Что такое вариатор? Что такое вариатор
Что такое вариатор
Для многих понятие «вариатор» может оказаться новым. Если вы тоже не в курсе, что такое вариатор, то можно сказать, что это такая коробка передач автомобиля, у которой отсутствуют ступени, а работа осуществляется посредством плавного уменьшения или увеличения передаточного числа. Такая особенность дает возможность максимально рационально использовать мощность двигателя, снижая расход топлива, при этом обеспечивая более качественную динамику автомобиля.
Принципиальная схема этого устройства была придумана Леонардо да Винчи в далеком пятнадцатом веке, но только в середине прошлого века мир увидел первый автомобиль с таким видом трансмиссии. В то время она была применена всего на нескольких моделях, однако более широко стала использоваться только в наше время после внесения значительных изменений в ее конструкцию.
Итак, что такое вариатор? Он включает в свой состав такой набор элементов: механизм заднего хода, узел, предназначенный разъединять вариатор и двигатель, то есть ориентированный на обеспечение нейтрального положения, вариаторная передача и управляющая система.
В работе современных автомобилей может быть использован один из двух типов вариаторов: тороидный или клиноременной. В основу клиноременного заложено два шкива, находящихся на разных осях. Между собой они соединены при помощи клиновидного ремня. Каждый шкив оснащен двумя конусными дисками, обращенными своими конусообразными вершинами друг к другу.
Диаметр шкива меняется посредством изменения расстояния между дисками. Если диски полностью соединены, то оно будет максимальным, а при полном раздвижении – минимальным. Таким образом, получается, что при плавном изменении расстояний между дисками ремнем будет передаваться различное передаточное число на ведомый шкив.
Говоря о том, что такое вариатор, стоит рассказать и о втором его виде – тороидном. Он не предполагает наличие ремней или цепей. В тороидном вариаторе присутствуют два вала, размещенные на параллельных осях, при этом они обладают сферическими поверхностями. Крутящий момент передается благодаря роликам, которые зажаты между валами. Синхронная смена положения роликов позволяет изменять передаточное число. Тороидный вариатор применяется намного реже, что связано с его усложненным устройством.
Отличие вариатора от автомата: механизмы разъединения
Вариатор и мотор разъединяются при помощи нескольких типов механизмов. Важно помнить, что конструктивные особенности вариаторной коробки передач не позволяют осуществлять движение задним ходом. Именно поэтому ее обычно дополняют специальными механизмами, предназначенными обеспечивать реверсивное движение. Данная роль обычно отводится такому устройству, как планетарный редуктор.
Современные вариаторы используют электронную управляющую систему, чьей основной функцией является изменение диаметров шкивов соответственно тому, как происходит изменение в работе двигателя. Задачей электрики является также управление сцеплением и планетарным редуктором.
Если вас интересует вопрос, чем отличается вариатор от автомата, то тут можно сказать, что внешне между автомобилями с такими коробками передач нет никакой разницы. Есть две педали, а также селекторный переключатель. Но в случае наличия вариатора отсутствуют привычные фиксированные передачи, а также замедления и толчки, сопряженные с их переключением. Такой вид коробки передач плавно и уверенно разгоняет автомобиль, а дергания и толчки при этом полностью исключены. Современные производители избавились от этой проблемы посредством внедрения возможности выбора из определенного числа фиксированных положений передаточного числа. Сделано это специально для имитации классических передач.
Теперь вам известно, что такое вариатор.
fb.ru
Что такое вариатор?
Содержание статьи
Для того, чтобы понять, что такое вариатор и его место в современных механизмах, сначала дадим определение редуктору. Редуктор – это механизм, который передает и преобразует крутящий момент. Основными параметрами редуктора являются: КПД, передаточное число, максимальная передаваемая мощность.
Простейшим редуктором является механизм из двух сцепленных зубчатых колес, установленных на валах в общем корпусе, либо из двух шкивов, соединенных гибким ремнем. Редуктор передает вращение от одного механизма другому. Классический пример: передача вращения от двигателя к колесам.
Если редуктор имеет возможность ступенчатого переключения между разными передаточными числами, то его обычно называют коробкой переключения передач (КПП). По методу управления КПП бывают ручного переключения – механическая КПП (МКПП) и автоматического переключения (АКПП). АКПП в свою очередь могут подразделяться на разные подвиды.
Редуктор с плавным изменением передаточного числа называется вариатор (от латинского variator – «изменитель»). Его можно условно назвать КПП с бесконечным количеством ступеней переключения.
Современные вариаторы условно относят к АКПП с бесступенчатым переключением передач, хотя логичнее их выделить в отдельный вид.
На современной технике можно выделить 4 основных применяемых типов КПП:
- МКПП (механика)
- Гидравлическая АКПП (классический автомат)
- Роботизированная АКПП (робот)
- Вариатор (вариаторная АКПП)
На страницах нашего сайта мы будем рассматривать только вариаторные коробки передач.
