Что такое вариатор в автомобиле фото

Содержание

Вариатор (обиходное название – вариаторная коробка передач) является бесступенчатой коробкой передач, т.е. обеспечивает в заданном диапазоне плавное изменение передаточного числа. Вариаторная коробка передач имеет общепризнанное название (аббревиатуру) CVT – Continuously Variable Transmission (в переводе – постоянно изменяющаяся трансмиссия).

Основное преимущество вариатора по сравнению с другими коробками передач заключается в эффективном использовании мощности двигателя за счет оптимального согласования нагрузки на автомобиль с оборотами коленчатого вала, тем самым достигается высокая топливная экономичность. непрерывное изменение крутящего момента, отсутствие рывков обеспечивают высокий уровень комфорта при передвижении на автомобиле с вариатором.

Ввиду ограничений по мощности вариаторы на сегодняшний день применяются только на легковых автомобилях, правда диапазон их использования вследствие технического прогресса постоянно расширяется. Другой минус вариаторной коробки передач заключается в достаточно высокой технической и технологической сложности конструкции.

Из всего многообразия различных видов вариаторов на автомобилях нашли применение только два — клиноременный и тороидный вариаторы. Наибольшее распространение получил клиноременный вариатор. Первый клиноременный вариатор Variomatic был установлен на легковой автомобиль DAF в 1959 году. Его приемник вариатор Transmatic с 1984 года устанавливался на автомобили Fiat и Ford. В настоящее время клиноременный вариатор используется многими автопроизводителями. Ряд конструкций вариаторов имеют собственные названия:

  • Autotronic от Mercedes-Benz;
  • Ecotronic, Durashift CVT от Ford;
  • Lineartronic от Subaru;
  • Multidrive от Toyota;
  • Multimatic от Honda;
  • Multitronic от Audi;
  • Xtronic, Hyper от Nissan.

Вариаторы CVT также устанавливаются на некоторые модели автомобилей Chrysler (Dodge, Jeep), Fiat, Mini, Mitsubishi, Opel, Peugeot и др. Самым известным тороидным вариатором является вариатор Extroid, устанавливаемый на автомобили фирмы Nissan.

Устройство и работа вариатора

Вариаторная коробка передач имеет следующее общее устройство:

  • механизм, обеспечивающий передачу крутящего момента и разъединение коробки передач от двигателя (нейтральное положение коробки передач);
  • собственно вариатор (вариаторная передача);
  • механизм, обеспечивающий движение задним ходом;
  • система управления.

Для передачи крутящего момента и разъединения вариатора от двигателя использоваться следующие механизмы:

  • центробежное автоматическое сцепление (вариатор Transmatic);
  • электромагнитное сцепление с электронным управлением (вариатор Hyper );
  • многодисковое мокрое сцепление с электронным управлением (вариаторы Multitronic, Multimatic);
  • гидротрансформатор (вариаторы Autotronic, Ecotronic, Extroid, Lineartronic, Multidrive, Xtronic).

Самое популярное соединение двигателя и вариатора с помощью гидротрансформатора, который обеспечивает высокую плавность передачи крутящего момента и, соответственно, долговечность коробки передач.

Клиноременный вариатор состоит из одной, реже двух ременных передач. Передача включает два шкива, соединенные клиновидным ремнем. Шкив образуют два конических диска, которые могут сдвигаться или раздвигаться, обеспечивая тем самым изменение диаметра шкива. Для сближения конусов используется гидравлическое давление, центробежная сила, усилие пружин. Конические диски имеют угол наклона 20°, при котором обеспечивается перемещение ремня по поверхности шкива с наименьшим сопротивлением.

Первые клиноременные вариаторы имели резиновый ремень, который отличала низкая долговечность (50000км), недостаточная гибкость (минимальный радиус изгиба 90мм) и связанный с ней узкий диапазон регулирования. Большинство современных вариаторных коробок передач используют гибкий металлический ремень, который изготавливают из нескольких (10-12) полос стали и связанных с ней фасонных частей в виде бабочки. Передача вращения осуществляется за счет сил трения между шкивами и боковой поверхностью ремня. Ремни данной конструкции имеют высокую прочность, долговечность, гибкость (минимальный радиус изгиба 30мм), низкий уровень шума. Именно металлический клиновидный ремень открыл дорогу для широкого применения вариаторов на автомобилях. Ремень изготавливается из металлических пластин конической формы.

На вариаторах Multitronic, Lineartronic вместо ремня применена металлическая цепь. Такие коробки передач имеют название клиноцепной вариатор. Металлическая цепь состоит из пластин соединенных осями. Такая конструкция цепи обеспечивает лучшую гибкость (радиус изгиба 25мм). В отличие от клиноременного вариатора крутящий момент передается торцевой поверхностью цепи при ее точечном контакте с коническими дисками. В местах контакта возникают высокие напряжения, которые компенсируются за счет изготовления конических дисков из высокопрочной (подшипниковой) стали. Клиноцепной вариатор имеет наименьшие потери при передаче крутящего момента и наивысший коэффициент полезного действия.

В силу особенностей конструкции вариаторная передача не может обеспечить реверсивного движения. Для осуществления движения задним ходом в коробке передач применяются дополнительные механизмы. В качестве такого механизма обычно используется планетарный редуктор, устройство и принцип работы которого подобен автоматической коробке передач.

В вариаторной коробке передач применяется, как правило, электронная система управления, которая осуществляет синхронное изменение диаметра шкивов вариатора в соответствии с режимами работы двигателя, управление сцеплением и обеспечивает работу планетарного редуктора.

Непосредственное управление вариатором производится с помощью рычага селектора. Режимы управления аналогичны режимам автоматической коробки передач. В вариаторной коробке передач может быть реализована функция выбора фиксированных передаточных отношений (аналогичная функции Tiptronic). Данная функция решает в основном психологическую проблему, связанную с использованием вариатора на автомобиле, а именно — негативное восприятие водителем постоянной частоты вращения двигателя при разгоне. В ряде конструкций вариаторов функция имеет свое название: Sportronic у Mitsubishi, Autostick у Chrysler.

Принцип работы клиноременного вариатора заключается в согласованном изменении диаметров шкивов в зависимости от режимов работы двигателя. Диаметр шкива изменяется с помощью специального привода. В начале движения автомобиля ведущий шкив вариатора имеет наименьший диаметр (конические диски максимально разжаты). Ведомый диск при этом имеет максимальный диаметр (конические диски максимально сжаты). При увеличении числа оборотов двигателя диаметр ведущего шкива увеличивается, а ведомого – уменьшается, соответственно и уменьшается передаточное число. При дальнейшем разгоне вариатор поддерживает оптимальные обороты двигателя, при которых реализуется максимальная мощность и обеспечивается наилучшая динамика автомобиля.

Особенности конструкции тороидного вариатора

Тороидный вариатор включает два соосных вала со сферической (тороидной) поверхностью, между которыми зажаты ролики. Изменение передаточного числа в тороидном вариаторе производится за счет изменения положения роликов, а передача крутящего момента за счет сил трения между рабочими поверхностями колес и роликов.

Источник: systemsauto.ru

Вариаторная коробка передач: что это такое

Трансмиссия в автомобиле обеспечивает возможность изменения крутящего момента и передачу его на ведущие колеса. И одним из основных ее элементов является коробка передач. Причем данный узел, используемый на авто, бывает нескольких типов – механическая, автоматическая, роботизированная, вариаторная. Что касается последней, то появился такой тип КПП не так уж и давно, но при этом активно завоевывает популярность. Далее мы разберемся, что такое вариаторная коробка передач, как она работает, чем хороша и какие у нее минусы.

Вариатор (также известный как Continuously variable transmission или CVT) — далеко не новый тип трансмиссии на автомобилях. Первая такая коробка появилась в 1959 году, но из-за невозможности в то время решить некоторые технические проблемы, распространения данная КПП на автотранспорте не получила, зато она оказалась неплохим вариантом для мототехники, в частности – скутеров. Вторая попытка использовать вариаторную коробку на авто была в 1984 году. И так постепенно данный тип КПП заинтересовал автопроизводителей и все чаще его стали использовать.

Принцип работы вариаторной коробки передач

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

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

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

Схематичное изображение работы вариаторной коробки передач

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

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

Анимация илюстрирующая принцип работы вариаторной коробки передач

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

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

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

Nissan Motors Extroid CVT — Тороидный тип вариатора

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

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

Устройство вариаторной коробки передач

Поскольку клиноременные вариаторы более распространены, то дальше и будем рассматривать их конструкцию. Такая коробка передач состоит их нескольких основных составных частей. И первая из них – сцепление, без которого не обойтись, поскольку оно обеспечивает возможность отключения силовой установки от трансмиссии.

Наибольшее распространение на вариаторных коробках получило гидротрансформаторное сцепление, которое также используется и на автоматических и роботизированных коробках. Но некоторые автопроизводители используют и другие типы сцепления — центробежное, электромагнитное или многодисковое «мокрое».

Вариаторная коробка в разрезе.

Основной составляющей КПП является сам вариатор, и главным элементом в нем считается ремень, поскольку именно он обеспечивает передачу. Хотя и ремнем его можно назвать лишь условно. А все потом, что состоит он из металлических лент, соединенных между собой особыми фасонными частями, имеющими форму бабочки и придающих ремню клиновидную форму. Рабочей частью у него являются боковые поверхности, которые контактируют с поверхностями половин шкивов и обеспечивают передачу вращения за счет сил трения.

Читайте также: Чем отличается вариатор от автоматической коробки и что лучше.

Некоторые производители вместо ремня используют цепь, при этом сама коробка с таким элементом привода называется клиноцепной. Особенностью цепи является то, что она состоит из большого количества звеньев, что обеспечивает малый радиус изгиба. Рабочая поверхность у нее – торцевая.

Поскольку все элементы вариатора работают под значительными нагрузками, то изготавливаются они из высокопрочной стали, что позволяет значительно повысить ресурс коробки.

В разных конструкциях вариаторов перемещение половин шкивов по валам обеспечивается за счет усилий, которые создаются пружинами, жидкостью или за счет центробежной силы.

Еще один вариатор в разрезе (реальное фото).

Одной из основных проблем вариатора – отсутствие реверсного вращения ведомого вала. Поэтому, чтобы решить ее и обеспечить автомобилю возможность движения задним ходом, в конструкцию коробки включена планетарная передача, позволяющая менять направление вращения. Но при этом наличие такого механизма значительно усложняет конструкцию коробки, но и без него не обойтись.

Последней составной частью вариатора является механизм управления. На данном типе коробки передач используется электронное управление, которое полностью контролирует работу вариатора, обеспечивает синхронное изменение диаметров на шкивах, включает и отключает сцепление и планетарный редуктор.

Управление же коробкой осуществляется селектором, которым задаются режимы работы, аналогичные автоматической коробке. То есть, водитель задает режим, а электронный механизм управления выполняется его на вариаторе.

Читайте также: Что такое коробка DSG , как она устроена и как работает.

Видео о вариаторной коробке переключения передач


Источник: avtonov.com

Ответы на все вопросы о вариаторной КПП

Вариаторная коробка передач – это специальная механическая конструкция , предназначенная для передачи усилия двигателя бесступенчатым способом к колесам. В определенном значении ее можно назвать АКПП работающим по абсолютно иной схеме.

Что это такое?

Многие автолюбители, приобретая новый авто, просто не знают, что такое вариатор на машине и вообще, где он находится. Поясняем — вариатор это КПП, которая отличается отсутствием ступеней. Подобный принцип действия вариатора дает возможность ему использовать мощность двигателя предельно действенно. Равным образом увеличивается динамика авто и уменьшается расход горючего, а также продлевается срок его службы.

Какой принцип ее работы?

Принцип работы вариатора был изобретен Леонардо да Винчи еще в пятнадцатом столетии. Первый автомобиль с такой КПП был выпущен в пятидесятые года двадцатого столетия. Устанавливалась она тогда на автомобили очень редко и срок её службы был небольшой. Широко начала применяться только в наши дни, когда инженеры довели ее устройство практически до совершенства.

Конструктив

Вариаторная КПП состоит из следующих узлов и механизмов:

  • вариаторная передача;
  • узел, задачей которого является разъединения двигателя с вариатором, для нейтральной передачи;
  • система управления;
  • механизм заднего хода.

Схема вариатороной КПП автомобиля: привод насоса, гидротрансформатор, дифференциал, ремень, ведомый диск, вторичный вал, передача заднего хода, ведущий диск и первичный вал.

Теперь расскажем подробней об устройстве вариатора. Коробка вариатор установленная на машине может быть, клиноременного или тороидного типа.

Бесступенчатый клиноременный вариатор

Клиноременный, как видим на фото, располагает парой шкивов, находящимися на двух осях. Соединяются они с помощью специального клиновидного ремня. На них находятся конусные диски, повернутые друг к другу собственными вершинами.

Схема клиноременной вариаторной коробки

Если будет изменено расстояние меж дисками, то соответственно и диаметр шкива будет меняться. В случае полного соединения дисков, он максимален, в обратном случае он будет минимален. Вот и получается, что в случае равномерного изменения расстояния меж дисками ремень станет передавать на ведомый шкив различное передаточное число.

Схема и принцип работы тороида

В случае с тороидным КПП цепь или ремень полностью отсутствуют. В нем находится 2 вала, как показано на фото, которые расположены на двух параллельных осях и располагают круглой поверхностью. Между валами зажаты специальные ролики, которые и осуществляют передачу вращающего момента. Передаточное число меняется благодаря одновременной смене положений этих роликов. Сразу заметим, что коробка такого типа применяется намного реже, нежели клиноременная. В первую очередь, это связано с намного более сложным процессом её производства.

