Принцип работы вариатора на автомобиле. Принцип работы вариатора на автомобиле
Принцип работы вариатора - основные нюансы + видео
Во время движения автомобиля до бесконечности велико возможное количество режимов. Из-за этого для обеспечения оптимальной работоспособности двигателя автомобиля необходимо и бесконечное количество различных ступеней в коробке переключения передач. А вариатор – единственный в наше время вид коробки переключения передач, который дает возможность бесступенчато менять отношение передаточного числа между трансмиссией и двигателем. Это в свою очередь означает, что для различных режимов работы авто подбирается самое эффективное значение отношений передаточного числа, а не как в любых других коробках передач – усредненное.
Последствием работы двигателя в постоянном режиме, находясь в точке оптимальных для его оборотов, является уменьшение токсичности газов выхлопа, повышенная экономичность топлива, а также улучшенная динамика при разгоне автомобиля. Вследствие плавного (а не ступенчатого) изменения передаточного отношения автомобили отличаются плавностью своего хода. А отсутствие рывков во время переключения трансмиссии намного увеличивает сроки службы ее узлов.
Положительные и отрицательные стороны вариатора.
В отличие от АКПП, вариатор наделен небольшим весом, достаточной надежностью и имеет простую конструкцию, но избавляет от ручного переключения, как и “автоматы”, рекомендую прочитать мою статью вариатор или автомат. Однако есть у данного устройства и свои минусы, главным из которых является то, что их работа производится за счет трения, из-за чего передается только определенный крутящий момент, и в случае его превышения начинается интенсивный износ и проскальзывание рабочих поверхностей, что предполагает невозможность использования его с мощным двигателем.
Настоящая стихия вариатора – это плавное и спокойное движение, поэтому он не любит в режимах максимальной нагрузки долго работать (обычно резкие торможения и рывки приводят к его скорейшему износу).
Принцип работы и устройство вариатора.
В технике часто используются узлы разного типа, но в автомобиле распространение получили лишь два вида вариаторов: тороидный и клиноременный. На их примере и рассмотрим принцип работы данного устройства.
1. Конструкция тороидного вариатора состоит из роликов и соосных дисков, которые от первого диска ко второму передают крутящий момент.
Для того чтобы изменить передаточное число, нужно поменять радиус и положение роликов, по которым происходит обкатка диска. А в связи с тем, что основное усилие сосредотачивается в пятне контакта, то для того, чтобы произвести поворот ролика, необходимо использовать специального устройства, которое может преодолеть прижимную силу диска к ролику. Например, в некоторых вариаторах используется гидравлически-прецизионный механизм, управляемый электроникой, которая перемещает вниз или вверх ролики на небольшое расстояние. Из-за данного сдвига и происходит самостоятельное поворачивание ролика.
2. Немного иначе устроен клиноременной вариатор, который состоит обычно из нескольких (как правило, двух) ременных передач, где образование шкивов происходит за счет конических дисков. При раздвигании и сдвигании этих дисков происходит изменение диаметра шкивов и, соответственно, передаточного числа.
Различные фирмы производители разработали различные конструкции вариаторов данного типа, к примеру, на место ремня ставят цепь или в большинстве случаев ремень, состоящий из металлических пластин, но в целом принцип работы у них идентичный.
Значит, для начала движения автомобиля с места применяется гидротрансформатор небольшого размера, который блокируется во время движения, и обычное сцепление. А электронная система, состоящая из блока управления, датчиков и сервопривода, осуществляет управление дисками самих шкивов.
Однако давайте вернемся немного назад и посмотрим, почему в данном вариаторе используется клиновидный ремень. В разрезе ремень имеет форму трапеции и боковыми поверхностями вклинивается в шкив. После износа его поверхностей он врезается в шкив глубже (благодаря его форме) и сцепка остается прежней.
