на несколько типов: тороидальные, клиноременные, цепные и другие приводы. Наиболее распространённым типом вариаторной коробки передач является клиноременной на основе шкивов с переменным диаметром. О таком вариаторе и пойдёт далее речь.
Для того, чтобы понять устройство вариатора, представим две идентичные трубки, которые находятся на небольшом расстоянии параллельно друг напротив друга. Когда их стянем резинкой и начнём крутить какую-либо из них, то вращение придастся и второй, причём с той же скоростью, что и первой. Но если одну трубку заменить на другую большего диаметра, то скорость их вращения относительно друг друга будет другой: скорость вращения большей трубки будет существенно ниже чем у параллельной меньшего диаметра.
Принцип работы вариаторной коробки идентичен, только цилиндры имеют постоянно изменяющийся диаметр. В состав вариатора входит шкивы конусовидной формы, которые направлены друг к другу вершинами, а между ними зажат ремень специальной клиновидной формы.
Конусы, попарно двигаясь друг к другу и обратно, изменяют диаметр рабочей поверхности шкивов. При раздвижении конусов, ремень, что обращён рёбрами к ним, провалится в середину шкива и будет огибать его по радиусу меньшего размера. В случае движения конусов навстречу друг другу, огибание шкива ремнём будет происходить наоборот по большему радиусу.
Управление шкивами происходит под строгим контролем гидравлической системы, которая следит за синхронным сближением конусов одного шкива и расхождением в другом. Один шкив располагается на ведущем валу, который идёт от двигателя, а второй прикреплён к ведомому, который идёт уже к колёсам. Благодаря такому расположению шкивов, передаточное отношение налаживается в широчайшем диапазоне.
Что бы осуществить движение назад в автомобиле с вариатором, в нём находится специальный узел, меняющий направление вращения выходного вала. Таким узлом может служить планетарная передача.
История появления и внедрения в автомобили
Первейшим серийным автомобилем, оборудованным вариатором, можно считать по праву DAF 600. Автомобиль, который сошёл в первый раз с конвейера ещё в далёком 1958 году. Эта машина была достаточно не плохим вариантом для передвижения, но завоевать сердца автолюбителей так и не смогла и была снята с производства. Далее целых 13 лет не выпускались автомобили с вариаторной коробкой передач. И о чудо! В 1972 году свет увидел Volvo 343! Достойный автомобиль и очень прекрасный для своего времени с богатейшим оснащением. Но главным его недостатком оказался именно вариатор.
Вся проблема заключалась в бракованных клиновидных ремнях коробки с ограниченным ресурсом. Но выпуск модели компания сворачивать не собиралась и поэтому на конструкторов была возложена задача поиска альтернативы клиновидному ремню.
И в Volvo решение всё же было найдено братьями Ван Дорн. Они предложили идею использования ремня, состоящего из наборных пластин, которые бы толкали муфту вместо того, чтобы крутить её.Подобного решения не поддержала компания Audi. Её инженеры предложили попросту заменить ремень на цепь. Эти наработки были использованы уже в автомобиле AUDI A6.
А теперь хотим предложить Вам краткую хронологию инновационного развития вариатора:
1490 год – гений эпохи возрождения Леонардо да Винчи опубликовал свои наработки бесступенчатой трансмиссии. Конечно в то время автомобилей не было и в помине, но всё же. 1886 год –подача первого патента на тороидальную CVT.
1935 год - Dodgeпатентует тороидальный вариатор в США.
1939 год – свет увидела коробка автомат, в основе которой лежит планетарная система передач.
1958 год - Dafвыпускает первый серийный автомобиль, оснащённый вариаторной коробкой передач.
1972 год - Volvo 343 достаточно удачное серийное производство автомобилей с вариатором.
1989 год - SubaruJusty GL –первое полноценное производство автомобилей на вариаторе в Америке.
2002 – дебют Saturn на коробке вариатор.
2002 – Ваз 2112 оснастили вариатором на замену механике.
2014 – рынок автомобилей на CVT приближается в количественном соотношении к автомобилям на автомате.
Отличие вариатора от других видов трансмиссий
Механическая коробка
Начнём с самой популярной трансмиссии, то есть механической. Возраст этого ветерана насчитывает уже более века. Но за этот период она изменялась множество раз, дойдя до сегодняшнего времени в лучшем её проявлении.
Коробка вместе с двигателем расположены под капотом автомобиля, а между ними находится узел сцепления. При выжимании водителем педали сцепления, происходит механическое разъединение двигателя и коробки передач, в этот момент и выбирается необходимая для включения передача. Рекомендовано производить «разъединение» МКПП и мотора также во время торможения и при парковании.