Срок службы

Как правило, практически для всех коробок с вариатором ресурс установленный производителем, не больше 200 000 километров пробега, но с каждой новой моделью он увеличивается. Привести в негодность вариаторную коробку, как и двигатель, можно и намного раньше, например, пробуксовывая в грязи, постоянно переключать селектор из положения D в положение R и обратно. Сначала могут в устройстве не выдержать подобного ленты, которые начинают вытягиваться, а зазоры меж пластинами существенно увеличиваются. Поскольку усилие сжатия конусов достаточно большое, то и неестественно повернутую пластину они смогут выдавить очень легко. В результате ремень начинает разрушаться засоряя при этом гидроблок.

Основные рекомендации для нормальной работы коробки

  • Постоянно следите за уровнем масла в КПП и вовремя меняйте его. Этим вы продлите срок её службы.
  • В зимнее время старайтесь сильно не перегружать трансмиссию в начале движения, а также в случае буксировки и плохой дороги. Этим вы можете существенно снизить срок её службы.
  • Постоянно проводите проверку разъемов и проводки на обрывы, наблюдайте за функционированием всех приборов.
  • Если во время движения происходят какие-то неполадки, значит нужно сразу остановить автомобиль и осмотреть все основные узлы автомобиля: мотор, свечи, систему питания. Незамедлительно необходимо провести диагностику всех устройств для определения неисправностей. Не стоит заниматься ремонтом КПП самому. Такое недопустимо, для этого обратитесь к профессионалам.

Видео «Работа вариаторной трансмиссии»

Видео, в котором наглядно продемонстрировано как работает вариатор автомобиля.

Из нашей статьи вы узнали как устроен вариатор на автомобиле. У вас, наверное, остались вопросы и вы их можете задать внизу в комментариях.

Источник: avtozam.com

Вариатор CVT

Автомобильные технологии в наше время развиваются с бешеной скоростью, и мы не заметили, как новый вид трансмиссии плавно вошел в наши будни. Речь в этой статье пойдет о вариаторе CVT. Вы наверняка уже слышали об этом агрегате и многие производители уже давно предлагают его вместо привычной нам автоматической коробки передач. Но как согласиться на такую опцию, если не знаешь что этот такое и как оно работает. Многих беспокоит, долго ли проработает и лучше оно или хуже автомата, а какой будет расход, а как будет разгоняться ваш автомобиль. Я могу продолжать, но нет смысла, вы уже сами представили себя на месте покупателя. Я попробую «без воды» и особо технических терминов доступно объяснить, что такое вариатор CVT, как он работает, что он вам дает.

Почему вариатор CVT лучше обычной автоматической коробки передач. Общие понятия

Разберемся, почему этот вид трансмиссии предпочтительнее обычной автоматической трансмиссии. Вы по определению должны знать, что вам предлагают в автосалоне. Да и стоять на месте тоже не вариант, я считаю нужно двигаться в ногу со временем и пользоваться новыми технологиями.

Вариатор CVT компании Nissan. Общий вид вариатора.
Фото: nissan.

Без истории и того, что было раньше. Чтобы не запутать приступим непосредственно к тому что имеем на 2011 год и рассмотрим сразу вариаторы CVT, которые устанавливаются на современные автомобили. Тем более что принцип их работы одинаков, какой бы фирмы производителя вариатор не был. Начнем с общих принципов, а затем немного углубимся (для тех, кому нужен просто принцип и понимание того, что он покупает, хватить и первых 2-х абзацев). Вариатор CVT (Continuously Variable Transmission) – по-русски, непрерывно меняющаяся передача или бесступенчатая трансмиссия. Что это значит? А значит, что вариатор CVT не имеет привычных нам фиксированных передач. Вариатор сам автоматически определяет передаточное число («передачу»), наиболее подходящее для данного момента езды и делает это постоянно, непрерывно. Что такое передаточное число? Официально, передаточное число — это отношение, скорости вращения двигателя к скорости вращения колес. А если проще, то это определенное значение (передача: 1-ая, 2-ая или 5-ая), которое мы выбираем, включая ту или иную передачу, двигаясь на автомобиле. Если понять этот момент, то все остальное покажется очень простым. Вообще, зачем нужна коробка передач? Для того, чтобы автомобиль с постоянными оборотами двигателя, мог двигаться с разной скоростью. То есть, переключая передачу, мы всегда меняли передаточное число. Дек вот вариатор CVT делает это каждую секунду пока вы в движении, сам руководствуясь многими данными: скоростью движения, оборотами двигателя и тем как сильно вы нажали педаль «газа». Как это достигается, разберем позже. Получаем, что вариатор не имеет фиксированных передач, как раньше в виде множества пар шестеренок разного размера, а значит, не имеет рывков и четко выделенных ступеней при разгоне. Вы можете сказать, что коробка автомат тоже сама выбирает передачу в зависимости от тех же факторов и делает это довольно быстро и без особых рывков. Но, привычный нам автомат, ограничен только несколькими фиксированными передачами (передаточными числами), а у вариатора их великое множество. Этот факт позволяет вариатору выбирать то передаточное число («передачу»), которое наиболее подходит для данного режима езды. Что нам дает использование вариатора CVT вместо обычной автоматической коробки передач? Во-первых, мы получаем плавный разгон автомобиля без рывков. При этом разгон по сравнению с самым быстрым «автоматом» происходит намного интенсивнее, то есть автомобиль оснащенный вариатором CVT разгоняется быстрее. Во-вторых, обороты двигателя при езде на вариаторе, почти постоянные и не гуляют от малых до максимальных. Наверное, вы замечали, что двигаясь на автомобиле с автоматической коробкой передач, двигатель работает так сказать «навзводе», когда мы дергаем педаль «газа» туда-сюда. А иногда вообще трудно добиться от «автомата» внезапного ускорения – «тупит». С вариатором все по другому, как раз помогает постоянный поиск вариатором нужного передаточного числа («передачи»). Вариатор CVT подбирает их очень точно, в зависимости от того, что вы хотите от автомобиля, внезапное ускорение или замедление. Как следствие, более ровная езда, меньше нагрузки на двигатель и трансмиссию в целом. Плюс получаем экономию топлива, и незамедлительное интенсивное ускорение. Ну вот, с общими сведениями о вариаторе CVT пока все, а теперь капнём глубже внутрь вариатора и посмотрим, как всего этого добились конструкторы.

Как работает вариатор CVT? Что внутри?

В этой части я расскажу, как конструкторы добились того, что вариатор так четко подбирает передаточное число («передачу») для определенного момента вождения. Подробно разбирать конструкцию вариатора не собираюсь, просто объясню принцип работы с технической точки зрения. Начну с того, что вариатор устроен намного проще, чем автоматическая коробка передач.

Рисунок 1. Основные части вариатора в сборе. Желтая линия показывает, по каким частям передается мощность от двигателя через вариатор к колесам.
Фото: Autogurnal.

В его конструкции не используется наборы шестерен или фрикционных дисков. Во главе конструкции находятся два главных шкива 1 и 2 (см. рисунок 1). Один, грубо говоря, связан с двигателем, а другой с ведущими колесами. Один крутит другой посредством специального ремня 3 (см. рисунок 1). Получаем что? Один валик крутит другой через ремешок. Все, наверное, видели (если заглядывали под капот) ремень генератора, вот тут так же все происходит только с хитростями. Вот так передается движение от двигателя к колесам, посредством вариатора CVT. Многие могут задать вопрос: «Как ремень выдерживает такую огромную нагрузку и не рвется?». Вот с этим и боролись конструкторы последний десяток лет и нашли решение. Специально для вариатора CVT был разработан не то цепь, не то стальной канат, а принято называть его ремень. Конструкция ремня представляет собой набор множества пластинок определенной формы в виде клина, которые нанизываются на ленту из высокопрочной стали (см. рисунок 2). Кстати, пластинки тоже изготовлены из высокопрочной стали. Поэтому ремень получился очень прочным и в виде клина. Пластины ремня выполнены в форме клина, который точно повторяет угол конуса шкива, по которому бегает ремень. Эта конструкция позволяет ремню не растягиваться и как бы толкать множеством пластин шкивы. Что имеем на данном этапе? Получается два шкива и клиновой ремень, а это обычная клиноременная передача.

Рисунок 3. Ремень для вариатора CVT. Прочный ремень состоит из стальных пластин, которые собраны на ленте из высокопрочной стали. Фото: Autogurnal

Идем дальше. Понятно, что двигатель соединен с одним шкивом, который через ремень передает вращение на другой шкив, соединенный с ведущими колесами. Дек вот если скорость вращения одного шкива поделить на скорость вращения другого, то и получим наше трудное передаточное число. Теперь встает другая задача – нужно его как то изменять, чтобы скорость вращения колес увеличивалась или уменьшалась. Вот мы и подошли к сути работы вариатора CVT. А суть в том, что шкив, по которому бегает ремень, имеет свойство раздвигаться и сдвигаться. Тем самым радиус шкива, по которому бегает ремень становиться больше или меньше (см. рисунок 3). То же самое происходит со вторым шкивом, разница только в том, что движение первого регулируется электроникой, а второй просто подпружинен и не дает ослабеть натяжке ремня. Так как ремень клиновой, он спокойно движется по конусу шкива от середины до края и может останавливаться в любом положении. Вот это множество положений ремня в конусе и есть то множество «передач», из которых вариатор выбирает при движении автомобиля. На рисунке обозначены основные элементы, о которых говорится, и что происходит и что куда движется.

Рисунок 3. Схема положения ремня вариатора, в зависимости от движения шкивов. Из схемы понятно, что если вариатор отводит половинку управляемого шкива, то ремень по конусу шкива опускается к центру. Вследствие чего, второй подпружиненный шкив, вынужден сдвинуться под действием пружин, так как натяжение ремня падает. И во втором случаи вариатор начинает сдвигать половинку управляемого шкива, вследствие чего ремень стремится по конусу к краю шкива. А подпружиненный шкив вынужден раздвинуться, так как натяжение ремня увеличивается. Фото: Autogurnal.

Из вышесказанного понятно, что один шкив то становиться большим, а другой маленьким или наоборот и есть еще куча промежуточных положений («передач»). Сейчас я расскажу и покажу, как меняется положение ремня на шкивах в зависимости от скорости движения. На рисунке 4 представлено 3 состояния ремня.

Рисунок 4. Положение ремня вариатора CVT в зависимости от скорости движения. Нужно учитывать, что ремень будет перемещаться из положения 1 в положение 3, только при постоянно высоких оборотах. Фото: Autogurnal.

О чем говорит эта схема? Если со стояночного положения автомобиля резко нажать педаль «газа» в пол, то двигатель выставит максимальные обороты и ремень равномерно перейдет из положения 1 в положение 3, а автомобиль от 0 км/ч разгонится до максимальной скорости равномерно и максимально быстро. Но нам не всегда нужно бешено срываться с места и стремиться к максимальной скорости. Что же происходит когда, вы начинаете «играть с педалью газа»? Для наглядности разберем на рисунке 5 еще 2 случая и посмотрим, как отреагирует вариатор:

1. Вы едете за дедушкой около 40км/час, удачный момент для обгона и нажимаете педаль «в пол».
2. Двигаетесь со скоростью 100км/ч и резко отпускаете педаль «газа».

Как же реагирует автомобиль в первом случае? Чтобы внезапно ускориться, двигатель сначала выставит очень высокие обороты, а ремень перейдет из положения 1 в 2. Получается что в первый миг мы движемся с такой же скоростью, но при более высоких оборотах двигателя. Затем ремень начинает смещаться обратно к 1-ому положению, но скорость вращения двигателя уже больше и поэтому скорость тоже быстро возрастает. Похоже на то если бы мы переключились с 4-ой на 3-ю передачу.
Во втором случае, когда вы движетесь с постоянной скоростью и резко отпускаете педаль «газа», автомобиль реагирует немного по-другому. Когда вы резко отпускаете педаль «газа», ремень переходит из 1-ого положения во 2-е, вследствие чего обороты увеличиваются, а затем постепенно затихают, немного притормаживая автомобиль (если двигаться не под гору, то ощущения схожи с автоматом или механикой на нейтрали, но чувство управления не покидает). Причем если вы двигаетесь под горку, то автомобиль не будет самопроизвольно разгоняться как на «автомате» без системы помощи при спуске. Автомобиль начнет разгоняться под горку без команды, вариатор зафиксирует положение ремня и обороты двигателя, а скорость останется неизменной.

Рисунок 5. Типичные ситуации при вождении и реакция вариатора в этих ситуациях. Фото: Autogurnal.

Вот примерно так ведет себя вариатор CVT при разных режимах езды. И существует множество положений клинового ремня, которой зависит от многих факторов, датчиков, манеры движения. Смысл в том, что принцип передачи движения от двигателя к колесам кардинально изменился благодаря вариатору CVT. Я представил вниманию только основные моменты, что бы объяснить главное, а список того что может вариатор очень большой. Например, вы можете дополнительно выставлять несколько режимов движения для экономии топлива или для спортивной езды. Так же можно принудительно повышать или понижать передаточное число («передачу»), как если бы вы переключали передачи вручную и другие опции. Надеюсь, что вышеизложенное хоть немного внесло ясности в вопрос: «Что такое вариатор CVT, и как он работает?»