В заключении хотелось бы подытожить: принцип работы вариатора в сравнении с автоматической коробкой переключения передач являются наиболее совершенным типом трансмиссии. Его совершенство заключается в меньшем топливном расходе, наиболее плавной езде, улучшенной динамике разгона. И одновременно с этим конструкция вариаторов намного проще относительно традиционных «автоматов». Скорее всего, что в ближайшее время автомобили укомплектованные вариаторами составят очень серьезную конкуренцию машинам с АКПП и потеснят автомобили с «механикой».
Видео
Рекомендую прочитать:
Что такое вариатор, его устройство и принцип работы
За время существования автомобильной промышленности инженерами было разработано несколько типов трансмиссии. Они имеют разную степень распространения, однако их разнообразие весьма широко. Одним из таких видов коробок передач является вариатор. Его установка в автомобили начала осуществляться с 70х-80х годов прошлого века. Активное применение данной трансмиссии происходит до сих пор. Сегодняшняя статья будет посвящена устройству вариаторных коробок передач, их разновидностям, а также описанию основных принципов работы.
Что такое вариатор?
Вариаторами называют бесступенчатую трансмиссию, имеющую внешнее управление, с возможностью равномерного автоматического изменения передаточного числа. Этот коэффициент выбирается на основании внешней нагрузки и количеству оборотов работающего двигателя, позволяя использовать его наиболее продуктивно. В обывательском смысле вариатор часто называется автоматической коробкой, однако его внутреннее устройство имеет значительные отличия от классических гидротрансформаторных трансмиссий (автоматов). Совершенно иной и принцип его работы.
Известно несколько вариаторных конструкций. Подробно останавливаться на них не станем, ограничившись описанием клиноременного и тороидного типов. Они являются наиболее распространенными и встречаются практически во всех современных автомашинах.
Устройство и принципы работы клиновидного вариатора
Основу вариатора, имеющего клиноременную конструкцию, составляют несколько (одна-две) ременных передач, шкивы которых являются коническими дисками. Ремень, соединяющий шкивы, в своем сечении имеет клиновидную форму. Установленные шкивы клиновидных вариаторов являются подвижными. За счет их сближения и отдаления можно изменить их вращательный диаметр, прямым образом повлияв на величину передаточного числа. Если шкивы сближаются, то происходит «выталкивание» приводного ремня на увеличенный радиус вращения, увеличивая коэффициент передаточного числа. При раздвижении шкивов ремень, наоборот, смещается ко внутренней части, начиная работать по уменьшенному радиусу. Во время такого вращения передаточное соотношение уменьшается.
Для осуществления старта движения авто, оснащенных клиновидным вариатором, используется либо обычное сцепление, либо гидротрансформатор. Сразу после начала поездки они автоматически отключаются.
Применение клиновидного ремня объясняется отличными способностями его сцепки со шкивами. Он контактирует лишь боковыми частями своей поверхности и при износе более глубоко «вклинивается», сохраняя превосходную сцепку.
За осуществление вращения ведущего шкива отвечает коленвал силового агрегата машины. Этот шкив устроен так, что под воздействием центробежной силы происходит сжатие его щек, сопровождающееся выталкиванием ремня от центра. Чем быстрее происходит вращение коленвала, тем на большее расстояние будет «вытолкнут» приводной ремень. Во время работы ведомого шкива осуществляется его разжимание, благодаря чему ременная передача смещается к центру. Чем выше обороты работающего мотора, тем сильнее происходит сжимание ведущего и разжимание ведомого шкивов.
Устройство и принципы работы тороидного вариатора
Основные положительные моменты использования и сфера применения вариаторов.
Несмотря на то, что внутреннее устройство вариатора достаточно простое, они практически не уступают по надежности классическим автоматическим коробкам. Основных слабых мест у вариаторов всего по одному: ремень у клиновидной разновидности и пятно взаимодействия дисков с роликами у тороидного. Производители постоянно совершенствуют эти части, применяя ультрасовременные композитные материалы, значительно продлевающих ресурс этих элементов.
Еще одним весомым «плюсом» является превосходная динамика разгона автомобилей с вариаторной трансмиссией, а также сниженный уровень топливного расхода. Конечно, с роботизированными коробками «тягаться» в этих номинациях вариатору не под силу, зато классические «автоматы» он уверенно опережает.