История вариатора
Сам принцип вариатора был придуман еще Леонардо да Винчи в 1490 году, а первый патент на вариатор был выдан в конце 19 века.
Применение вариаторов на серийных автомобилях началось в 50-х годах 20 века – это были автомобили под маркой DAF.
Несколько десятилетий вариаторы не могли найти широкого распространения и применялись очень редко и, как правило, на автомобилях и мототехнике с небольшой мощностью двигателя из-за ограничений по передаче большого крутящего момента, а также на прочих механизмах, где альтернативы вариаторам не было.
Сегодня вариаторы переживают второе рождение. Новые материалы и технологии позволяют вариаторам достичь требуемого уровня надежности и снимают многие ограничения, которые не возможно было обойти раньше.
В будущем вариаторы, несомненно, смогут заметно потеснить так привычные нам механические и автоматические коробки передач. И это уже заметно прямо сейчас.
Типы вариаторов
Вариаторы по своему устройству делятся на несколько видов. Вот некоторые из них:
- Фрикционные вариаторы
- Лобовые
- Конусные
- Шаровые
- Многодисковые
- Тороидальные
- Волновые
- Дискошариковые
- Вариаторы зацепления
- Цепной
- Высокомоментный
В современной технике широкое применение нашли только: клиноременные, цепные, конусные и тороидальные вариаторы. Остальные типы вариаторов применяются достаточно редко.
Преимущества и недостатки
Основным преимуществом вариаторов по сравнению с другими коробками передач является плавность изменения передаточного отношения. Это позволяет двигателю всегда работать на оптимальных оборотах.
Из первого преимущества вытекает также экономичность по сравнению с классической АКПП.
Немаловажным фактором для комфортной езды является отсутствие типичных рывков переключения между передачами и отсутствие потерь времени на переключение.
Вариаторы, как правило, очень компактны – это еще один плюс в копилку этого типа коробки передач.
Из минусов вариатора можно отметить меньший по сравнению с другими КПП максимальный передаваемый момент и дороговизну обслуживания.
Первый недостаток накладывает ограничение для применения вариаторов на внедорожниках, хотя некоторые современные вариаторы «переваривают» уже мощность двигателя более 200 л.с.
А второй недостаток вытекает из-за сложности ремонта и настройки вариатора, а также из-за цены расходных материалов и запчастей.
Еще одним спорным недостатком считается низкая надежность вариатора по сравнению с классическими коробками.
Применение вариаторов
Где сегодня применяются вариаторы? Вариаторными механизмами сейчас оснащаются:
- Автомобили
- Мотоциклы
- Мотороллеры
- Скутеры
- Квадроциклы
- Гидроциклы
- Снегоходы
- Конвейеры
- Станки
- Мешалки
- Прочие механизмы
Альтернативы вариаторам
Вариатор не единственное решение для реализации бесступенчатой передачи. Альтернативными вариантами являются:
- Электрическая передача
- Гидрообъемная передача
- Гидродинамическая передача
- Комбинированная трансмиссия
Каждое из решений применимо в тех или иных случаях и заслуживает отдельного обсуждения вне рамок проекта «ПроВариаторы.ру».
А напоследок предлагаем вам посмотреть видео на тему «Что такое вариатор»:
А вот в этом видео очень наглядно как работает вариатор на примере мотоцикла:
provariatori.ru
Что такое вариатор и вариаторная коробка передач ? Что такое вариатор с ручным режимом ?
Что такое механическая коробка передач, знают все, к автомату тоже давно все привыкли (особенно американцы). А вот что такое вариатор – знают немногие. А ведь он далеко не новинка.
Принадлежит это изобретение не японцам и не американцам. 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 распространенное 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 выдает себя - педалей всего две и рычаг переключения режимов трансмиссии – P, R, N, D – такой же, как и у машины с традиционной АКПП. Все привычно. Но работает вариатор совершенно по-другому. В нем нет фиксированных первой, второй, десятой передач. И "переключение" между ними происходит плавно и незаметно.
Поэтому-то здесь нет толчков при трогании и "переключении". Вариатор непрерывно и плавно изменяет передаточное число по мере разгона или замедления автомобиля.
Вариаторы бывают нескольких типов: клиноременные со шкивами переменного диаметра, цепные, тороидальные…
Первый тип – самый распространенный. Посмотрим, как он устроен.
Рассмотрим пример: возьмем 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, обращенных острыми концами друг к другу. А между шкивами зажат клиновый ремень.
Например, при попытке заехать на холм и при замедлении авто, несмотря на нажатие педали газа, умный вариатор не оставит "включенной" высокую передачу. Шкивы для уверенного штурма высоты быстро передвинутся обратно – чтобы увеличить крутящий момент на выходе из коробки.
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.
Короче, 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.
Но прогресс идет. 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.
Можно возразить, что класс D – это еще не все. 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 все же вариаторы получают все 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.
automobile-live.com
