Вся правда о коробках передач. Вариаторы (3 фото)

Вся правда о коробках передач. Вариаторы (3 фото)

Схема работы вариаторной трансмиссии
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.

Читайте также: Ремонт и тюнинг рулевого управления

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.

Что такое вариатор и принцип его работы

Прежде чем говорить о плюсах и минусах такого типа кпп, нужно понять что это такое и как он работает. Данный вид трансмиссии представляет собой бесступенчатую коробку передач с плавным изменением передаточного числа, в заданном диапазоне. Впервые CVT (Continuously Variable Transmission, что в переводе – постоянно изменяющаяся трансмиссия) на автомобилях стали устанавливать в 50-х гадах, это были легковушки марки DAF. Одной из первых моделей на которой испытали работу клиноременного вариатора стал автомобиль DAF 600.

Массово устанавливаться на автомобили CTV, стала относительно недавно. В редких случаях бесступенчатую трансмиссию можно встретить на автомобилях Chrysler, Fiat, Mini, Peugeot, Opel, Mitsubishi. Куда чаще она встречается на:

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

Почти все вышеуказанные кпп объединяет общий принцип работы. Главной задачей трансмиссии является плавное изменение передаточного числа («бесконечное» количество передач) это влияет в лучшую сторону на плавность разгона и позволило значительно снизить расход топлива, по сравнению со стандартным АКПП.

Стоит отметить, что первые бесступенчатые трансмиссии славились своей ненадежностью, а именно обрывом ремня.

На сегодняшний день можно выделить два основных типа:

На большинстве современных бесступенчатых трансмиссиях используется гибкий клиновидный толкающий ремень из нескольких стальных лент и связанных с ними фасонных пластин в виде «бабочки». Появление металлического клиновидного ремня позволило широко использовать вариатор на автомобилях, так как он мог передавать значительный крутящий момент. Еще один вариант замены ремня, это использование цепи (клиноцепные), такой метод применяется на автомобилях марки Audi и Subaru. Металлическая цепь состоит из тонких пластин соединенных осями, это позволяет обеспечивать лучшую гибкость. На таком типе CTV крутящий момент передается торцевой поверхностью цепи при ее точечном контакте с коническими дисками, в отличие от клиноременной бесступенчатой трансмиссии.. В местах контакта возникают высокие напряжения, поэтому диски изготавливают из высокопрочной стали.

Такой вид бесступенчатой коробки передач чаще всего встречается на автомобилях марки Nissan. Его основным отличием от клиноременного, является наличие конусовидных дисков и роликов. Ведущий диск присоединен к двигателю, в то время, как ведомый к трансмиссии. Расположенные между валами ролики совершают передвижения в вертикальном направлении и вращения в горизонтальном направлении вокруг собственной оси. Передача крутящего момента осуществляется только силами трения между тороидными поверхностями дисков и роликами.

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.

Читайте также: Замена помпы на гранте 8 клапанной видео

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.

Вариатор

Наряду с механической и автоматической коробками перемены передач все чаще можно увидеть в технических характеристиках той или иной модели автомобиля обозначение «вариатор» или CVT. Это особый тип бесступенчатой трансмиссии, концепцию которого разработал еще Леонардо да Винчи в 1490 году.

Реализовать же эту идею впервые удалось пионеру американского автомобилестроения Мильтону Отелло Ривзу (Milton Othello Reeves) в 1879 году. Правда, свое изобретение он применил не на автомобиле, а на лесопилке. Первый патент на вариаторную коробку передач в 1886 году был выдан небезызвестным Даймлеру и Бенцу.

На те времена эта идея была слишком революционной и сложной в техническом плане, поэтому особо распространения не получила. Можно, конечно, вспомнить так называемые цикломобили — двухместные гибриды мотоцикла и автомобиля.

Их в 1910-1920-х годах выпускали несколько компаний:

• David — испанская фирма, работавшая в начале и середине 20-го века;
• Clyno Car — британская компания;
• Constantinesco Car — британо-французская компания, основанная румынским ученым и изобретателем Джордже Константинеску.

Кстати, уже в те годы преимущества вариатора были понятны широкой публике: ни шестеренок, ни сложных передач, очень простое управление без необходимости выжимать сцепление и постоянно следить за показаниями одометра.