К сожалению, из-за повышенных нагрузок вариаторы до сих пор не могут применяться на грузовых автомобилях и автобусах. Основной сферой их внедрения остаются легковые транспортные средства. Мы вполне допускаем, что благодаря развитию, вариаторам в скором времени будет под силу появиться и на коммерческом автотранспорте. Это могло бы значительно облегчить жизнь профессиональным водителям.
Принцип работы вариатора на автомобиле видео
Вариатором называют несложный механизм, с помощью которого происходит плавное изменение передаточного числа в силовых установках. Свое применение это устройство нашло на скутерах, катерах, а также постепенно переходит на автомобильную промышленность. Многие водители до сих пор не знают, как работает это устройство. Сегодня мы заполним этот пробел в знаниях, а также полностью раскроем принцип работы вариатора.
Как работает вариатор
Прежде чем вникать в то, на чем основана работа вариатора, необходимо узнать, из каких частей он состоит. Для начала нужно рассмотреть гидравлический трансформатор. Это устройство играет роль сцепления и предназначено для плавной передачи вращающего момента от коленчатого вала двигателя к трансмиссии. Гидротрансформатор состоит из двух деталей с лопастями, находящихся в специальной жидкости и закрытых герметично. Суть его работы заключается в том же самом, что и у гидромуфты – передача вращающего момента от одной турбины к другой посредством перемещения жидкости. Благодаря этому не сложному механизму автомобиль начинает движение плавно и без рывков.Теперь к главному – устройству самого вариатора.
Говоря простым языком – все его компоненты позволяют плавно изменить передаточное число.
Он состоит из двух шкивов, между которыми осуществляется механическая связь через ременную передачу. Главной особенностью этих шкивов является то, что они могут изменять свои рабочие размеры. Проще говоря, один из них увеличивается, а другой уменьшается.
Все эти изменения происходят благодаря увеличению оборотов и нагрузки. А за сам процесс контролируется при помощи датчиков, а также электронного блока управления. Таким образом, как только мы нажимаем на газ, машина начинает разгон, но без набора оборотов, так как наравне с этим происходит изменение размера шкивов. Данный процесс практически не заметен, но автомобиль очень стремительно набирает скорость.Помимо ремня, в данной системе может применяться цепь, которая позволяет выдерживать большие нагрузки.
Однако ее недостатком можно назвать повышенный уровень шума, из-за чего цепь не приобрела популярность. Тем не менее, цепь позволяет добиваться огромного КПД, что повышает ее значимость. Изначально, цепной механизм был применен на всем известных автомобилях Audi.
Для управления шкивами и роликами применяется комплект специальных датчиков. Одни из них измеряют частоту вращения шкивов, а другие – колес. На основе полученных данных делаются выводы о наиболее рациональном передаточном числе, в связи с чем, исполнительные механизмы меняют размер шкива к нужным размерам.
Как и у всех остальных видов трансмиссий, вариатор имеет дифференциал, который обеспечивает распределение нагрузки между колесами на одной оси. Кроме того, разработчики создали отдельную шестерню для задней передачи, что позволяет сделать невозможное при такой конструкции – обратное вращение.
Весь механизм вариатора герметично закрывается металлическим корпусом, а также заполняется специальным маслом. Оно же выполняет охлаждающие функции. Вариатор имеет очень компактный механизм, что увеличивает свободное пространство под капотом.
Вот так работает вариатор. Как видите, ничего сложного в этой конструкции нет. Полученные знания помогут вам в дальнейшем диагностировать различные неисправности системы. Желаем удачи на дорогах!
Посмотрите! Мы подготовили для Вас видео по теме:
Читайте так же
365drive.ru
Принцип работы вариатора на автомобиле. — Узнаю свое Авто!