Расположение двигателя в автомобилях с задним приводом – продольное. МКПП в таком случае состоит из трёх валов: ведущего, промежуточного и ведомого. Автомобили с передним приводом оснащаются поперечным расположением двигателя, а коробка в свою очередь имеет только два вала: входящий и выходящий. Это и приводит к различной работе трансмиссии, но это не влияет на функции, они остаются неизменными.
Коробка автомат
Переключение передач в классическом автомате контролируется гидроблоком, которым в современных автомобилях управляет электроника. Поэтому при помощи АКПП можно использовать различные режимы езды: экономичный, обычный и спортивный. В более «навороченных» автоматических коробках бывает ещё полно всевозможных режимов, которые так и остаются не познанными автомобилистами.
Классические автоматы отличаются хорошей надёжностью настолько, что выдерживают пробег в 400 тысяч километров без особых вмешательств в конструкцию коробки. Главное аккуратно эксплуатировать коробку и не «жечь» её на резких стартах со светофоров, а также вовремя заливать в агрегат качественное масло. Многие современные АКПП позволяют переключать передачи в ручном режиме.
Роботизированная коробка передач («робот»)
Коробка «робот» - это механическая коробка, в которой передачи переключаются электроникой. Как и в случае с автоматом, в автомобиле с роботом присутствуют две педали, но присутствует сцепление, но в отличии от АКПП, гидротрансформатора здесь нет.
Робот характерен наличием существенных толчков при переключениях передач, особенно на малых скоростях, в отличие от АКПП и тем более вариатора, который плавнее чем все остальные коробки. Достаточно недавно в продажу стали поступать автомобили, оснащённые роботизированной коробкой с двумя сцеплениями. Одно из сцеплений отвечает за переключение чётных передач, второе – нечётных.
В данном случае передачи переключаются за доли секунды, что разительно отличает эту коробку от обычного робота, в котором задержки могут достигать и трёх секунд. Данный тип трансмиссии впитал в себя экономичность и динамичность работы механики и удобство автомата.
Преимущества и недостатки
Вариатор обладает существенными преимуществами, что продвинуло эту бесступенчатую трансмиссию на уровень оснащения автомобилей на ровне с автоматом. Рассмотрим их:
- автомобиль на вариаторе разгоняется очень плавно, ибо эта коробка передач лишена каких-либо скачков и рывков в илу своей конструкции;
- разгон на вариаторе происходит быстрее, так как на переключение скоростей абсолютно не затрачивается время.
- автомобили с вариатором, в отличие от автомобилей с механической коробкой передач, плавно трогаются с места и не глохнут на светофорах или подъёмах;
- наличие всего двух педалей и лёгкость управления;
- даже разгоняясь, вариатор не производит много шума;
- вариатор более экономичен по расходу топлива нежели другие коробки передач. Это обусловлено его возможностью динамического разгона и плавного хода;
- вариатор – самая экологичная трансмиссия, так как не задымляет настолько сильно атмосферу, как его оппоненты МКПП и АКПП.
Но не всё так сладко, как может показаться. И вариатор может предоставить хлопоты водителям:
- машина на бесступенчатой трансмиссии не способна долгое время передвигаться на высоких оборотах; - вариатор очень требователен к замене масла, поэтому за этим следует тщательно приглядывать и менять его каждые 20-30 тысяч километров, как минимум;
- вариатор также требует заливать в него определённую жидкость для корректной работы ремня коробки. А найти её достаточно непросто и стоит она недёшево;
- грубая и небрежная эксплуатация вариатора ведёт к его быстрой поломке. Нельзя его насиловать так, как, допустим, механическую коробку передач;
- ремонт вариатора достаточно дорогостоящий и сложный;
- выход из строя хотя-бы одного малейшего датчика может пагубно отразиться на работе всего вариатора.
Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.
Была ли эта статья полезна?Да Нет
auto.today
Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла
Вариативная или бесступенчатая автоматическая коробка передач, еще недавно считавшаяся диковинкой, все чаще предлагается в современных модификациях моделей. Так, установка вариатора часто присутствует в новых автомобилях Ауди, Ниссан, Тойота, Хонда, Митсубиси и других ведущих автомобильных марок мира. Давайте рассмотрим, чем же хорош вариатор, каков принцип работы данного вида АКПП и каковы плюсы и минусы в сравнении с классическим автоматом.