Устройство вариаторной коробки передач

Тема достаточно сложная, потому что видов вариатора создано очень много:

• клиноременной или клиноцепной;
• тороидный;
• магнитный вариатор — перспективная разработка для гибридов и электромобилей;
• гидростатический;
• планетарного типа и пр.

На сегодняшний день в основном устанавливают клиноременные или цепные коробки. Поэтому именно на них и остановимся. Принцип работы представить очень легко: на двух, установленных параллельно друг другу валах, находятся конусы, а между ними натянут ремень или цепь. Конусы перемещаются относительно друг друга и изменяется передаточное число.

Обратите внимание, что при этом не ощущается никаких провалов в работе двигателя, потому что перемещение происходит мягко и незаметно. То есть передачи, как таковые, отсутствуют вообще. В этом главное отличие вариатора от автомата и традиционной механики.

Устройство трансмиссии данного типа, основные элементы:

• аналог сцепления — механизм, обеспечивающий передачу крутящего момента от коленчатого вала, а также отсоединение от силового агрегата;
• непосредственно коробка-вариатор;
• электронная система управления;
• планетарный механизм заднего хода.

Сцепление может быть гидравлическим (гидротрансформатор, как и на АКПП), многодисковое мокрого типа, электромагнитное, центробежное. Главным недостатком можно назвать отсутствие задней передачи. Вернее, она есть, потому что на авто с вариатором вы сможете без проблем сдавать назад. Но для этого пришлось сильно усложнить конструкцию, что естественным образом отображается на общей стоимости.

Преимущества и недостатки вариаторной трансмиссии

Трансмиссию CVT сегодня устанавливают на многие модели авто среднеценового сегмента и Премиум-класса, поскольку она обладает целым рядом преимуществ:

• улучшение динамики за счет плавного разгона без необходимости переключать передачи;
• сохранение ресурса двигателя, так как CPU подбирает оптимальные режимы работы трансмиссии под обороты коленвала;
• явная экономия топлива;
• отсутствие пробуксовок, безопасный старт на льду, уверенный старт под горку;
• идеальное сцепление с дорожным покрытием при разгоне.

Конечно же, автомобилисты отмечают простоту управления — всего две педали, не нужно постоянно выжимать сцепление. Машины с вариатором практически бесшумные и относятся к наиболее экологически чистым.

Тем не менее существует и целый ряд негативных сторон:

Читайте также: Превзошла ожидания: тест-драйв Lada Vesta

• вариатор не устанавливают на мощные внедорожники и спорткары, максимальная мощность двигателя не превышает 200-220 л.с.;
• повышенные расходы на обслуживание и ремонт, замена ремня, к примеру, обойдется очень недешево;
• вариаторная коробка не терпит агрессивного стиля вождения, вряд ли она подойдет и для езды по пересеченной местности;
• водителю необходимо неустанно следить за уровнем масла в коробке и менять его каждые 20 тыс. км., причем трансмиссионная жидкость должна быть качественной и глубокой очистки;
• выход из строя хотя бы одного из многочисленных датчиков приводит к постоянным ошибкам компьютера.

При условии правильной эксплуатации ресурса вариатора хватит на 150-200 тысяч километров.

Как правильно ездить на вариаторе?

Чтобы ваша CVT прослужила максимально долго, следует придерживаться следующих рекомендаций:

• избегайте резких стартов;
• буксировка лишь при полной или частичной погрузке ведущих колес на эвакуатор;
• проверяйте температурные режимы — детали очень чувствительны к перепадам температур, поэтому нужно регулярно проверять систему охлаждения;
• избегайте поездок по бездорожью — любые удары колесами и наезды на дорожные кочки плохо влияют на работу бесступенчатой трансмиссии;
• пробуксовки в зимнее время тоже крайне нежелательны, так как ремень может проскальзывать на шкивах, из-за чего образуются задиры.

Портал Vodi.su напоминает, эта коробка передач создана для спокойной и аккуратной езды. Хотя сегодня вариаторы ставят и на спорткары, например на Subaru WRX, но это скорее исключение из общего правила.

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)

Надежны ли коробки-вариаторы?