Источник: autogurnal.ru

Вариатор (вариаторная коробка передач): что это такое, принцип работы. Подробно + видео

У меня много статей про автоматические коробки передач (особенно сильно я люблю обычную АКПП). Однако второй по распространению я считаю вариатор или CVT, достаточно много автомобилей выпускается именно с такой трансмиссией. Когда вы выбираете новую машину (или даже Б/У) перед вами обязательно встанет такой выбор что брать — вариаторную трансмиссию, гидротрансформаторную или роботизированную? Если обычный «автомат» изучен «вдоль и поперек» (если возникают проблемы, то они все известны), с роботом тоже все понятно (пока не стоит в его сторону смотреть). То вот третий тип вроде и надежный, но мало кто знает, что это такое, какой принцип его работы, основные плюсы и минусы. То есть это такая «темная лошадка». Сегодня я постараюсь простым языком раскрыть тему, рассказать чего стоит бояться, а чего нет …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

  • Определение
  • Принцип работы
  • Устройство вариатора
  • Пару слов — про масло и фильтра
  • Плюсы и минусы
  • ВИДЕО ВЕРСИЯ
  • ГОЛОСОВАНИЕ

Проблемы этой автоматической трансмиссии очень схожи с обычной «гидротрасформаторной» не смотря на различность конструкций (мы уже их сравнивали в этой статье). В конце я постараюсь вам рассказать в видео версии как продлить ей срок службы, чтобы она ходила долго и без проблем. Однако для начала определение

Определение

Вариатор — вариаторная коробка передач – CVT (Continuously Variable Transmission – бесступенчатая трансмиссия) – тип автоматической коробки передач, которая плавно передает крутящий момент от двигателя колесам (или другим движителям, например судовым винтам), не имеет передач, но может автоматически менять передаточное соотношение по заданной программе либо в ручном режиме.

Нужно отметить что эта коробка в отличие от своих собратьев АКПП и РОБОТА не имеет переменных передач, то есть нет привычных толчков при смене передаточных чисел, набор скорости здесь четкий и ровный, КПД (если верить характеристикам, не существенно но больше), благодаря своему строению

Принцип работы

Как вы поняли сверху — здесь нет передач, а изменение передаточного числа (повышение или понижение) идет плавно, на «заданные значения». Конечно, здесь есть программная составляющая, которая позволяет создавать «ступени», но они сделаны программно, для ручного управления, например по грязи или снегу (когда нужна максимальная тяга и не важна скорость). А сама коробка бесступенчатая – что позволяет передавать усилия от силового агрегата колесам более точно.

На данный момент существует два основных строения вариатора:

  • Это клиномерные. Они применяются на 95% машин оснащенных такой трансмиссией
  • Тороидные. Из-за более сложного строения и настроек, сейчас практически не применяются

Так как клиномерный это сейчас самый распространенный тип (он устанавливается на большое количество NISSAN, AUDI, INFINITY и т.д.) начнем именно с него

Итак, здесь передаточное число передается от одного шкива (ведущего — он связан с силовым агрегатом), другому (ведомому – связан с приводами и далее с колесами) по средствам специального ремня.

Изменение числа происходит за счет изменения диаметра шкивов. Они не «литые», а сделаны разборными, а именно из двух половин конической формы (посаженных на вал), которые могут расходиться и сходиться. Как становится понятно — диаметр в точке соприкосновения шкива с ремнем постоянно изменяется в зависимости от нагрузки и скорости.

Простыми словами, происходит все так: – когда автомобиль «трогается», ему нужно максимальное усилие, чтобы сдвинуться с места. Чтобы нагрузка на мотор была минимальна — ведущий вал должен быть самого малого диаметра (конусы разводятся в точке соприкосновения). Ведомый в своем случае должен быть максимального размера (его конусы наоборот сводятся). Таким образом – ведущий должен сделать несколько оборотов, чтобы сдвинуть ведомый всего на один (число максимальное) — это очень сильно снижает усилие на силовой агрегат, и работать ему легче.

После того как скорость вырастает, передаточное число должно изменяется в меньшую сторону – это нужно для того чтобы снизить тяговое усилие, но увеличить обороты на ведомом валу. Происходит все наоборот – конусы ведущего шкива начинают сходиться (диаметр растет), а ведомого – расходиться (убавляется).

При максимальном размере ведущего вала и минимальном ведомого, первый сделает один оборот, а вот второй должен сделать несколько (поэтому его скорость вращения максимальная), но при таком раскладе и нагрузка на мотор значительно больше.

Как вы поняли за счет изменения диаметров двух валов и ременной передачи между ними – достигается нужное передаточное число

Сейчас небольшая анимация, смотрим

Тороидный тип вариатора имеет совершенно другой принцип работы. Здесь усилие передается при помощи специальных роликов которые зажаты между валами, они имеют тороидную форму (отсюда и название) и расположены на одной оси

Чтобы в такой конструкции изменить передаточное число нужно изменить положение роликов. Для максимальной тяги нужно повернуть роликовые зажимы в сторону ведомого вала, в таком положении диаметр контакта ролика и вала будет минимальный, а у ведомого – максимальный.

При наборе скорости нужно уменьшение числа и увеличение вращения, ролики отводятся в другую сторону (ведущего вала), при этом диаметры меняются противоположно.

Думаю это понятно, больше не будет заострять на этом внимание.

Устройство вариатора

Смысл имеет рассказать о работе клиномерной вариаторной коробки передач (потому что собрат сейчас практически не продается).

Коробка устанавливается на двигатель (либо продольно, либо поперечно). Для того чтобы плавно соединить ее с мотором и в нужные моменты отключать (нейтральный режим), предусмотрена система сцепления.

Сейчас многие производители ушли на гидротрансформатор, схожий устанавливается на классическую АКПП. Однако другие производители могут использовать другие типы – центробежные, электромагнитные или многодисковые (мокрые варианты). Использования гидротрасформатора обусловлено высокой производительностью и высокими эксплуатационными характеристиками, в том числе и долговечностью.

Теперь про само устройство вариатора. Описать его достаточно сложно, все же это не простая конструкция, но я постараюсь:

  • Валы с изменяемыми конусами. Про это еще раз я рассказывать не буду (принцип рассказал наверху). Хочется отметить, что из-за больших нагрузок поверхности конусов вариатора делаются из высокопрочных сталей
  • Ремень или цепь. Предназначены соединить два вала. Ремнем можно назвать с натяжкой, все потому что он состоит из специальных металлических лент соединенных между собой специальными фасонными частями имеющими вид бабочки и придающих специальную похожую на клин форму. Работает он боковыми частями, которыми благодаря силам трения он контактирует с клиньями шкивов. Тем самым передается момент от одного вала на другой. Стоит отметить, что другие производители, например AUDI используют цепной механизм, она имеет большое количество мелких звеньев и обеспечивает малые радиусы изгиба. Работает она уже не боковой поверхностью, а торцевой. И цепь, и ремень рассчитаны на высокие нагрузки, но они не переносят высоких перегревов (могут деформироваться)

  • Масло. Да не удивляйтесь, смазка внутри также является важной составляющей и к ней предъявляют высокие требования, обычно здесь идет ATF жидкость, которая заливается в автомат. Нужна она не только для смазки, но и для нагнетания давления в насосе чтобы раздвигать или сдвигать конусы
  • Масляный насос. Как раз и нагнетает давление в системе

  • Гидроблок. Он руководит подачей масла в нужные каналы, то есть либо в один конус (вал), либо в другой. Кстати пробуксовки и прочие пинки, и толчки могут быть связаны именно с ним.

  • Фильтра. Их может быть много, как в самом гидроблоке, так и за его пределами. Они улавливают грязь и мелкие металлические частицы с ремня и конусов, не давая им забивать мелкие каналы

  • Радиатор. На вариаторной коробке передач он ОБЯЗАТЕЛЕН! Запомните, эта трансмиссия очень быстро перегревается при пробуксовках и высоких нагрузках, поэтому чтобы охладить масло, нужен внешний радиаторный блок. Некоторые на паркетниках которые любят лазить в грязи и буксовать (например Mitsubishi Outlander) ставят дополнительные радиаторы, чтобы убрать излишний нагрев

  • НУ и последнее это блок управления вариатором. Это электронное устройство, которое работает в паре с ЭБУ, получая от него нужные команды. Оно дает приказания электроники и валам принять ту или иную конфигурацию, которая отвечает данной скорости и нагрузке

Это устройство в двух словах, для того чтобы понять общий принцип работы. Стоит отметить, что изначально у вариатора не было реверсного вращения, то есть движения назад. Поэтому в конструкцию внедрили планетарную передачу, которая позволяет это сделать. Однако это намного усложнило конструкцию.

Пару слов — про масло и фильтра

Не могу промолчать и не высказаться про этот пункт подробнее. Масло в CVT также является очень важной составляющей в работе всего устройства в целом, как собственно и масляный фильтр. Многие производители, официальные дилеры могут вас заверять, что оно здесь залито на весь срок службы. ЭТО КРАЙНЕ НЕ ВЕРНО!

Масло и фильтр являются расходными материалами и многие производители говорят что нужно менять их раз в 60 000 км, а в сложных условиях (коими являются наши Российские реалии – морозы, снег, жара, дожди, грязь и пробки в мегаполисах) стоит менять еще чаще, лично я бы советовал через 40 000 км.

ЧТО БУДЕТ ЕСЛИ НЕ СМЕНИТЬ? Масло изнашивается и зачастую пригорает (от большого пробега), образуя внутри отложения, которые могут забивать различные каналы и фильтра. Основной фильтр также может забиваться отложениями, металлической пылью и прочими «продуктами работы». В итоге падает давление от масляного насоса до магистралей гидроблока и собственно самих конусов, которые сводятся на валах. Вариатор начинает буксовать, пинаться, или даже может встать в аварийный режим.

ПОЭТОМУ замена масла, фильтра и при необходимости чистка гидроблока ПРОСТО НЕОБХОДИМЫ для нормальной работы вариаторной трансмиссии

Если будете проводить интервал замены раз в 40 – 50 000 км, не перегревать «коробку» проходить может очень долго.

Плюсы и минусы

Сделал небольшую табличку, которая может вам пригодится, в ней мы разберем основные плюсы и минусы

Источник: avto-blogger.ru

Midway777 › Блог › 🔧 Что такое вариатор? Принцип работы вариатора

📹 Не забывайте смотреть видео, прикрепленные к посту 👍

Вариатор — это бесступенчатая трансмиссия с внешним управлением, которая позволяет автоматически плавно изменять передаточное число, выбирая наиболее оптимальное согласно внешней нагрузке и оборотам двигателя, тем самым давая возможность максимально эффективно использовать его мощность. В технике существует множество различных конструкций такого типа, но на автомобиле получили распространение два вида вариаторов: клиноременной и тороидный.

Клиноременный вариатор как тип трансмиссии известен давно. Его главные детали — два раздвижных шкива и соединяющий их ремень, в сечении имеющий трапецеидальную форму. Если половинки ведущего шкива сдвинуть, они вытолкнут ремень, словно попавший между ними клин (отсюда и название «клиноременный»), наружу — радиус шкива, по которому работает ремень увеличится, следовательно, увеличится и передаточное отношение. А если половинки ведомого шкива, наоборот, раздвинуть, то ремень провалится внутрь и будет работать по меньшему радиусу — передаточное отношение уменьшится. Если оба шкива будут в промежуточном положении, то передача станет прямой.

🔎 Устройство и принцип работы вариатора

Клиноременной вариатор состоит из нескольких (как правило, одной- двух) ременных передач, где шкивы образованы коническими дисками, за счет сдвигания и раздвигания которых изменяются диаметр шкивов и, соответственно, передаточное число. Разные фирмы разработали каждая свою конструкцию клиноременного вариатора, так на Audi в трансмиссии Multitronic вместо ремня применяют цепь, а Honda ставит набранный из металлических пластин ремень, но принцип от этого не меняется.

Для трогания автомобиля с места используются обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.

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

Иначе устроен тороидный вариатор, который состоит из соосных дисков и роликов, передающих момент от одного диска к другому. Для изменения передаточного числа меняются положение роликов и их радиусы, по которым ролики обкатывают диски. И поскольку все усилие сосредоточено в пятне контакта, то для поворота роликов должны использоваться особые устройства, способные преодолевать силу прижатия ролика к диску. Так в ниссановском вариаторе Extroid применена специальная система, где управляемый электроникой прецизионный гидравлический механизм перемещает обоймы с роликами вверх или вниз на микроскопическую величину, а далее, из-за возникшего сдвига относительно оси дисков, ролик поворачивается сам.

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

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

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

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

Если сравнить динамические характеристики многих автомобилей, оснащаемых вариатором, может возникнуть недоумение — почему на одной и той же модели автомобиля разгон с вариатором происходит медленнее, чем с механической коробкой, ибо должно быть наоборот, раз вариатор лучше использует мощность двигателя? Все дело в привычке — многие клиенты были очень недовольны, что машина с вариатором “все время ноет на одной ноте”. Большинство же водителей привыкли к знакомому нарастающему шуму мотора, и многие фирмы идут клиентам навстречу, специально настраивая электронный блок управления трансмиссией. На самом же деле при нормальной настройке блока разгон, конечно, происходит быстрее.

В заключение отметим, что вариаторы является куда более совершенным типом трансмиссии по сравнению с традиционными автоматическими коробками передач. Совершенство проявляется в более лучшей динамике разгона, меньшем расходе топлива, более плавной езде у автомобилей оснащённых клиноременными вариаторами. И в тоже время, вариаторы проще по конструкции, чем традиционные «автоматы». Думается, что в недалёком будущем автомобили оснащённые вариаторами полностью вытеснят машины, оснащённые обычными «автоматами» и сильно потеснят машины с «механикой».



Источник: www.drive2.ru

Что такое вариатор на машине и как он работает

Слово вариатор в настоящее время знакомо всем, кто следит за развитием событий на рынке мирового автопрома.

Дорогие читатели! Статья рассказывает о типовых способах решения юридических вопросов, но каждый случай индивидуален. Если вы хотите узнать, как решить именно Вашу проблему — обращайтесь к консультанту:

+7 (812) 309-85-28 (Санкт-Петербург)

ЗАЯВКИ И ЗВОНКИ ПРИНИМАЮТСЯ КРУГЛОСУТОЧНО и БЕЗ ВЫХОДНЫХ ДНЕЙ.