На ходу автомобиля до бесконечности громадно вероятное количество режимов. Вследствие этого для обеспечения оптимальной работоспособности двигателя автомобиля нужно и нескончаемое количество разных ступеней в коробке переключения передач. А вариатор – единственный в наши дни вид коробки переключения передач, что позволяет бесступенчато поменять отношение передаточного числа между двигателем и трансмиссией. Это со своей стороны свидетельствует, что для разных режимов работы авто подбирается самое действенное значение взаимоотношений передаточного числа, а не как в произвольных вторых коробках передач – усредненное.
Результатом работы двигателя в постоянном режиме, пребывав в точке оптимальных для его оборотов, есть уменьшение токсичности газов выброса, повышенная экономичность горючего, и улучшенная динамика при разгоне автомобиля.
Благодаря плавного (а не ступенчатого) трансформации передаточного отношения машины отличаются плавностью собственного хода. А отсутствие рывков на протяжении переключения трансмиссии намного увеличивает сроки работы ее узлов.
Хорошие и отрицательные стороны вариатора.
В отличие от АКПП, вариатор наделен маленьким весом, достаточной надежностью и имеет несложную конструкцию, но избавляет от ручного переключения, как и “автоматы”, советую прочесть мою статью вариатор либо автомат. Но имеется у данного устройства и собственные минусы, главным из которых есть то, что их работа производится за счет трения, почему передается лишь определенный крутящий момент, и при его превышения начинается проскальзывание рабочих и интенсивный износ поверхностей, что предполагает невозможность применения его с замечательным двигателем.
Настоящая стихия вариатора – это плавное и спокойное перемещение, исходя из этого он не обожает в режимах большой нагрузки продолжительно трудиться (в большинстве случаев рывки и резкие торможения приводят к его скорейшему износу).
устройство вариатора и Принцип работы.
В технике довольно часто употребляются узлы различного типа, но в автомобиле распространение взяли только два вида вариаторов: тороидный и клиноременный. На их примере и разглядим принцип работы данного устройства.
1. Конструкция тороидного вариатора складывается из роликов и соосных дисков, каковые от первого диска ко второму передают крутящий момент.
Чтобы поменять передаточное число, необходимо поменять положение и радиус роликов, по которым происходит обкатка диска. А в связи с тем, что главное упрочнение сосредотачивается в пятне контакта, то чтобы произвести поворот ролика, нужно применять особого устройства, которое может преодолеть прижимную силу диска к ролику.
К примеру, в некоторых вариаторах употребляется гидравлически-прецизионный механизм, управляемый электроникой, которая перемещает вниз либо вверх ролики на маленькое расстояние. Из-за данного сдвига и происходит независимое поворачивание ролика.
2. Мало в противном случае устроен клиноременной вариатор, что состоит в большинстве случаев из нескольких (в большинстве случаев, двух) ременных передач, где образование шкивов является следствием конических дисков.
При раздвигании и сдвигании этих дисков происходит изменение диаметра шкивов и передаточного числа.
Разные компании производители создали разные конструкции вариаторов данного типа, например, на место ремня ставят цепь либо как правило ремень, складывающийся из железных пластин, но в целом принцип работы у них аналогичный.
Значит, для начала перемещения автомобиля с места используется гидротрансформатор маленького размера, что блокируется на ходу, и простое сцепление.
А электронная совокупность, складывающаяся из блока управления, сервопривода и датчиков, осуществляет управление дисками самих шкивов.
Но давайте возвратимся мало назад и посмотрим, из-за чего в данном вариаторе употребляется клиновидный ремень. В разрезе ремень имеет форму трапеции и боковыми поверхностями вклинивается в шкив. По окончании износа его поверхностей он врезается в шкив глубже (благодаря его форме) и сцепка остается прошлой.
В заключении хотелось бы подытожить: принцип работы вариатора в сравнении с автоматической коробкой переключения передач являются самый совершенным типом трансмиссии.
Его совершенство содержится в меньшем топливном расходе, самая плавной езде, улучшенной динамике разгона. И одновременно с этим конструкция вариаторов существенно проще довольно классических «автоматов». Вероятнее, что в скором будущем машины укомплектованные вариаторами составят весьма важную борьбу автомобилям с АКПП и потеснят машины с «механикой».
asi12.ru