Технология передачи крутящего момента в транспортных средствах развивается очень быстро, предоставляя автолюбителям все больше вариантов. Казалось бы, еще недавно механическая трансмиссия была самой популярной во всем мире. Но за короткое время механика потеряла свои позиции, уступив дорогу автоматическим коробкам, роботизированным трансмиссиям и вариаторам (CVT). Например, вариаторы в настоящий момент используют многие автопроизводители. Но надежны ли они по сравнению с механическими и автоматическими коробками передач?

Смотрите также: 6 причин почему коробки передач с большим количеством скоростей бессмысленны

Для начала давайте узнаем, что же представляет собой вариатор в автомобиле?

Вариатор, или сокращенно CVT, в отличие от традиционной классической коробки-автомат, использующей шестерни передач, задействует два шкива, которые соединены между собой ременной передачей (износостойкая металлическая лента).

В некоторых вариаторах вместо металлического ремня производители используют цепь. Главный шкив соединен с коленвалом. Второй шкив (ведомый) соединен с приводными валами, которые передают крутящий момент на колеса автомобиля.

Главный, или, как его еще называют, ведущий, шкив постоянно при изменении оборотов двигателя меняет свой диаметр. Это необходимо, чтобы поддерживать обороты мотора на самом эффективном для конкретной ситуации уровне во время движения машины.

За счет изменения диаметра главного шкива вариатора ремень, используемый в коробке, натягивается или ослабляется, в результате чего изменяются передаточные числа.

Кстати, ведомый шкив также меняет свой диаметр, но только за счет инерции. Благодаря такой конструкции коробки передач автомобиль фактически получает бесконечное количество передач. То есть фактически вариатор избавляет автомобиль от фиксированного набора передач, которые есть в механической и автоматической трансмиссии. Благодаря этому уходит ощущение переключения передач. Иначе говоря, при разгоне машины с вариатором вам будет казаться, что она разгоняется постоянно на одной передаче.

Вот видеоролик от компании Тойота, который рассказывает, как работают их коробки-вариаторы (CVT), а также демонстрирует нам различные преимущества перед классическими «автоматами».

Оснащать преимущественно вариаторами свои автомобили в последние годы стала не только компания Тойота. Например, такие компании, как Ниссан, Хонда и Субару, также стали массово использовать на своих авто в качестве стандарта коробки-вариаторы.

Не переживайте, механические и классические автоматические трансмиссии также по-прежнему устанавливаются этими автопроизводителями. Правда, к сожалению, на многих моделях обычный автомат теперь идет либо в качестве опции, либо устанавливается в более дорогих комплектациях.

Также вариаторы устанавливаются и на европейские автомобили, такие как VW, Audi.

Есть ли недостаток в этих коробках передач?

Конечно, есть, как, в принципе, в любой коробке передач, которая имеет как плюсы, так и, естественно, минусы. Сами понимаете, что чудес не бывает, также как и не существует в мире идеального безупречного универсального товара / изделия.

Давайте на этом остановимся подробнее, не вдаваясь в сложные технические детали, как это любят делать на различных автофорумах.

Во-первых, стоит отметить, что многие автолюбители, купившие автомобиль с коробкой-вариатором, в процессе эксплуатации машины часто жалуются на необычную работу трансмиссии.

Дело в том, что поскольку вариаторы, как правило, управляются электроникой и специальной программой, то часто они запрограммированы так, что сбивают с толку водителей, которые ошибочно считают, что вариатор вышел из строя. Но в большинстве случаев это не так.

Почему же вариаторы дают такое ощущение во время движения? Дело как раз в бесступенчатости коробки передач и в отсутствии ощущения переключения передач. В итоге многих водителей это начинает смущать. Ведь, например, за рулем автомобиля с обычной АКПП переключения передач четко ощущаются, когда как за рулем авто с вариатором нет такого ощущения. В результате часто водители могут ошибочно судить о своих ощущениях, принимая подобную работу вариатора за недостаток.

Кстати, автопроизводители знают об этой проблеме и в настоящий момент работают над тем, чтобы как-то улучшить ощущения владельцев автомобилей, оснащаемых вариатором.

Естественно, каждый автопроизводитель по-своему программирует работу бесступенчатой трансмиссии. В результате у всех производителей вариаторы работают по-разному. Безусловно, любой автопроизводитель в рекламе своей продукции обязательно подчеркивает уникальность своей коробки-вариатора. Хотя в целом конструкция большинства вариаторов примерно одинакова и, в принципе, работа трансмиссии больше зависит от технических характеристик двигателя и программы, которая управляет вариатором.