Это быстро и БЕСПЛАТНО!

В среде автовладельцев вариаторы уже успели заслужить как похвалу, так и славу не до конца продуманной системы.

Разберемся, почему мнения обладателей автомобилей с вариаторами зачастую оказываются полярными.

Основные моменты

Вариатор в простом понимании слова – плавный, бесступенчатый переключатель скоростей. Вариаторную коробку переключения передач (ВКПП) очень часто путают с автоматической (АКПП).

Главное их отличие – в наличии или отсутствии ступеней. Но АКПП, все-таки, переключает ступенями, но автоматически. Тогда как ВКПП – ступеней не имеет.

Считается, что перед АКПП и всеми остальными видами КПП вариатор выступает явным лидером по эффективности использования мощности двигателя, и, соответственно, по высокой экономичности топлива.

Вариаторное устройство (ВУ), передавая крутящий момент, способно плавно изменять передаточное отношение в ручном и в автоматическом режиме (по задаваемой программе).

Применяется не только в автомобилях, но и в мото-, квадротехнике, снегоходах, станках, а также производственных конвейерах.

Необходимые термины

При обзоре вариаторов, их назначении и правил эксплуатации используют следующие определения:

Главное назначение

Способность вариатора изменять передаточное число безо всяких ступеней – его основное преимущество перед КПП остальных типов.

Происходит это благодаря увеличению или уменьшению диаметров дисков – ведущего и ведомого.

Полностью выжатая педаль акселератора на протяжении разгона обеспечивает выход мотора на высокие обороты.

Машина с ВКПП может разогнаться быстрее — время, предусмотренное для переключения передач, экономится. ВК сглаживает то, что называется переключением, но не переключает, а переводит, разгоняется машина или тормозит.

Водитель и его пассажиры ничего не ощущают – в этом предназначение автомобильного вариатора.

Правовое регулирование

Транспортные средства и самоходные машины, оснащенные вариаторами, на законодательном уровне в отдельную категорию не объединены.

Однако правила допуска к их управлению регулируются законом:

Что значит коробка-вариатор в машине

Автомобиль, оборудованный вариатором, весьма трудно отличить от автомобиля с АКПП — педалей две, на рычаге КПП четыре режима.

Но фиксации на определенную передачу у машины с ВКПП нет. Следовательно, нет и ощущения рывков в начале движения, при разгоне и торможении.

При движении в гору умный вариатор сам немедленно увеличит крутящий момент, чтобы машина двигалась вверх уверенно.

Режимы задает электроника, но это не скорости в обычном их понимании. Скорее, в виртуальном.

Но некоторые вариаторы позволяют переключать скорости и вручную, как на машинах с ручным режимом АКПП. Машинам вариаторы обеспечивают выгодный режим работы двигателя.

Хорошую динамику показывают они и в потоке интенсивного городского движения в городе, и экономный топливорасход во время спокойной езды.

А поблагодарить вариатор следует за огромное, практически бесконечное число виртуальных передач.

Его конструкция

Современные машины оборудуются вариаторами нескольких типов. Самыми распространенными являются клиноременные, имеющие шкивы переменных диаметров.

Фото: устройство тороидного вариатора

Чтобы представить конструкцию такого вариатора обычно демонстрируют наглядный и весьма простой пример.

Фото: устройство ремня вариатора

Стянув два карандаша резинкой, начинают крутить один из них, и тогда оба крутятся с одинаковой скоростью.

Фото: устройство клиноременного вариатора автомобиля

Но если один из карандашей будет толще, то пока он сделает один оборот, второй, что тоньше, прокрутится два раза или больше.

Точно также устроен и вариатор. Правда, роль карандашей в них играют конусообразные шкивы.

Фото: стальная цепь для вариатора

В роли резинок выступают клинообразные ремни. Есть, правда, еще два вида вариаторов, у которых между шкивами цепи или диски.

Стоит ли покупать машину с вариатором

Современные машины с ВКПП отличает, кроме динамики и экономичности, еще и надежность. Но при приобретении подержанных авто все показатели могут оказаться смазанными.

Дело в ресурсе. Новый вариатор обойдется в сумму, составляющую 30% стоимости самого автомобиля. Замена одного только ремня в 60 тыс. руб., не меньше.

Масло для CVT – это вообще уникальная субстанция, предназначение которой смазывать, и, в то же время, не давать скользить.

А ведь это взаимоисключающие требования. Но без этого масла ремни или цепи начнут проскальзывать, на шкивах образуются задиры, их придется менять.

До какого возраста нужно детское автомобильное кресло в России, читайте здесь.

Потому важно контролировать его уровень. Иногда после замены масла в вариаторе авто дергается, а это может сразу отпугнуть потенциальных автовладельцев.

Важную роль для ВКПП играет датчик скорости. Если он отказывает, ремень скидывается блоком управления (БУ) в аварийное положение.

Происходит торможение двигателем, при котором ремень деформируется или разрушается, если скорость достаточно высока.

Автомобиль с вариатором любит плавные разгоны и торможения. Тогда ремни работают в оптимальном, а шкивы в щадящем режимах.

При покупке подержанной машины проверяют их работу без разбора коробки — плавно тронувшись, и проехав на небольшой скорости примерно километр. Никаких рывков быть не должно.

Сервисное обслуживание машин, оборудованных вариатором, даже в крупных городах оставляет желать лучшего.

А в провинции вообще сложно найти специалистов, которые возьмутся за ремонт ВКПП, тем более что детали на большинство вариаторов никто не поставляет. Да и сами производители чаще всего рекомендуют замену, а не ремонт.

Машины, оборудованные вариатором, отличает экономичность, низкая токсичность выхлопных газов и улучшенная динамика разгона.

А плавное бесступенчатое изменение передаточных чисел обеспечивает таким автомобилям плавность хода. Нет переключений, значит, нет рывков, что на срок службы трансмиссионных узлов влияет положительно.

Кроме того, вариаторы имеют по сравнению с АКПП простую конструкцию, небольшой вес и являются надежными.

Водитель машины с вариатором от ручного переключения передач избавлен. Словом, почти каждый плюс вариатора – это плюс транспортному средству, которым он оснащен.

Так, вне зависимости от скорости, ВКПП удерживает авто в оптимальном мощностном диапазоне, что позволяет повысить экономию топлива.

Улучшение работы силового агрегата приводит к снижению количества выбросов в атмосферу. Оптимизируется не только работа двигателя, но и другие элементы привода.

У вариатора отличная реакция. Даже если дорожные условия изменяются, машина движения не замедляет.

Мощность при этом вариатор теряет меньшую, чем обычная АКПП, а машина стремительно разгоняется. Мотор управляется электроникой, поэтому его рабочий режим характеризуется, как щадящий.

Для владельца это означает снижение вероятности ремонта вариатора и стоимости его обслуживания.

А издаваемый машиной с вариатором уровень шума по уровню намного слабее того, что издают обычные автомобили.

По устойчивому мнению обладателей авто с ВКПП, главным фактором, влияющим на работу вариаторов, является трение.

Устройство ведь работает за счет трения (т. е., фрикционно), из-за чего крутящий момент передает ограниченный.

А при его превышении начинается проскальзывание, а затем интенсивный износ рабочих поверхностей.

Это значит, что вариаторам не желательно работать с двигателями, имеющими высокую мощность. Вариаторным коробкам не нравятся долгие и максимальные нагрузки.

Они изнашиваются при использовании авто в режиме резких рывков и торможений. Поэтому на внедорожники ВКПП устанавливается редко.

На правильность работы ВКПП влияют всевозможные датчики — давления, скорости, ABS, положения коленвала.

Если выйдет из строя один из них – трансмиссия из друга может превратиться во врага, постоянного требующего ремонта.

В вариатор заливается специальная жидкость, которая требует контроля уровня и замены, но подобрать жидкость, например, по аналогии с АКПП нельзя – это не просто трансмиссионное масло, а жидкость, предназначенная для вариаторов, и, кстати, дорогая.

Относительная простота вариаторов не отменяет регулярного обслуживания, подразумевающего не просто диагностику.

В ряде сервисных центров официальные дилеры сразу предлагают замену вариаторов, поскольку это намного легче ремонта коробки.

Если владельцу дорога машина, то ему придется раскошелиться: замена ВКПП обойдется в треть стоимости всего автомобиля.

И, наконец, скорей каприз, чем недостаток – вариатору для переключения передач требует пару секунд, что некоторых обладателей машин с ВКПП не очень устраивает.

Однако АКПП тоже в этом смысле является тугодумом, а конструкция у нее намного сложнее.

Руководство по вождению авто

У машин с ВКПП и АКПП отсутствуют педали сцепления, т. е. педали всего две – «газ» и «тормоз». Не только этим похожи эти две КПП.

Видимо поэтому многие автовладельцы упорно относят вариатор к одному из типов автоматических коробок.

С классическим автоматом вариатор объединяют схожие режимы работы:

Источник: jurist-protect.ru

Вариатор — что это такое и чем он отличается от АКПП

Идея переключения передач без участия водителя появилась уже давно. Она существует еще с первых автомобилей, появившихся на конвейере завода «Ford». Люди модернизировали механические КПП, создали полуавтомат, АКПП, но не добились нужной плавности и полного ощущения спокойного переключения, потому как любая трансмиссия подразумевала толчок и включение, что являлось не всегда комфортным. Да и расход топлива от этого возрастал, потому что мотор необходимо достаточно хорошо раскручивать, чтобы получить нужное ускорение, без ущерба для агрегата. Одной из идей развития автоматической коробки, стала коробка передач с бесступенчатым переключением.

Вариатор – что это

Вариатор – это новый тип КПП, наравне с остальными видами трансмиссиями, тоже прочно входит в жизнь многих автовладельцев. Несмотря на всю его простоту и гениальность, эта система еще до сих пор не достигла совершенства. Сегодня вы узнаете о том, как применяется вариатор, его принцип действия, что отличает его от автоматической коробки и как такое устройство применяется на автомобилях.

Чем отличается автоматическая коробка передач от вариатора

Вариатор имеет серьезные отличия от АКПП. Если внимательно изучить что движет автоматической коробки передач, то можно сделать вывод о том, что это заключается в быстром изменении передаточных чисел, без участия водителя. Если бы все автомобили не нуждались в переключении передач, то мы бы получили такое средство передвижения, которое движется с одной и той же скоростью, напрямую зависящей от оборотов двигателя. В качестве примера, можно взять автомобили, у которых есть только первая и третья передача. В первом случае автомобиль легко ускоряется, но имеет меньшую максимальную скорость, которая пагубно будет влиять на детали двигателя, а во втором случае автомобиль будет ехать быстрее, но очень долго разгоняться, к тому же, тронуться на третьей передаче очень трудно. Таким образом, передачи – являются важной частью автомобиля, которые позволяют эффективно использовать крутящий момент двигателя. Переключение передач может быть автоматическим или ручным.

В автоматической коробке передач используются шестерни, которые образуют пары передач. В отличие от механической коробки, эти шестерни имеют планетарный вид, который позволяет включить нужную пару как можно плавно. Переключение сопровождается характерным толчком, который особенно заметен при быстром ускорении.

Вариатор же, в свою очередь не имеет таких ступеней, а соответственно и толчков, что делает его малозаметным при изменении передач. Такое связано с тем, что в его конструкции, в отличие от других коробок, отсутствуют шестерни и устроен он намного проще.

Как устроен вариатор и как работает это устройство

Вариатор – что это? Какой-то сложный механизм, или простейшее устройство переключения передач? Самый простейший вариатор основан на применении специальных шкивов, которые связаны между собой при помощи ременной передачи. Шкивы имеют конусообразную форму, наконечники которых направлены в разные стороны и имеют возможность перемещаться в горизонтальной плоскости. Таким образом, принцип действия вариатора заключается в следующем: при изменении оборотов двигателя, под действием центробежных сил, ведущий шкив сжимается и выталкивает ремень наружу, второй шкив, в свою очередь, начинает разжиматься и ремень утопает в нем. Для управления шкивами может применяться электронная система из сервоприводов и комплекта датчиков. Во время этих процессов, передаточное число меняется плавно и практически не заметно для водителя.

Помимо обычного вариатора, в современных автомобилях также применяется тороидный, в основе которого лежит принцип двух дисков и огибающих роликов. При изменении частоты вращения коленвала, меняется положении роликов, а также радиусы, по которым они огибают диск. Для того, чтобы сделать это, используются специальные прижимные устройства. Такой вариатор является наиболее компактным и самым надежным, но очень сложным в производстве.

Для передачи момента от двигателя к трансмиссии использует либо обычное сцепление, либо гидротрансформатор, который блокируется после начала движения.

В качестве ремня, в вариаторе может быть использован обычный резиновый ремень или цепной привод. Многие знаменитые автомобильные компании используют ремень, в котором вживлены металлические пластины. Не смотря, на все различия, принцип действия вариатора это не меняет.

Многие вариаторы могут оборудоваться специальными опциями, такими, например, как эмуляция переключения, в виде своеобразных толчков. Практической необходимости в этой функции нет, она лишь создает ощущение использования АКПП. Это разработано для истинных ценителей традиционных коробок передач. Кроме того, вместо «кик-дауна», как на АКПП, при нажатии педали акселератора в пол, происходит мгновенное изменение передаточного числа, и автомобиль начинает очень быстро разгоняться.

Где применяется вариатор

Свое применение он нашел в скутерах – транспорте, который плавно набирает скорость. Благодаря своим небольшим размерам и весу, такая коробка легко располагается в небольшом корпусе мини-мотоцикла. Кроме того, вариаторы успешно применяются в катерах, где характерны малые нагрузки, создаваемые водой. В данный момент это ведущая область применения вариаторов.