Даже не будучи владельцем авто с вариативной коробкой, многие просматривая автомобильные издания или таблицы, в которых собраны технические характеристики, наверняка встречали слово вариатор. К автоматическим коробкам переключения передач все уже привыкли, а к механическим тем более. Вариатор же оказывается на слуху у большинства обывателей реже. Хотя он не является какой-то новой разработкой современных автокомпаний, а изобретен был еще несколько веков назад.
Самый первый вариатор придумал не кто иной, как Леонардо да Винчи в 1490 году, а патент на данный агрегат был выдан во второй половине ХIХ века. Стоит заметить, что способный ездить автомобиль с такой трансмиссией впервые появился только через пятьсот лет после ее изобретения – в 50-х годах ХХ века. Вариатор устанавливали на легковые машины марки DAF (тогда этот производитель еще занимался выпуском легковушек наряду с грузовиками). Впоследствии чем-то подобным оснащали и некоторые модели автомобилей Volvo, но широкого распространения такой вид АКПП не получил, в отличие от настоящего времени.
Устройство вариатора
Вариатор, или по-английски continuously variable transmission (CVT), внешне представляет собой ту же автоматическую коробку передач. С виду невозможно определить, что в машине установлен именно он, ведь рычаг его ничем не отличается от рычага обычной классической АКПП, даже режимы трансмиссии те же: P, R, N, D. Однако принцип работы вариатора совершенно другой, в нем нет привычного, фиксированного количества передач, таких как 1-я, 2-я и так далее. Передач в вариаторе огромное множество, они постоянно варьируются, отсюда и название самого устройства. Именно поэтому нет никаких толчков ни при трогании автомобиля с места, ни при переходах с одних оборотов на другие. Вариатор в процессе езды машины, по мере ее разгона и замедления, плавно и аккуратно меняет передаточное число.
Принцип работы вариатора
Среди вариаторов есть много типов, в зависимости от устройства. Это и цепные, клиноременные и тороидальные, но встречаются и другие виды привода. Самый распространенный среди них тип вариатора — клиноременный со шкивами переменного диаметра, о котором и пойдет речь далее.
Чтобы было немного понятнее, как устроен такой вариатор, можно представить себе две одинаковые трубки, расположенные параллельно и недалеко друг от друга. Если стянуть их резинкой и начать крутить одну из них, то сразу будет раскручиваться и другая, причем скорость их будет одинаковая. Однако если трубки будут разного диаметра, то соотношение скоростей будет совсем другое – более широкая трубка будет крутиться медленнее.
Принцип работы вариатора такой же, только диаметр таких вот цилиндров у него постоянно изменяется. Он состоит из двух шкивов, каждый из которых представляет собой пару конусов, расположенных вершинами друг к другу. Между этими шкивами зажат специальный клиновый ремень.Каждая пара конусов, двигаясь в направлении друг к другу и обратно, изменяет рабочий диаметр шкивов. Когда конусы будут раздвигаться, ремень, обращенный к ним ребрами, будет проваливаться в середину шкива и огибать его по меньшему радиусу. При движении конусов друг к другу радиус получится, наоборот, больший.Управляет шкивами обычно гидравлическая система, которая строго синхронизирует сближение конусов одного шкива и расхождение конусов другого. Один из шкивов расположен на ведущем валу, идущем от двигателя, а второй – на ведомом, идущем к колесам. Благодаря этому возможно наладить изменение передаточного отношения в очень широком диапазоне.Для обеспечения возможности совершения автомобилем заднего хода в коробке-вариаторе предусмотрен специальный узел, который меняет направление вращения выходного вала. Этим узлом может являться, например, планетарная передача.
Ремень вариатора
Особого внимания требует вопрос о том, какой же ремень используется в вариаторе. Потому что обычный текстильный прорезиненный ремень, используемый для привода генератора или кондиционера и прочем подобном оборудовании, здесь не подойдет, так как его ресурс будет очень маленьким — он скоро износится. Клиноременные вариаторы имеют ремни с весьма сложным строением.В качестве ремня может быть использована лента из стали со специальным покрытием либо совокупность стальных лент (тросов) со сложным сечением, с нанизанным на них множеством тонких стальных пластинок в форме трапеции. Края этих пластинок соприкасаются со шкивами. Стоит отметить, что именно такое устройство позволяет ремню иметь толкающие свойства, способность передавать мощность не только той своей частью, которая бежит к ведущему валу, но и обратной. В этой ситуации обычный ремень просто бы сложился, попытавшись передать сжимающее усилие, а стальной, наоборот, становится более жестким.Также выступать в роли ремня вариатора может и широкая стальная цепь из пластин, своими краями контактирующая с конусами шкивов. Такой ремень, в частности, используется в вариаторах, устанавливаемых на автомобили Audi.