Во-вторых, многие владельцы автомобилей с бесступенчатыми коробками передач CTV недовольны частым ревом моторов, работающих в паре с вариаторами, на довольно-таки высоких оборотах двигателя. Причем это, как правило, не связано со скоростью авто, что, согласитесь, не очень приятно. Ведь на автомобилях с классическими трансмиссиями мы обычно связываем увеличение оборотов двигателя с разгоном автомобиля. То есть при разгоне обороты двигателя начинают расти до тех пор, пока коробка автоматически не переключит повышенную передачу (обычно, например, на автомобилях с классическим «автоматом» обороты двигателя постоянно колеблются, чтобы соответствовать изменяющимся условиям движения при переключении передач).

Вариатор же, увы, работает немного по-иному. Так, например, если вы умеренно нажмете педаль газа и начнете набирать скорость, скорее, вариатор заставит двигатель набрать высокие обороты и удерживать их на этом уровне (на максимально возможном пике) до тех пор, пока вы не достигнете желаемой скорости. Естественно, часто подобная работа вариатора очень раздражает, так как приводит к излишнему и порой неуместному шуму двигателя.

В принципе, подобная настройка коробки, работающей в паре с двигателем, необходима для максимальной эффективности автомобиля (экономичность), независимо от его динамики и режима движения. Но именно из-за специфичной работы вариатора многие водители испытывают за рулем смешанные чувства.

Особенно раздражает, как работает двигатель в паре с вариатором на скользкой заснеженной поверхности. Ведь на автомобиле с обычной АКПП или МКПП мы сразу чувствуем и слышим, когда колеса авто начинают пробуксовывать. В машине с вариатором вы сразу не поймете, буксует ваш автомобиль или просто двигатель работает на повышенных оборотах, в связи с тем что вариатор работает в определенном режиме передачи крутящего момента.

К счастью, постепенно вариаторы в современных авто становятся все лучше. Например, ряд автопроизводителей усовершенствовали свои коробки CVT, сделав их работу в паре с двигателем более приятной и комфортной.

Тем не мене это не все минусы коробки-вариатора. Давайте теперь взвесим как плюсы, так и минусы этой трансмиссии:

Плюсы

Минусы

— Нет переключений передач

— Нет потери времени при разгоне / более плавный разгон

-Дешевле гидромеханической коробки-автомата

— Плавный ход автомобиля

— Более быстрый разгон с места

— Ремень, используемый в вариаторе,

как правило, изнашивается к 150 тыс. км.*

— Нельзя долго ехать на максимальных оборотах двигателя на максимуме мощности

— Частое обслуживание КПП (фильтры + масло)**

— Дороговизна трансмиссионной жидкости для сохранения ремня в вариаторе

— Не терпит грубого стиля вождения (рывки, экстренные торможения и т. п.). Вариатор может быстро выйти из строя

— Сложная электронная система управления вариатором, работающая на основе показаний многочисленных датчиков, которые, к сожалению, часто изнашиваются

• * Но это в идеале и зависит от условий эксплуатации и стиля вождения.
• На практике ремень в коробке изнашивается гораздо раньше.
• Хотя нередко, когда владельцы автомобилей сообщают о ресурсе ремня в вариаторе в 200 тыс. км и даже более.
• ** По сравнению с МКПП и классическим «автоматом».

Надежен ли вариатор в сравнении с обычной механической или автоматической коробкой передач?

Однозначно, конечно, ответить на этот вопрос нельзя. Все зависит от марки, модели автомобиля, от объема двигателя, от производителя трансмиссии, от стиля вождения владельца авто и условий эксплуатации.

Но в целом можно с уверенностью ответить, что, несмотря на то что вариатор имеет более простую конструкцию, чем МКПП или классическая АКПП, управление вариатором основано на сложной электронике, которая контролирует работу бесступенчатой коробки передач с помощью многочисленных датчиков. И если один из датчиков выходит из строя, то весь вариатор может дестабилизироваться.