Более мощные виды вариаторов, постепенно внедряются в трансмиссию автомобилей, а также на производстве, для изменения частоты вращения специальных станков.

Какие достоинства и недостатки имеет вариатор

Прежде всего, стоит рассмотреть все преимущества, которые скрываются под вариатором.

  1. Бесступенчатое ускорение, которое подразумевает отсутствие любых рывков, делает такую коробку передач очень комфортной при эксплуатации.
  2. Благодаря поддержанию нужных оборотов, в КПП обеспечивается эффективное использование мощности, а это значит, что позволяет во много раз сократить расход топлива.
  3. Такая коробка передач неуязвима к изменению ландшафта местности, пока нога находится на педали газа. Даже если вы начнете движение в гору, плавное понижение передачи не даст автомобилю вынуждено снизить скорость движения. В этом вариатор превосходит многие виды трансмиссии.
  4. Динамика разгона значительно превышает показатели механической и автоматической коробок передач. Дело в том, что для переключения МКПП и АКПП требуется некоторое время, за которое шестерни смещаются в нужную сторону. Внутри вариатора этот процесс осуществляется намного быстрее, за счет отсутствия специальных механизмов.
  5. У вариаторов самый простейший механизм. Если автоматические коробки передач имеют большое количество сложных механизмов, то вариатор представлен всего двумя шкивами, что облегчает эксплуатацию и обслуживание агрегата.
  6. Вариатор обеспечивает легкое начало движения. Принцип действия позволяет тронуться с нужной плавностью при любом навыке езды. Кроме того, плавная работа не позволит «угробить» коробку даже начинающему водителю, что делает ее очень полезной при обучении вождению.
  7. В зимнее время пуск двигателя с вариатором значительно облегчается, потому что он плохо поддается замерзанию, что является несомненным плюсом.

Тем не менее, у вариатора есть определенные минусы

  1. Автомобиль, оснащенный вариатором, необходимо чаще подвергать техническому обслуживанию. Дело в том, что у него есть слабое место – ремень, который необходимо менять каждые 60 тысяч километров и эти цифры могут меняться, в зависимости от модели автомобиля. Если сравнивать с автоматическими коробками передач, то их можно не подвергать подобному обслуживанию до 100 тысяч километров. Недостаток устраняется применением цепного привода, который, однако, имеет высокий уровень шума. Также сюда следует включить то, что он служит значительно меньше, нежели автомат или механика.
  2. Данная коробка переключения передач не переносит большие нагрузки, из-за низкой прочности механизма, в частности, ремня. Именно поэтому его редко применяют для внедорожников, или любых других автомобилей, которые используются для езды в тяжелых условиях.
  3. В случае поломки вариатора, очень сложно найти сервисный центр, который возьмется за его ремонт. Несмотря на то, что стоимость ремонта обходится в 30% от стоимости агрегата, намного проще его поменять, нежели ремонтировать. Такая коробка передач очень чувствительна к любому стороннему вмешательству, поэтому сервис необходимо выбирать с умом.
  4. Не все вариаторы работают быстро. Некоторые из них могут «распознавать» обороты в течение 1-2 секунд, прежде чем включится нужная передача.
  5. Вариатор работает на основе импульсов, поступающих со многих датчиков, например, датчик положения коленвала, датчик скорости, датчик АБС и многих других. Поломка хотя бы одного из них может привести к серьезным проблемам, так как неисправность будет нарастать постепенно по цепочке.

С учетом всех достоинств и недостатков, пока что, предпочтение лучшего всего отдать именно автоматической коробке передач. Тем не менее, идея с применением такого простого механизма довольно перспективна и вполне возможно, что в ближайшем будущем вариатор все же вытеснит АКПП.

Как правильно использовать вариатор

  • Необходимо всегда контролировать наличие специальной жидкости внутри вариатора. Если он будет работать без нее, то последствия могут быть такими же печальными, как и для обычной коробки передач. Если избегать больших нагрузок, такая коробка сможет содержать жидкость в нужном качестве и ее хватит на весь срок службы. В противном случае, ее необходимо вовремя менять, иначе потом переключение передач будет затруднительным.
  • В зимнее время нельзя сразу нагружать вариатор. Необходимо некоторое время, чтобы механизм полностью прогрелся. Впрочем, это суждение относится и для остальных видов трансмиссии.
  • Вариатор не терпит резких стартов. Слишком большая и внезапная нагрузка, навсегда может поставить крест на ремне привода КПП. Следует помнить, что данная коробка передач не предназначена для таких больших нагрузок. Это обуславливается низкой прочностью механизма.
  • В случае, если поломка все же случилась, ни в коем случае не пытайтесь починить его самостоятельно. Лучше всего, сразу же обратиться к соответствующему специалисту, иначе есть риск получить еще более серьезную поломку. А, как известно, коробка передач является одним из ведущих компонентов, без которых движение автомобиля не возможно.

Вот и все, что необходимо знать о бесступенчатой трансмиссии. Как уже стало понятно, вариатор имеет вполне положительные перспективы для развития и вскоре может стать главным элементом трансмиссии автомобилей.

Видео по теме

Источник: 365drive.ru

Вариатор: что это, как работает и чем хорош вариатор?

  • Легковые автомобили
  • Легковые такси
  • Маршрутные автобусы
  • Автобусы Автобусы > 16 мест
  • Грузовые авто Грузовые авто > 16 тонн
  • Тракторы и стоит. техника
  • Мотоциклы
  • Троллейбусы
  • Трамваи
  • Сначала выберите марку

2 клика и вы узнаете самый выгодный тариф!

Вариатор сегодня заслужил довольно много симпатий. и вместе с ними разочарований владельцев, которых, впрочем, не так много. Но факт остаётся неизменным: несмотря на то, что вариатор был придуман очень давно, на сегодняшний день эта система является ещё достаточно «сырой» и не до конца доработанной даже самыми ведущими автопроизводителями.

В этой статье мы рассмотрим, что такое вариатор, как работает вариатор в типичном среднеразмерном автомобиле, чем он лучше АКПП и механической коробки — всё это мы узнаем, ответив на несколько вопросов на нашем пути:

  • Чем вариатор лучше по сравнению со старой-доброй планетарной автоматической коробкой передач?
  • Из каких частей состоит вариатор и как эти части работают?
  • Какие недостатки имеет CVT по сравнению с обычными АКПП?
  • Какое впечатление производит вариатор на водителя при управлении машины с ним?
  • Какие марки и модели включают CVT?
  • Есть ли другие варианты использования CVT, кроме автомобилей?

Во-первых, давайте рассмотрим, чем отличается вариатор от автомата и сравним его с традиционной автоматической коробкой передач.

Так выглядит вариатор «вживую»
Хронология инноваций в вариаторе
  • 1490 — да Винчи показал общественности свои эскизы бесступенчатой ​​трансмиссии (к автомобилям она, разумеется, не имела в то время никакого отношения).
  • 1886 — подан первый патент на тороидальную CVT.
  • 1935 — Dodge получает патент США на тороидальный вариатор.
  • 1939 — впервые введена полностью автоматическая коробка передач на основе планетарной системы передач.
  • 1958 — Daf (Нидерланды) также начинает оснащать свои автомобили вариатором.
  • 1989 — Subaru Justy GL — первое американское производство автомобилей на вариаторах.
  • 2002 — Saturn дебютирует с коробкой-вариатором.
  • 2002 — Российские Лады (2112) получили возможность оснащаться вариатором вместо механической КПП.
  • 2014 — Всё большее число новых автомобилей иностранных марок оснащаются вариаторами, и доля рынка автомобилей на CVT приближается к доле таковых на автомате.
Основы работы АКПП для понимания работы вариатора

Если Вы читали о структуре и функции автоматов, то Вы знаете, что работа такой трансмиссии являет собой изменение отношения передач между двигателем и колёсами автомобиля в автоматическом режиме. Другими словами, совсем без коробки передач автомобили будут иметь только одну передачу — оборудование, которое позволило бы автомобилю поехать на нужной скорости, и скорость эта зависела бы только от оборотов двигателя. Представьте себя на минуту за рулём автомобиля, который оборудован только первой передачей или машины только с третьей передачей. Первый автомобиль будет достаточно быстро ускоряться с места и сможет подняться на крутой холм, но его максимальная скорость будет ограничена до нескольких десятков километров в час. Второй автомобиль, с другой стороны, сможет ехать во многих случаях и более 100 км/ч по шоссе, но практически не сможет стартовать с места, особенно, в крутые холмы.

Таким образом, трансмиссия использует ряд передач — от низкого к высокой, чтобы сделать более эффективным использование крутящего момента двигателя на фоне изменения дорожных и скоростных условий машины. А шестерни в коробке передач могут заменяться вручную или автоматически.

В традиционной автоматической коробке передач шестерни — это буквально шестерни — взаимосвязанные, зубчатые колёса, которые помогают передавать и изменять вращательное движение и крутящий момент от двигателя к колёсам машины. Сочетание планетарных передач создаёт более различные передаточные числа, и передача может производить, как правило, до чётырех передач переднего хода в старых коробках и до 8 передач в новых коробках, а также одну передачу заднего хода. Когда циклы переключения передач сменяют друг друга, водитель может почувствовать толчки каждый раз, особенно, при быстром ускорении.

Как работает вариатор?

Если совсем не разбираться в работе вариатора, то может показаться, что внутри автомобиля сидят человечки и обеспечивают плавную езду машины — примерно как на рисунке

В отличие от традиционных автоматических коробок передач, бесступенчатая ​​коробка передач (что и есть вариатор) не имеет определённого количества передач как такового, что означает, что она не имеет зубчатых шестерён. Наиболее распространённый тип вариатора работает на гениальной системе шкивов, что позволяет наличествовать бесконечным числом передач за счёт изменений толщины между двумя валами: ведущим и ведомым — без каких-либо дискретных шагов. А теперь поподробнее о самом главном: как же работает вариатор — каков общий принцип работы CVT?

В основе работы вариатора лежит принцип рычагов. Давайте постараемся визуализировать работу вариатора (а затем взглянем на картинку ниже). Представьте себе 2 вала, находящиеся рядом друг с другом, на разных концах которых прикреплены по конусообразному наконечнику. Эти валы расположены так, что конусы расположены на одном уровне рядом друг с другом (и каждый из конусов направлен в противоположные стороны). Теперь соединим эти два вала с конусами ремнём или цепью и придумаем такую конструкцию, чтобы мы могли перемещать валы вдоль их оси (перпендикулярно этому ремню), но этот ремень или цепь оставались на одном уровне. Таким образом, мы получим самый настоящий вариатор: представим, что один из этих валов ведущий (приводится в движение двигателем), а другой — ведомый (он раскручивается первым валом). Теперь, так как наконечники у нас конусообразные, мы, смещая один из валов (например, ведомый) немного назад, уменьшим изгиб ремня вокруг него, а сместив ведущий ремень также назад, мы, наоборот, увеличим радиус изгиба уже вокруг конуса ведущего ремня. Таким образом, мы получим такую ситуацию, когда ведущему валу надо сделать всего, к примеру, 2 оборота, чтобы раскрутить ведомый вал на 10 оборотов — получается, что при одном количестве оборотов двигателя, автомобиль будет ехать очень быстро. Если мы сместим теперь оба вала, наоборот, вперёд, то мы аналогично достигнем того, что ведущий вал сделает 10 оборотов, а ведомый — всего 2, что позволит нам забраться в крутую горку, тронуться с места или тянуть за собой тяжёлый груз.

Ниже на картинке визуально представлено то, что описано абзацем выше, за исключением лишь того, что конусы в реальном вариаторе не простые, а имеют по два шкива (на каждом валу по два шкива, которые обращены друг к другу и между которыми проходит ремень):

Видите, как меняется окружность двух концов ремня по мере того, как сужаются и расширяются конусы — именно за счёт этого меняется передаточное число между двигателем и колёсами автомобиля!

Если сравнить вариатор с автоматом — точнее, с планетарной системой автоматической коробки передач, то в последней Вы увидите сложный мир передач, тормозов, муфт, масляных каналов и регулирующих устройств. Для сравнения, вариатор по своему принципу работы является истинным идеалом простоты. Большинство современных вариаторов имеют только три основных компонента:

  • Цепь высокой мощности или резиновый ремень особо состава также высочайшей прочности
  • 2 конусообразных шкива, обращённых друг к другу, на ведущем валу
  • 2 конусообразных шкива, обращённых друг к другу, на ведомом валу

Ну и, конечно же, работу вариатора очень сложно себе представить без отточенной работы бортового компьютера, который обеспечивает изменение положения шкивов в зависимости от нагрузки и скорости автомобиля. Таким образом, вариатор состоит из различных микропроцессоров и датчиков, но три компонента, описанные выше, являются ключевыми элементами, которые составляют «сердце» технологии работы вариатора.

Каждый шкив состоит из двух 20-градусных конусов, обращённых друг к другу. Ремень или цепь входит в паз между двумя конусами. В случае с вариатором клиновидные (в виде трапеции, если смотреть в разрез) ремни являются предпочтительными, если ремень выполнен из резины. Клиновые ремни, собственно, и получили своё название от того, что ремни имеют V-образное сечение, что увеличивает площадь соприкосновения и, соответственно, трение при сцеплении ремня со шкивами.

Когда два конуса шкива находятся далеко друг от друга, ремень движется глубже в образовавшейся канавке, и радиус петли ремня вокруг шкива уменьшается. Когда шкивы сближаются (когда диаметр уменьшается), ремень поднимается в канавке, и радиус петли ремня вокруг шкива, соответственно, становится больше. В вариаторах могут использоваться гидравлическое давление, центробежная сила или натяжение пружины, чтобы создать силу, необходимую для сближения половинок-шкивов.