Смазка цепи осуществляется особой жидкостью, которая способна изменять свое фазовое состояние при сильном давлении на нее в месте, где она соприкасается со шкивом. Поэтому цепь способна передавать довольно большое усилие, почти не проскальзывая, хоть площадь контакта совсем небольшая.
Чем хорош вариатор
В зависимости от того, какая программа выбрана, вариатор будет самостоятельно менять при разгоне передаточное число. При езде на автомобиле с обычной коробкой осуществляется постепенное переключение передач и увеличение оборотов двигателя. А автомобиль с вариатором набирает скорость на неизменных оборотах, соответствующих максимальной величине крутящего момента. Изменяется при этом передаточное отношение.Тем, кто пересядет с машины, работающей с привычной коробкой передач, на авто с вариатором, будет наверняка некомфортно набирать разгон. Ведь, после нажатия водителем педели газа двигатель выходит сразу на высокие обороты, и в течение всего набора скорости продолжает оставаться на них, при этом двигатель работает на высоких оборотах, издавая довольно ощутимый рев. Зато темп разгона у таких автомобилей выше, чем у машин с традиционной АКПП, и это можно отнести в плюсы вариатора.Иногда настройки вариатора делают такими, что разгон с его помощью по ощущениям напоминает разгон с ростом оборотов двигателя. Конечно, когда автомобиль двигается в гору или замедляется, вариатор не останется на высокой передаче, даже если нажимать педаль газа. Его шкивы просто передвинутся назад для повышения выходного крутящего момента.На некоторых машинах существует возможность устанавливать режим с определенным количеством так называемых «виртуальных» передач, между которыми вариатор будет переключаться подобно классической АКПП. В таком случае можно переключать эти установленные передачи даже самостоятельно, как на коробке-автомат с наличием ручного последовательного режима.
Минусы вариатора
Несмотря на такое большое количество достоинств, вариатор не лишен и недостатков. Одна из проблем – неспособность работать с более современными мощными двигателями, поэтому вариаторы и начали распространяться преимущественно в автомобилях компактного и среднего класса.Однако нельзя не отметить, что создаются и такие вариаторы, которые способны на большее. Например, клиноременный вариатор с цепью Multitronic успешно работает на Audi A4 2.0 TFSI, мощность двигателя которого составляет 200 лс. А внедорожник Nissan Murano с двигателем V6 на 3,5 литра, развивающим 234 лс, оснащается клиноременным вариатором X-Tronic. Это чуть ли не самая крупная и тяжеловесная модель, на которую устанавливается вариатор. И при современном развитии технологий это, скорее всего, еще не предел.Еще одним недостатком вариаторов является их дорогостоящее обслуживание и ремонт, а также потребность в специальной трансмиссионной жидкости, которая тоже обходится недешево. Для работающего на ремне вариатора замена ремня требуется каждые 100-150 тысяч км пробега. Замена масла на вариаторе может производиться чуть реже, чем в коробках-автомат (раз в 40-50 тысяч км), но и стоит оно гораздо дороже.Несмотря на указанные минусы, вариаторы все-таки приобретают все большую популярность, причем стоимость их ниже, чем хороших автоматических коробок.Благодаря тому, что в вариаторе число передач не ограничено, двигатель получает возможность работать на самых благоприятных для него режимах, будь то необходимость сильного и резкого разгона или неспешность при спокойном движении. Поэтому модели, оснащенные бесступенчатыми автоматическими коробками передач, считаются высокоэкономичными и в то же время обладающими высокой динамикой.
Стоит также отметить, что в последние годы идет тенденция к увеличению количества передач в коробках-автомат. Новейшие модели автоматических трансмиссий для легковых автомобилей насчитывают уже 8 и даже 9 ступеней. Такие меры принимаются как раз для достижения максимально возможной топливной выгоды и динамики разгона. Не исключено, что в ближайшем будущем начнут появляться АКПП с десятью, а то и с двенадцатью ступенями. Но все же вариаторы уже давно занимают то место в автомобильном мире, куда обычным автоматическим коробкам передач с их планетарными передачами-переключателями не добраться никогда. Потому что количество передач, имеющихся у вариатора, сосчитать просто невозможно.
povozcar.ru
Что лучше автомат или вариатор?
Автоматическая коробка передач
Автоматическая трансмиссия стала массово устанавливаться на автомобили гораздо раньше вариаторной. В своем современном виде «автомат» появился в начале 1940 годов – первоначально на машинах Oldsmobile, а немного позже – на Cadillac и Pontiac. C тех времен базовая конструкция автоматической трансмиссии не изменилась: она по-прежнему состоит из гидротрансформатора и редуктора. Гидротрансформатор служит непосредственно для переключения передач, а редуктор содержит в себе все пары шестерен в постоянном зацеплении. Автоматические коробки передач, устанавливаемые на автомобили сегодня, могут иметь от четырех до восьми скоростей.