Кроме того, вариатор – более прихотливая трансмиссия, которая любит за собой уход. Речь идет о регулярном плановом техническом обслуживании, при котором требуется менять трансмиссионную жидкость и фильтры вариатора. Это необходимо, чтобы предотвратить снижение срока службы ременного привода коробки передач. В противном случае замена ремня обойдется владельцу авто в круглую сумму. Однако не стоит ожидать от вариатора каких-то невероятных пробегов, которые обычно показывают механические трансмиссии и некоторые старые АКПП. Тем не менее если вы не будете использовать агрессивный стиль вождения, станете регулярно и своевременно проводить техническое обслуживание вариатора, то ваша бесступенчатая коробка проживет не одну сотню тысяч километров.

С другой стороны, это же касается и обычных трансмиссий: МКПП и АКПП, которые также необходимо обслуживать. Причем даже если по техническому регламенту автопроизводителя масло в коробке не меняется. Помните, что чудес на свете не бывает и законы физики, а также химии никто не отменял. Дело в том, что любое трансмиссионное масло рано или поздно теряет свои физические свойства. В результате со временем масло в коробке передач перестает выполнять роль защиты от нагрева и трения, что может привести к повреждению любой КПП.

Так что, в принципе, коробки-вариаторы в целом также надежны, как и традиционные автомобильные трансмиссии. Остальное дело за вами. Какую машину покупать – решать вам. Ведь это касается ваших потребительских предпочтений.

И, разумеется, обратите внимание на главные минусы вариаторов, которые мы указали выше.

В том числе не забудьте, что стиль езды, к которому вы привыкли за рулем автомобиля, оснащенного механической или традиционной автоматической коробкой передач, может не подойти вам на авто с вариатором. Особенно если вы любите стартовать со всех светофоров, вжимая педаль в пол, и тормозить перед самой стоп-линией. Учтите, что подобный стиль управления автомобилем вариатор не любит. В противном случае вариатор может быстро выйти из строя, что чревато огромными расходами, которые будут куда больше, чем при ремонте классического «автомата».

Вариатор: что это такое и как работает-Топ-3 вариаторных коробок

Конструкцией вариатора предусмотрена плавная передача крутящего момента от двигателя на колеса автомобиля. Что такое вариатор и основное отличие вариаторной коробки от других аналогов – отсутствие передач. Передаточные отношения здесь меняются как в автоматическом, так и в ручном режиме. Вариатор – это упрощенное название автоматической коробки передач вариаторного типа. Еще ее обозначают латинскими литерами CVT, расшифровка — Continuously Variable Transmission, дословный перевод – трансмиссия бесступенчатая.

Как работает вариатор

Автомобили, оборудованные вариаторной трансмиссией, внешне очень похожи на машины с коробкой автомат. Что такое вариатор на автомобиле? По аналогии с другими трансмиссиями, в конструкцию коробки передач CVT тоже входят две педали, селектор переключения режимов. Режимы вариатора имеют те же обозначения:

1. Р – паркинг.
2. R – реверс.
3. N – нормаль.
4. D – драйв.

На первый взгляд устройство трансмиссий совпадает. Однако, принцип работы вариатора CVT отличается от традиционной АКПП. Здесь полностью отсутствуют фиксированные передачи, нет нумерованных первой, второй и прочих скоростей. Коробка вариатор обладает огромным количеством передач, переход с одного режима на другой осуществляется совершенно незаметно и плавно. В процессе эксплуатации транспортного средства, оснащенного вариатором, водитель не ощущает рывков, толчков и пинаний. Независимо от того, трогается машина, разгоняется или тормозит, вариатор постепенно меняет передаточное отношение без резких движений, рывков.

Разновидности коробок-вариаторов

В зависимости от конструкции механизма и области применения, вариаторы CVT подразделяются на следующие виды:

1. Клиноременной вариатор.
2. Цепной.
3. Тороидальный.

Самый распространенный вариант исполнения – клиноременной вариатор.

Немного теории:

чтобы понять принцип действия клиноременной передачи, рекомендуется представить два шкива сложной конструкции, взаимно отдаленные на небольшое расстояние;
каждый шкив вариатора состоит из двух конусообразных дисков, верхушки которых сходятся и расходятся;
оба шкива огибает специальный ремень.

Устройство вариаторной коробки передач

В состав каждого шкива входят по два конуса 20°, которые отцентрированы вершинами относительно друг друга. Клиновидный ремень вариатора входит в меж-конусное пространство. Свое название ремень получил, благодаря оригинальной форме сечения в виде буквы V. Такой профиль позволяет увеличить площадь контакта, силу трения между ремнем и шкивами вариатора.