Шкивы с переменным диаметром должны всегда располагаться парами. Один из шкивов, известный как ведущий шкив, соединён с коленчатым валом двигателя. Ведущий шкив также называют «входным«, потому что в этом случае энергия от двигателя «входит» в коробку передач. Второй шкив называют ведомым шкивом, потому первый шкив поворачивает его.

Расстояние ремня от центра шкивов, где проходит этот ремень, известно как «радиус основного тона«. Когда шкивы далеко друг от друга, радиус основного тона уменьшается. Когда шкивы близко друг к другу, ремень поднимается, и радиус увеличивается. Отношение радиуса основного тона на ведущем шкиве к радиусу на ведомом определяет сложный механизм, управляемый компьютером. Когда один шкив увеличивает свой радиус, другой, напротив, уменьшает свой радиус, и происходит это синхронно, что позволяет удержать ремень натянутым. Поскольку эти два шкива изменяют свои радиусы относительно друг друга, они создают бесконечное число передаточных чисел — от самого низкого к максимально высокому и всему, что находится между ними. Например, когда радиус основного тона мал у ведущего шкива и большой у ведомого шкива, то скорость вращения ведомого шкива уменьшается, что приводит к более низкой передаче. А когда наоборот, то достигается более высокая передача, имеющая свой максимум. Таким образом, в теории, вариатор имеет бесконечное число «передач».

Простота и бесступенчатая природа CVTs делают его идеальным вариантом коробки и чётко даёт ответ на вопрос что лучше: вариатор или автомат. Между тем, вариаторы используются не только в автомобилях, но и для различных машин и устройств. Так, CVT использовались в течение многих лет в электроинструментах и, в частности, сверлильных станках. Они также используются в различных других транспортных средствах, в том числе тракторах, снегоходах и мотороллерах.

Пример использования вариатора в велосипедах
Как устроен клиновидный ремень?

Внедрение новых материалов делает вариаторы еще более надежными и эффективными. Одним из наиболее важных достижений была разработка и создание металлических «клиновидных» ремней для подключения шкивов в качестве замены резиновым ремням и цепям. Эти гибкие ремни состоят из нескольких (обычно от 9 до 15) тонких полос из стали, которые все вместе составляют высокопрочный состав.

Устройство клиновидного ремня

Плюсы клиновидных ремней заключаются в том, что они не скользят и очень прочны, что позволяет вариаторам работать с большими значениями крутящего момента двигателя. Они также тише, чем резиновые ремни.

Цепь и клиновидный ремень вариатора

Как работает тороидальный вариатор?

Хотя система тороидального вариатора кажется значительно более другой, все компоненты аналогичны системе вариатора со шкивами и ремнём и приводят к тем же результатам — бесступенчатой работе коробки передач. И вот как это работает:

  1. Один диск подключается к двигателю. Это эквивалентно ведущему шкиву.
  2. Другой диск соединяется с приводным валом. Это эквивалентно ведомому шкиву.
  3. Колёсики, расположенные между дисками, действуют как ремень, изменяя передаточное число, передаваемое с одного диска на другой.

Колёсики могут вращаться по двум осям. Они вращаются вокруг горизонтальной оси и наклоняются вокруг вертикальной оси, что позволяет им касаться дисков в различных областях.

Чем хорош вариатор? Все его плюсы и минусы

Вариаторы становятся все более популярными в автомобилях, и не зря. Они могут похвастаться целым рядом преимуществ, которые делают их привлекательными как для водителей, так и для экологов. В таблице ниже приведены некоторые из ключевых особенностей и плюсов вариаторов.

Источник: howcarworks.ru

Вариатор или автомат?

Вариатор или бесступенчатая АКПП – что это такое?

Что такое вариатор (CVT).

Вариатор проще всего себе представить как бесступенчатую автоматическую коробку передач. Если сложно представить бесступенчатую – то, скажем, сто ступенчатую. Т.е. трансмиссию, у которой нет фиксированных передаточных коэффициентов, как у механической и автоматической коробок. Передача крутящего момента от двигателя к колесам может плавно меняться от минимального до максимального значения.

Конструкция вариатора.

Конструктивно самый простой вариатор можно представить так: два крутящихся конуса, направленных друг навстречу другу и соединенных ремнем. Ремень передает крутящий момент. Свободно передвигаясь вдоль конусов, он плавно меняет передаточное число (скорость и мощность) крутящего момента.

Современные вариаторы намного сложнее, но суть остается именно такой.

Ключевые особенности конструкции.

    Отсутствие жесткого соединения между двигателем и колесами (как это происходит в шестеренках «механики») определяет ключевые особенности этой трансмиссии:
  1. Мягкость нарастания и падения тяги.
  2. Сложность в передаче очень больших тяговых усилий.
  3. Нет момента расцепления при переключении, т.е. отсутствия тяги.

Особенности вариатора определяют некоторые интересные черты управления автомобилем с ним.

Разгонная динамика вариатора.

Старт на вариаторе.

При нулевой скорости обороты двигателя на уровне «холостых», 700-900 об/мин. При нажатии на педаль акселератора автомобиль сначала «набирает обороты двигателя», почти не двигаясь с места. Набрав обороты, автомобиль начинает двигаться с постоянной тягой, без «дерганий» на переключение передачи.

Я бы назвал такой режим «выстрел из рогатки». Т.е. мы сначала натягиваем резинку (набираем обороты двигателя), а потом постоянно разгоняем авто с постоянным тяговым усилием.

Соревнование разгона: вариатор и «автомат».

Если мы поставим соревноваться две одинаковые машины — с вариатором и с классическим «автоматом» (с одним сцеплением), то после старта увидим следующую картину. Автомобиль с «автоматом» достаточно резко стартанет и начнет разгоняться, периодически «дергаясь» на переключения передач. Авто с вариатором проиграет старт, как будто водитель нажал акселератор позже. Зато после машина начнет ровно и стабильно разгоняться и в какой-то момент обгонит «автомат».

Во-первых, «автомат», переключая передачи, разрывает сцепление и значит, тяга нестабильна. В этот момент двигатель не разгоняет машину. Если среднее время переключения около 0,25 с, то, умножив на 4 интервала (с 1-й по 5-ю передачу), получим 1 секунду отсутствия тяги. Для средней машины, разгоняющейся до 100 км за 10-12 секунд, это почти 10% времени.

Во-вторых, при разгоне вариатор стабильно «держит» обороты двигателя в зоне максимально крутящего момента. Разгон машины осуществляется за счет изменения передаточного числа трансмиссии. Классические инжекторные бензиновые двигатели очень «вялые» на оборотах менее 3,5 т. об/мин. Их мощность просыпается в зоне 4,5-6,5 тысяч оборотов. Автомат же, хотя и пытается держать обороты в высоких зонах при активном разгоне, но стрелка тахометра все равно плавает в большом диапазоне частот, захватывая не всегда самые тяговитые области.

На каких оборотах будет разгонять автомобиль вариатор?

Поскольку вариатор сам (вернее, его программа) определяет, когда прекратить повышение оборотов и начать «отдавать тягу» на колеса, то это один из самых главных вопросов управления автомобилем этого типа. «Старые» вариаторы всегда повышали обороты до максимума, заставляя «рычать» двигатель, даже если водителю нужно было лишь небольшое ускорение. Этот безусловный недостаток был исправлен в вариаторах нового поколения 2007-2010 гг.

При плавном нажатии на акселератор трансмиссия лишь чуть-чуть приподнимает обороты, разгоняя автомобиль слабо, на низких оборотах движка. При достаточно резком нажатии обороты сразу становятся в зону самого оптимального момента (на моей машине это 4,5 т. оборотов) и тянут, пока не ослабишь давление на педаль ускорения. При «педали в пол» коробка ставит сразу граничную «красную зону», т.е. максимальный крутящий момент, и держит его, пока не оторвешь педаль.

Таким образом, водитель управляет частотой оборотов двигателя при разгоне скоростью нажатия педали акселератора. Это очень логично и понятно. Чем быстрее вы хотите разогнаться, тем быстрее вы нажимаете педаль скорости.

Эмуляция ручной коробки на вариаторе.

Ручной режим «переключения передач».

На коробках вариаторного типа, как и на АКПП, часто ставят «ручной режим», т.е. возможность движением ручки переключать передачи на повышенную или пониженную. Если в «автоматах» это прямая команда переключить передачу, то в вариаторе это совсем другой процесс. Фиксированных передач у него нет.

Режим ручного переключения передач делает эмуляцию ручного управления. Панель приборов покажет вам номер передачи, обороты двигателя изменятся. Но современный вариатор не даст вам загнать тахометр в «красную зону». Он все равно «переключит за вас передачу» при приближении стрелки к опасному делению. То же и при сбросе оборотов. Он не даст двигателю заглохнуть на слишком низких оборотах.

Разгон в ручном режиме получается хуже, чем в автоматическом.

При разгоне на вариаторе в автоматическом режиме (селектор в «D») обороты двигателя постоянные и находятся в максимальном крутящем моменте. При разгоне в ручном режиме стрелка тахометра плавает от минимума до максимума, как на АКПП, захватывая неоптимальные зоны тяги движка и не обеспечивая ровную хорошую постоянную тягу.

Лично мне так и не удалось добиться лучшего разгона в ручном режиме по сравнению с автоматическим.

Эксперименты на трассе и на автодроме с вариатором в режиме автомата и режиме ручного переключения приводят меня к мысли, что ручной режим сделан только в маркетинговых целях и для удобства некоторых водителей, которые привыкли к такому управлению.

Если вы выбрали вариатор – водите его в режиме «автомата», в положении «D».

Особенности движения автомобиля с такой трансмиссией.

Резкий разгон невозможен.

Когда на ручной коробке мы достаточно резко бросаем сцепление при достаточной тяге, автомобиль может прокрутить ведущие колеса, прежде чем сдвинется с места. Иногда это используют специально, но часто это получается само собой из-за недостатка опыта. Например, это типичная ошибка на скользкой дороге при старте со светофора на переднеприводном авто.

Вариатор не даст резкого нарастания мощности. Значит, такая пробуксовка практически невозможна. Для многих водителей это означает более плавный и грамотный старт на скользком покрытии. Т.е. конструкция автомобиля с вариатором прощает такие ошибки водителя.

Задержка ускорения автомобиля при нажатии на «газ».

Поскольку в первый момент нажатия на педаль акселератора вариатор не дает тяги на колеса, а сначала набирает обороты, то возникает эффект задержки реакции авто на педаль газа. Например, водители на полноприводных авто на вариаторе часто подолгу не могут освоить занос. Инструктор объясняет, что надо кратковременно нажать газ сразу же после поворота руля. Для вариатора это не проходит. Газ надо нажимать в момент поворота руля. Это не сложно и сразу осваивается всеми водителями после разъяснения. Но сам факт того, что эффективному управлению авто с вариатором надо учиться, неоспорим.

Еще один пример. При обгоне обычно водитель «дает газ» при выходе на встречную полосу. Для авто с вариатором обгон будет эффективнее, если «дать газ» за 0,25-0,5 секунды до начала маневра.

Удобство вождения на скользкой дороге.

Скользкая дорога не терпит резких управляющих действий водителя. Если вы, конечно, не каскадер. Вариаторная коробка сглаживает резкие нажатия и отпускания педали газа. Значит, конструкция дополнительно контролирует водителя, прощает некоторые ошибки.

Постоянное присутствие тяги тоже увеличивает безопасность. Есть много примеров, когда отсутствие тяги может вызвать занос и вращение авто на скользкой дороге. Переключение передачи невовремя — из-за ошибки водителя или самопроизвольно — на классическом «автомате» могут спровоцировать эти ситуации. На вариаторе такой проблемы нет.

Экономия топлива при ровном движении.

Особенность вариатора – постоянно подбирать оптимальное передаточное число. Это приводит к тому, что, например, при постоянной ровной езде в потоке обороты двигателя держатся всегда в зоне 1,5 т. оборотов. На моей машине — вплоть до скорости 100 км/ч. А чем меньше крутится двигатель, тем меньше тратится топливо.

Мои эксперименты показывают, что при ровной экономичной езде на вариаторе расход топлива равен 6 литрам на 100 км на 2 литровом двигателе (150 лошадей).

Особенно хорошо экономия топлива проявляется в сочетании с круиз-контролем. Ведь автоматический контроль скорости очень плавно «газует», а соответственно, вариатор держит при этом минимум оборотов.

Резюме: плюсы и минусы вариатора.

Итак, подведем итоги всего вышесказанного.

Минусы вариатора.

  1. Невозможность резко стартануть с места, с прокручиванием колес.
  2. Не работает со слишком мощными двигателями. Современные вариаторы ставят на авто с двигателем до 200 лошадей.
  3. Для сложного вождения надо менять свои навыки. В те моменты, когда нужно точно «давать газ» (стабилизация при маневре, вызов заноса на полном и заднеприводном авто, скоростной выход из поворота и т.д.), надо давать чуть упреждающее нажатие на педаль акселератора.
  4. Невозможность хорошей спортивной езды. Спортивные приемы плохо работают.

Плюсы вариатора.

  1. Хорошие показатели разгона для среднемощных автомобилей.
  2. Пониженный расход топлива по сравнению с автоматом. Особенно хорошо проявляется экономия топлива в сочетании с круиз контролем при движении по трассе.
  3. Дополнительная безопасность в экстремальных ситуациях. Плавное нарастание и падение тяги не дает дестабилизировать авто. Постоянное сцепление избавляет, например, от таких моментов, как нестабильное поведения автомобиля в управляемом заносе при автоматической смене передачи.
  4. Ну и, естественно, все плюсы «автомата»: не надо переключать передачи, нажимать сцепление и т.д. Т.е. легкость управления автомобилем.

Вариатор. Кому рекомендован, а кому нет.