Преимущества АКПП
Автоматическая трансмиссия обладает такими преимуществами:- • Простота управления автомобилем. Водителю не нужно думать о переключении передач.
- • Надежность. Очень сложно сжечь сцепление (его функции выполняет гидротрансформатор), что нередко происходит при использовании «механики».
- • Положительное влияние на ресурс двигателя. «Автомат» переключает передачи, не раскручивая мотор до максимальных оборотов, что снижает его износ.
Недостатки АКПП
Есть у автоматической трансмиссии и недостатки, а именно:- • Сниженная динамика. В отличие от вариатора, АКПП демонстрирует не самую высокую динамику разгона, уступая по этому показателю в том числе и механической КПП.
- • Повышенный расход топлива. Двигатели в паре с «автоматом» расходуют больше топлива, чем аналогичные моторы с вариатором или «механикой». В среднем разница составляет 1-2 литра на 100 км пробега.
- • Повышенный расход трансмиссионного масла. Автоматическая трансмиссия требует 8-10 литров масла против 5-8 литров у вариатора и 2-3 литров у механической КПП, при этом менять масло нужно чаще.
Вариатор
Вариатор был изобретен раньше автоматической трансмиссии, однако его широкое применение в автомобильной промышленности началось лишь сравнительно недавно. Основа конструкции вариатора – это два шкива (ведущий и ведомый), соединенные ремнем или цепями. Подобная трансмиссия лишена скоростей в традиционном понимании этого слова, а потому ее называют бесступенчатой (Continuously Variable Transmission, CVT). Изменение передаточного числа осуществляется путем сдвига раздвижных боковин шкива.
Преимущества вариатора
Чем же хорош вариатор в сравнении с другими типами трансмиссий? Среди преимуществ этого передаточного устройства следует в первую очередь выделить следующие:- • Хорошая динамика. Автомобиль, оснащенный вариатором, разгоняется быстрее такой же машины, но укомплектованной АКПП или «механикой».
- • Плавность хода. Отсутствие передач избавляет от рывков переключения.
- • Сниженный расход топлива. Автомобиль с вариатором расходует меньше топлива, чем модели с АКПП и МКПП.
Недостатки вариатора
Естественно, не лишен вариатор и недостатков, причем некоторые из них весьма существенны:- • Сложный и оттого достаточно дорогостоящий ремонт. В отличие от «автоматов», вариаторы распространены не особенно широко, поэтому меньше изучены специалистами автосервисов. Сегодня ремонтом и обслуживанием вариаторов занимаются в основном лишь официальные дилеры.
- • Необходимость замены ремня. Через каждые 100-150 тысяч километров требуется замена ремня между шкивами, что ведет к дополнительным расходам.
- • Требовательность к маслу. Для вариатора необходимо специальное масло, причем для каждой конкретной модели трансмиссии – свое. Стоимость такого масла довольно велика, при этом использование масла неподходящего типа может привести к поломке.
Заключение
Итак, что же все-таки лучше – вариатор или АКПП? Необходимо признать, что по своим техническим возможностям бесступенчатая трансмиссия опережает «автомат», однако это преимущество уравновешивается большей стоимостью обслуживания и ремонта вариатора. Таким образом, выбор конкретного типа трансмиссии в значительной степени зависит от финансовых возможностей покупателя и его готовности идти на дополнительные траты. Особенно критичен этот фактор при покупке подержанного автомобиля, ведь если в случае с новым авто от проблем на первых порах защитит гарантия, то ремонт старой машины автовладельцу придется оплачивать со своего кармана. Наши читатели рекомендуют!Для того, чтобы избавиться от постоянных штрафов с камер, многие наши читатели успешно используют Специальную Нано Пленку на номера. Легальный и 100% надежный способ защиты от штрафов. Ознокомившись и внимательно изучив данный метод мы решили предложить его и Вам.
Наши читатели рекомендуют!Для того, чтобы избавиться от постоянных штрафов с камер, многие наши читатели успешно используют Специальную Нано Пленку на номера. Легальный и 100% надежный способ защиты от штрафов. Ознокомившись и внимательно изучив данный метод мы решили предложить его и Вам.
 Я ездил на автомобилях с вариатором и АКПП и.. |
xn--2111-43da1a8c.xn--p1ai