Если вы любите погонять, резко стартовать, предпочитаете спортивный стиль езды, то вариатор явно не для вас. В этом случае я рекомендую или классическую механику или автоматы с двойным сцеплением (DSG). Ну, если для вас автомобиль — это аппарат только с двигателем больше 200 лошадей.

Если же вы ездите в городе и по трассе без нарушения ПДД, заботитесь о плавности хода автомобиля и экономии топлива, при этом любите комфорт в управлении – то вариатор хороший выбор.

Но какое бы ни было оснащение автомобиля, красота и безопасность вождения зависит в первую очередь от профессионализма водителя!

Безопасности вам на дорогах.

безопасного управления автомобилем

Источник: www.extrimdrive.ru

Вариатор: что это такое? Разберемся

Существует бесконечное количество допустимых режимов при движении автомобиля. Оптимальная работа двигателя может быть обеспечена лишь в том случае, если число ступеней в коробке передач тоже будет бесконечным. В таком случае уместно использовать вариатор. Что это такое? Это единственный на данный момент вид КПП, который позволяет осуществлять бесступенчатое трансформирование передаточного отношения между трансмиссией и двигателем. Это означает, что каждый режим работы автомобиля может работать с наиболее эффективным значением передаточного отношения, а не усредненного, как в других вариантах трансмиссий.

Вариатор: что это такое?

Благодаря постоянной работе двигателя в зоне оптимальных оборотов достигается повышенная экономичность, более качественная динамика работы, снижение уровня токсичных выхлопов. Тут передаточное отношение плавно изменяется, а не ступенчато, поэтому такие автомобили характеризуются плавностью хода. Срок службы узлов трансмиссии увеличивается за счет отсутствия рывков во время переключения передач, именно этим и характеризуется вариатор. Что это такое и для чего он предназначен? Это устройство малого веса, простой конструкции, а также достаточной надежности. Как и автоматические коробки передач, он предназначен для избавления водителя от необходимости переключения.

Недостатки

Теперь, когда понятно, чем хорош вариатор (что это такое, вы уже знаете), возникает вопрос о том, идеальная ли это коробка передач. Нет. Основной недостаток этого варианта состоит в том, что он фрикционный, то есть работает не за счет зубчатого сцепления, а за счет трения, поэтому способен осуществлять передачу ограниченного крутящего момента. При его превышении рабочие поверхности будут проскакивать, что приводит к интенсивному изнашиванию. Это говорит о невозможности его использования совместно с мощным двигателем.

Вариатор не терпит долгой работы в режиме наибольшей нагрузки. Он быстро изнашивается при резких рывках и торможениях, характерных для спортивного стиля вождения. Стихия этого варианта – плавное спокойное движение.

Каков его принцип действия?

На данный момент в автомобилях используется два типа: торовый и клиноременной. Второй состоит из пары раздвижных шкивов, между которыми натянут ремень. Один из шкивов соединен с двигателем, являясь ведущим, а второй с колесами – ведомый. Шкивы раздвижные, то есть состоят из половинок. Когда они сближаются, происходит выталкивание ремня наружу, а при их раздвижении ремень проваливается. Радиусы, по которым ремень движется, изменяются синхронно. Итогом этого является плавное трансформирование передаточного отношения: если радиус ведущего шкива меньше ведомого, то передача будет пониженной, в противном случае – повышенной.

Торовый вариатор предполагает использование конусовидных дисков вместо раздвижных шкивов, а ремень заменен на ролики. Ведущий диск сопряжен с коленвалом двигателя, а ведомый – с трансмиссией. Ролики прижимаются к дискам, и передают крутящий момент. Ремонт вариаторов в том и ином случаях предполагает замену изношенных частей на новые.

Источник: fb.ru

Чем вариатор отличается от автомата, что из них лучше

Двигатели внутреннего сгорания выдают максимальные показатели по крутящему моменту и мощности в довольно узких диапазонах по частоте вращения коленчатого вала. Передача и преобразование усилия происходит через механизмы трансмиссии, состоящей из сцепления, коробки переключения передач или вариатора и редуктора.

Вариатор позволяет плавно изменять крутящий момент

Изменения крутящего момента в этой цепочке происходит во втором звене и от его устройства во многом зависят динамические характеристики автомобиля.

Большая часть серийных автомобилей выпускается с механическими или автоматическими коробками передач. Вариаторы получили меньшее распространение, вместе с тем их доля постепенно увеличивается.

Каждое из названных устройств имеет свои сильные и слабые стороны, происходит постоянное совершенствование конструкций, увеличивается надежность, они становятся технологичнее.

Два принципиально разных устройства: вариатор или автомат, что лучше? Для ответа на этот вопрос следует изучить оба механизма их конструкции и особенности.

Сравнение автоматической КПП с вариатором наиболее корректно ввиду того, что управление обоими осуществляется электронными процессорами и практически без участия человека. Водитель фактически только задает режим, а далее все происходит без его вмешательства.

История вариаторной коробки передач CVT

Само название вариатор произошло от латинского слова, означающего в переводе «изменитель». В среде специалистов этот механизм принято называть аббревиатурой CVT, что расшифровывается в английском языке как continuously variable transmission или по-русски «постоянно изменяющаяся трансмиссия». Другие наименования данного механизма: вариаторная коробка, АКПП вариатор или клиноременный вариатор.

Обозначений много, пусть и не все точные, но устройство и принцип действия конструкции при этом не меняется.

По сути, название клиноременный вариатор относится только к одному из видов, который впервые был применен на транспорте. Уже в 1910 году мотоцикл марки Zenith с трансмиссией Gradua-Gear такой конструкции участвовал в гонках и показал хорошие результаты.

После этого участие машин с вариаторами в соревнованиях было запрещено ввиду явного превосходства последних над традиционными коробками передач.

История данного типа трансмиссии в автомобилестроении начинается в 1928 году, когда британская Clyno Engineering Company впервые применила эту схему.

Следующей был голландский автопроизводитель, выпустивший легковую машину DAF 600, оснащенную клиноременным вариатором собственной конструкции Variomatic. Именно эта модель и является первой серийной моделью с данным типом трансмиссии.

На DAF 600 был использован вариатор Variomatic

В последующем вариатор клиноременного типа стал доминирующей, но отнюдь не единственной применяемой в автомобилестроении схемой. Ведущие мировые производители разработали собственные конструкции:

  • Fiat устанавливали на свои машины Transmatic;
  • Mercedes-Benz – Autotronic;
  • Subaru – Lineartronic;
  • Honda- Multimatic;
  • Audi – Multitronic.

Компания Ford пошла еще дальше и запустила в производство два вариатора: Ecotronic и Durashift CVT, ее примеру последовали и японская Nissan с Xtronic и Hyper.

Перечень можно продолжать и дальше. О больших возможностях такой трансмиссии говорит и запрет на ее использование в гонках болидов Формула-1 просуществовавший вплоть до 1994 года.

Что такое вариатор на машине и как он работает

Для ответа на этот вопрос необходимо разобраться в назначении и устройстве этого механизма.

Вариатор позволяет плавно изменять крутящий момент в заданном диапазоне регулирования, в этом состоит его главное отличие от коробки передач. КПП предполагает ступенчатые преобразования, которые происходят при разрыве потока мощности, что отрицательно сказывается на равномерности.

Видео поясняет что такое вариатор и как он работает:

Вариаторная коробка передач имеет довольно сложное устройство и состоит из следующих частей:

  • Механизм, выполняющий функции сцепления, обеспечивающий трансмиссии состояние аналогичное нейтральной передаче КПП.
  • Вариатор.
  • Устройство для реверса, изменяющее направления вращения на противоположное.
  • Процессор с исполнительным механизмом, управляющий работой вариатора.

В качестве устройства, передающего крутящий момент с силового агрегата на вариатор и разъединяющего поток мощности, используются такие виды автоматического сцепления:

  • центробежное — типа Transmatic;
  • электромагнитное — технология Hyper;
  • мокрое многодисковое — модели Multitronic и Multimatic;
  • гидротрансформаторы.

Последнее устройство наиболее популярное и используется подавляющим числом автопроизводителей. Данное устройство обеспечивает максимально плавную без рывков передачу усилия от двигателя, что способствует увеличению ресурса вариатора.

Управление работой всего комплекса механизмом осуществляется электронным блоком, в функции которого входит:

  • Изменение соотношения между ведущим и ведомым валом вариатора в зависимости от режима работы силового агрегата.
  • Управление механизмом сцепления.
  • Обеспечение работы реверсного устройства и планетарного редуктора.

Действия водителя по управлению вариатором мало отличаются от аналогичных манипуляций с автоматической коробкой переключения передач. Он только выбирает режим — все остальное происходит без его участия.

Существует также возможность фиксации передаточного соотношения в вариаторе, что позволяет реализовать некоторые возможности, присущие традиционным коробкам передач. В силу сложившихся стереотипов большинство водителей не всегда способны правильно воспринимать разгон машины при постоянной частоте оборотов коленвала.

Виды и принцип работы вариатора

В автомобильной промышленности применяются два варианта механизмов, различающиеся по устройству. Речь идет о клиноременном и тороидном вариаторах, которые имеют разные конструкции.

Тороидный вариатор не имеет в своем составе ремня, промежуточными элементами являются ролики. Такая конструктивная схема используется реже, но в ней заложен большой потенциал.

Клиноременный

Этот вариант механизма получил наибольшее распространение у компаний, производящих автомобили.

Клиноременный вариатор состоит из одной (реже двух) передач. На двух валах: ведущем и ведомом установлены шкивы, через которые перекинуто кольцо клиновидного ремня. На первых порах при его изготовлении использовалась армированная резина, затем ей на смену пришли стальные конструкции.

Устройство клиноременного вариатора автомобиля

Ведомый и ведущий шкивы состоят из двух частей: конусов, стенки которых имеют наклон около 70 градусов к оси вала. Взаимное перемещение шкивов обеспечивает изменение радиусов и, как следствие, передаточного отношения вариатора.

Видео ролик, поясняющий процесс перемещения шкивов CVT:

Для создания управляющего усилия, направленного на смещение конусов друг к другу используются пружины, давление жидкости или центробежная сила.

Принцип работы клиноременного вариатора обеспечивает непрерывность передачи потока мощности и позволяет создать оптимальные условия для работы двигателя. Так, при наборе скорости или, напротив, сбросе силовой агрегат автомобиля получает возможность работать при постоянных оборотах. Тем самым достигается заметная экономия топлива, снижается его износ и как следствие увеличивается ресурс.

Наиболее уязвимой частью такого вариатора является клиноременная передача, узел подвергается значительным нагрузкам. В настоящее время используются стальные конструкции, состоящие из пакета лент, между собой они соединяются пластинами сложной формы.

Передача усилия в таком случае происходит по всей площади контакта боковой поверхности ремня со шкивом за счет возникающего трения.

Устройство ремня вариатора

В другом варианте применяется стальная цепь, а вариатор по аналогии получил наименование клиноцепного. Каждое звено данной конструкции в своем составе имеет несколько пластинок, объединенных цилиндрическими втулками-осями, обеспечивающими минимальный радиус изгиба.

Передача усилия происходит за счет контакта боковой части цепи с рабочими поверхностями конусовидных дисков.

Малая площадь соприкосновения вызывает значительные нагрузки на детали, для изготовления которых применяется высокопрочная сталь. Вариатор клиноцепного типа обладает наибольшим КПД среди аналогичных конструкций.

С другой стороны его цена выше, нежели у клиноременного механизма из-за применения более дорогостоящих материалов.

Стальная цепь для вариатора

Автомобильные вариаторы в силу особенностей своей конструкции не могут обеспечить вращения в обратном направлении и соответственно заднего хода. Для решения данной задачи трансмиссия снабжается дополнительным механизмом, в большинстве случаев – это шестеренчатый редуктор планетарного типа. По принципу действия он совпадает с аналогичным устройством АКПП.

Такой механизм получил меньшее распространение, в основном его разработкой занимается японская компания Nissan. Оригинальный агрегат получил наименование Extroid и устанавливается он на ряде моделей автомобилей.

В устройстве тороидного вариатора имеются два соосных диска: ведущий и ведомый. В сечении они имеют форму равнобедренного треугольника, боковые стороны которого являются частью окружности.

Устройство тороидного вариатора

Между рабочими дисками находятся два ролика плотно прижатых к ним своими боковыми поверхностями. Указанные элементы подвижны и могут изменять свое положение, синхронно раскачиваясь вокруг осей перпендикулярных к основному валу.

Передача усилия происходит через ролики за счет возникающей в зоне контакта силы трения. Изменение соотношения радиусов приводит к увеличению или уменьшению частоты вращения ведомого вала.

Компания Nissan спроектировала сдвоенную коробку, способную передавать усилие до 300 Нм. Это рекордный показатель для трансмиссий этого типа.

Вариатор с 1999 года устанавливается на ряд мощных заднеприводных моделей, выпускаемых для внутреннего рынка. Агрегат совмещен с планетарным понижающим редуктором, при больших скоростях передача крутящего момента происходит напрямую. В переднеприводных моделях коробка совмещается с дифференциалом и главной передачей.

Как пользоваться вариатором

Управление автомобилем, оснащенным данным видом трансмиссии, не представляет особой сложности. Последовательность действий водителя такая же, как и на автомобилях с автоматическими коробками переключения передач.

Вариатор управляется рычагом селектора, который имеет несколько основных положений. Они обозначены буквами латинского алфавита:

  • N – нейтраль ;
  • Р (parking) – парковка;
  • D (drive) – движение вперед;
  • R (reverse) — задний ход.

В некоторых продвинутых агрегатах имеется также и фиксированный режим, при котором передаточное соотношение остается неизменным. Он используется некоторыми водителями при разгоне из-за особенностей устойчивого стереотипа.

Вопрос «как пользоваться вариатором?» часто задается автолюбителями, впервые столкнувшимися с таким устройством. На деле все достаточно просто:

  • Водитель запускает двигатель и выжимает педаль тормоза.
  • На ручке селектора имеется кнопка блокиратора, которую необходимо утопить, и перевести рычаг в положение D.
  • Плавно отпускаем педаль тормоза и нажимаем акселератор.
  • Машина начинает движение и постепенно ускоряется, при этом обороты двигателя остаются неизменными.

В процессе движения водитель действует только педалями газа, ускоряя движение и тормоза, замедляя его. Никаких других манипуляций с вариатором в ходе поездки производить не нужно.

При кратковременных остановках достаточно просто выжать педаль тормоза. При более длительной стоянке с заведенным двигателем селектор переводится в положение паркинг.

Управление такой трансмиссией значительно проще, нежели механической коробкой передач.

Все изменения передаточного соотношения в вариаторе происходят автоматически под управлением электронного блока. Получить наглядный урок того, как пользоваться вариатором поможет видео ролик, приведенный в конце статьи.

Как показывает практика, быстрее осваиваются с вариатором водители, имеющие опыт управления автомобилями с АКПП и, как это ни странно, новички. Тем, кто ездил исключительно на машинах с механическими коробками, требуется некоторое время, чтобы отучиться от прежних привычек переключения передач.

Плюсы и минусы

Несмотря на сложность конструкции и дороговизну, данный тип трансмиссии получает все большее распространение. Как и любое другое устройство, вариатор имеет определенные плюсы и некоторые минусы.

Для более точной оценки механизма следует определиться с критериями, а лучше проанализировать достоинства и недостатки в сравнении с другими наиболее близкими по функциям механизмами.

Основные плюсы вариатора:

  • Непрерывность потока мощности, передаваемого от двигателя на ведущие колеса.
  • Плавное без толчков и рывков изменение передаточного соотношения.
  • Возможность обеспечения оптимального режима работы двигателя.
  • Низкий уровень шума от работающего механизма, слегка изменяющееся характерное жужжание.
  • Уменьшение расхода топлива.
  • Максимальная оптимизация нагрузок на силовой агрегат и другие элементы привода.

С другой стороны, вышеперечисленные достоинства достигаются за счет высокой сложности механизма и наличия целого ряда устройств, обеспечивающих его работу.

Это влечет за собой удорожание конструкции и увеличение эксплуатационных расходов. В вариаторы заливаются специальные трансмиссионные технические жидкости, которые обеспечивают охлаждение деталей и удаление продуктов износа из рабочей зоны.

Что лучше: вариатор или автомат?

При выборе автомобиля оцениваются его технические и эксплуатационные характеристики. Наиболее близкими по своим возможностям являются вариаторы и автоматические коробки переключения передач.

Автомат и вариатор в чем разница

Сравнивая эти типы трансмиссий, специалисты обращают внимание на целый ряд особенностей каждого из названных механизмов.

Выбирая между коробкой автоматом или вариатором, учитываются их плюсы и минусы.

АКПП – более распространенный вид трансмиссии с отлаженным сервисом и достаточно высокими параметрами.

Видео — сравнение разных видов трансмиссий:

Вариатор обеспечивает максимально благоприятные условия для работы двигателя и отличную динамику при разгоне. Не происходит переключения передач и разрыва потока мощности.

Общее потребление топлива при этом на 10 -15 % ниже, нежели у автомобиля равного по мощности с автоматической коробкой. В условиях постоянного роста цен на топливо, это обстоятельство становится достаточно весомым аргументом в пользу CVT.

Платой за это является высокая сложность агрегата и, как следствие, большие затраты на его техническое обслуживания. В нашей стране сервис для такого рода трансмиссий практически отсутствует, а цены на запасные части довольно высокие.

Отдельный разговор об эксплуатационных жидкостях, в агрегат заправляется от 8 до 10 литров специального и довольно дорогостоящего масла.

Выбирая между автомобилем с вариатором или автоматом, следует учитывать достоинства и особенности той и другой трансмиссии.

CVT имеет лучшие технические характеристики, нежели АКПП, а с другой стороны, регламентное обслуживание и ремонт его обходятся достаточно дорого. Вариатор имеет значительный потенциал для дальнейшего развития с учетом внедрения новых перспективных технологий.

Если заметили, что пинается АКПП, причины могут быть разные. Желательно выполнить диагностику.

Как расшифровать VIN код можно прочитать здесь. Расшифровка дает много информации об автомобиле.

Видео о различных видах трансмиссий (МКПП, АКПП, робот, вариатор), их плюсах и минусах:

Источник: voditeliauto.ru

Что такое вариатор в автомобиле фото

Мудреная трансмиссия, на самом деле, сказано слишком громко. Дело в том, что принцип ее работы предельно прост. Первое упоминание о таком варианте изменения передаточного числа датируется 1490 годом. Леонардо да Винчи — вот кому автомобилисты должны говорить спасибо за обросшую легендами и слухами CVT — continuously variable transmission, что в дословном переводе звучит как «непрерывно переменная передача». Впрочем, долгое время на этот гениальное изобретение мало кто обращал внимание. Изредка им пользовались средневековые мельники, в середине XVIII века о нем вспомнили мануфактурщики. Пытались пристроить два конуса с натянутым между ними ремнем еще несколько раз и позже, но получить действительно надежный агрегат все же не получалось.

Цепь крепче ремня, но очень требовательна к качеству масла и материалов

Ситуация изменилась в середине XX века. Сначала затейливую на вид трансмиссию стали устанавливать на скутеры. Легкий вес транспортного средства, незначительная мощность мотора и, как следствие, небольшие нагрузки на трансмиссию позволили вариатору работать более или менее стабильно. Ну а если что, то и заменить резиновый ремень было несложно. А вот использовать эту трансмиссию на автомобилях первым решил голландский инженер и по совместительству владелец завода DAF Хуб ван Доорн. В 1958 году из ворот завода вышла первая малолитражка с трансмиссией Variomatic. По понятным причинам первый блин, хоть и не выпекся комом, но все же был далек от совершенства, что не помешало ван Доорну в 1965 году продать этот продукт компании Volvo. Трансмиссию стали устанавливать на автомобили третьей серии. Однако впоследствии этот шаг сыграл с компанией злую шутку. Ненадежность конструкции (ремень не выхаживал и 30 000 км) сильно повлияла на имидж компании, в связи с чем шведы быстренько от нее открестились. Ван Доорн не унимался и создал фирму VDT (Van Doorne Transmissie), где в 1971 году приступил к усовершенствованию своей конструкции. Результатом титанического труда стал стальной толкающий ремень, который мы и наблюдаем сейчас в разных вариациях на большинстве современных автомобилей.

Можно с полной уверенностью сказать, что современные вариаторы весьма надежны. Плюс к этому автомобили, оборудованные таким типом трансмиссии, по многим показателям, как то динамика или экономичность, не только не уступают машинам с традиционными автоматическими коробками передач, но и значительно превосходят их. Тем не менее подводные камни все же существуют. Особенно если речь идет о приобретении автомобиля с пробегом. А каков же, собственно говоря, средний пробег вариатора? Как правило, завод- изготовитель закладывает ресурс, сопоставимый с пробегом в 150–200 тыс. км. Что совсем не мешает некоторым экземплярам ходить и больше, а иным, наоборот, не дотягивать до пробега и в 15 000 км. Но если последний случай можно списать на заводской брак и поменять коробку по гарантии, то проблемы, возникшие после гарантийного срока, владельцу придется решать самому. И решать за очень немалые деньги. Какие? Представим, что вариатор на вашей машине убит и его нужно менять на новый. В этом случае будьте готовы выложить за возможность поставить на ход свой любимый автомобиль аж до 30% от его стоимости. Не менее затратен и ремонт. Так, замена ремня может вылиться в сумму порядка 60 000 руб. Хотя бывают случаи и поскромнее. Например, некорректную работу агрегата может провоцировать сгоревший шаговый электродвигатель. Тот самый, что позволяет ремню двигаться по конусам, меняя передаточные числа. Стоимость этого узла, по сравнению с предыдущими, не столь велика, но и он обойдется не менее чем в 10 000 руб.

Что же делать, чтобы не убить новую трансмиссию, и на что обращать внимание при покупке подержанного автомобиля? Основной враг вариатора — масляное голодание. Вообще, если говорить о маслах для вариатора, то они относятся к отдельной касте масел, в обязанности которых входит не только смазка, но и предотвращение проскальзывания. Здравый смысл подсказывает, что одно исключает другое, но именно такие характеристики заложены в масла для CVT. И именно поэтому они столь уникальны. Впрочем, цена у них не сильно кусается. Но если вовремя не долить масло до нужного уровня, то со временем ремень или цепь (есть и такие вариации) начнет проскальзывать по шкивам, тем самым убивая их, что приведет к необходимости замены. А это еще 65–70 тыс. руб. Рассчитывать на то, что их можно будет проточить, не приходится. Производители не закладывают в них ремонтные размеры, в связи с чем придется брать только новые. Стоит также знать, что не любые масла для CVT совместимы. Посему, отправляясь в магазин, нужно четко знать, какое конкретное масло залито в ваш автомобиль. Полная замена масла на вариаторе в наших условиях, как правило, рекомендована через каждые 60 000 км. В связи с чем настоятельно рекомендуем выяснить у прежнего владельца пробег, при котором масло менялось. Если такой возможности нет, обязательно смените масло. А в идеале менять масло в вариаторе при наших условиях нужно не реже, чем через 30 000 км пробега.

Стоит так же помнить, что буксировать автомобиль, оснащенный вариатором, можно только с работающим двигателем. Лишь при этом условии в вариаторе создается необходимое давление для обеспечения смазки и надежного зацепления ремня со шкивами. Если обеспечить это не удается, то о езде на галстуке лучше забыть. В этом случае ваш единственный вариант — эвакуатор. Либо буксировка с частичной погрузкой. Причем погружена должна быть ведущая ось.

Убить вариатор может и неисправный датчик скорости. В случае его отказа блок управления моментально скидывает ремень в среднее аварийное положение, вызывая тем самым экстренное торможение двигателем. В этом случае ремень деформируется, а иногда может и вовсе разрушиться. Правда, происходит это лишь при достаточно высоких скоростях. Если же скорость невелика, то вариатор может и не пострадать. В связи с этим совет: приобретая бэушную машину, позаботьтесь о замене датчика скорости, и желательно, чтобы он был именитого производителя.

Не любит вариатор и рваной езды. Его удел — плавные разгоны и плавные торможения. При таких условиях ремень работает в оптимальном режиме без лишних продольных нагрузок. А это в свою очередь обеспечивает щадящий режим работы шкивов. В противном случае на них появляются задиры, а это некорректная работа трансмиссии, что впоследствии приведет к дорогостоящему ремонту. Проверить, есть на шкивах серьезные изъяны или нет, можно и не разбирая коробку. Для этого достаточно на ровном асфальте плавно тронуться на автомобиле и проехать порядка километра на маленькой скорости. Почувствовали рывки — от приобретения такой машины лучше отказаться. Не любит вариатор и быст рой равномерной езды. В этом случае интенсивно изнашиваются подшипники валов, о чем они начинают заявлять характерным гулом.

Прижилась CVT не только на легковых автомобилях, но и на кроссоверах. И вот они-то оказались в зоне повышенного риска. Если вы решили приобрести такой автомобиль исключительно для имиджа, то опасений быть не должно. Но если вы все же решите эксплуатировать его как внедорожник, будьте готовы к тому, что, скорее всего, ресурс трансмиссии будет далек от заявленного. Удары в трансмиссии, которые при преодолении препятствий или грязи без проблем выдерживают «механика» или классический автомат, губительны для вариатора. Лента вытягивается, зазоры увеличиваются, далее — либо задиры, либо обрыв. Даже элементарный удар о корягу или камень при движении задним ходом может вывести вариатор из строя из-за очень мощного обратного импульса, передаваемого на ремень.

Но не только к техническим проблемам должен быть готов будущий владелец автомобиля с вариатором. Увы, но сервис по обслуживанию и ремонту данного типа коробок до сих пор находится, если так можно выразиться, в зародышевом состоянии. И это в крупных городах. О провинции и говорить не приходится. Специалистов, действительно разбирающихся в особенностях конструкции этого, на первый взгляд, несложного технического устройства, очень мало. А те, кто есть, обычно работают в официальном сервисе, да и то в основном их роль сводится к диагностике агрегата с последующей рекомендацией его замены. Почему только замены? Многие производители CVT посчитали свои вариаторы не ремонтопригодными, в связи с чем вообще не поставляют к ним запчасти. Более или менее лояльно к этому относятся только «европейцы». Если же говорить о «японцах», то запчасти к ним вы днем с огнем не сыщете. А если и повезет, то цена будет достаточно велика, а машина в ожидании узла или детали зависнет на подъемнике недели на две-три. Существуют сложности и с документацией по ремонту и обслуживанию. Более или менее доступной эта информация становится спустя два-три года после появления модели на рынке. До этого момента официалы хранят тайну не хуже, чем спецагенты, а иногда этой самой информацией попросту не владеют. Им и знать-то ее не надо, просто меняй на новую — и все. Впрочем, винить их в этом не стоит — так требует производитель. А все это означает только одно: в случае неисправности помыкаться придется.

И тем не менее с каждым годом надежность этих коробок растет, а гарантированный ресурс многих из них уж е перевалил за отметку в 200 000 км. В связи с чем приобретать новые автомобили и эксплуатировать с соблюдением всех правил можно без опаски. А вот к машинам с пробегом мы все же советуем относиться с долей скепсиса. Особенно если речь идет о кроссоверах.

Источник: 5koleso.ru

Техника › Как устроен вариатор

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.

Источник: www.drive.ru