Сближение конусов приводит к увеличению диаметра шкива. Соответственно, при их разведении – он уменьшается (эффект переменного рабочего диаметра шкива). Шкивы переменного диаметра расположены строго попарно. Один из них – ведущий (входной), он является продолжением коленчатого вала силового агрегата. Ведущий шкив вариатора передает вращение на второй (ведомый) шкив, элементы коробки передач, трансмиссию, колеса автомобиля.

Существует термин «радиус основного тона», он характеризует расстояние от ремня до центров клиновидных шкивов. Когда шкивы вариатора разведены и находятся максимально далеко друг от друга, этот параметр минимален. При максимальном сближении конусов ремень перемещается к наружному краю, увеличивая радиус. Отношение радиусов основного тона, ведущего и ведомого шкивов, регулируется специальным устройством бортового компьютера.

Интересно: Если на одном из шкивов вариатора увеличивается радиус охвата, на другом, он синхронно уменьшается. Благодаря данному эффекту, ремень находится постоянно в натянутом состоянии. При взаимном изменении радиусов создается бесконечное множество передаточных отношений – от минимального до максимально высокого. Например, если радиус основного тона на ведущем шкиве очень маленький, на ведущем он приближается к максимуму. При этом скорость вращения выходного вала низкая, что соответствует пониженной передаче автомобиля. Для увеличения скорости машины достаточно сблизить конусы ведущего шкива вариатора.

Изменяя радиусы охвата на ведущем и ведомом шкивах, можно получить бесконечное множество значений передаточного числа вариатора. В коробке передач CVT шкивы, размещенные на ведущем и ведомом валах, оборудованы специальным гидроприводом, при помощи которого конусообразные половинки синхронно сдвигаются/раздвигаются. При этом передаточное число вариатора изменяется в широких диапазонах.

Читайте также. Механическая шести ступенчатая коробка передач

Чтобы обеспечить движение автомобиля в режиме заднего хода, в конструкцию коробки вариатор включен набор шестерен (планетарный механизм). При помощи включения зубчатых зацеплений в заданном порядке, выходной вал вариатора может изменять направление вращения.

Помимо трех основных компонентов, описанных выше, в состав системы электронного управления вариатора также входят различные датчики, микропроцессоры. Бортовой компьютер, встроенный в трансмиссию, управляет положением конусообразных шкивов вариатора, исходя из нагрузок и скорости передвижения транспортного средства.

Устройство клиновидного ремня

Ремень в клиноременном вариаторе CVT отличается сложным устройством. Благодаря использованию новейших материалов, ремни вариаторов очень надежны и эффективны. Вместо цепей и резиновых ремней, огибающих шкивы, в коробках вариатор применяются гибкие металлические ремни клиновидной формы (наборные металлические ленты).

Схема устройства металлического ремня вариатора:

Основой высокопрочного ремня вариатора служат тонкие полоски упругой стали (количество полос равно 9 – 15 штук), которые скреплены при помощи пластин сложной формы. Эти детали имеют форму трапеции, они плотно нанизаны на стальные ленты. Материал изготовления скрепляющих пластин – углеродистая легированная сталь высокой прочности.

Основные преимущества клиновидных стальных ремней:

1. Сверхвысокая прочность ремня вариатора.
2. Отсутствие эффекта проскальзывания.
3. Повышенная жесткость изделия при передаче усилий на сжатие (толкающий ремень).
4. Способность передавать максимальный крутящий момент от силового агрегата на ходовую часть.
5. При работе вариатора ремень не издает много шума.

Общий вид клиновидного ремня CVT:

Образец цепи, установленной в вариаторе авто фирмы АУДИ:

Клиновой ремень вариатора Audi изготовлен в виде широкой цепи, состоящей из отдельных стальных пластин.

Интересно: Для технического обслуживания клиновидной цепи вариатора используется специальный масляный состав. Смазочная жидкость способна изменять свои характеристики под воздействием повышенного давления в местах контакта пластин с поверхностью шкива. В результате чего, цепь вариатора CVT передает заданные усилия без проскальзывания и трения даже в условиях маленькой площади контакта.

Читайте также. Коробка передач S tronic- Что это за коробка и принцип работы

Особенности управления коробкой вариатором

Когда автомобиль, оснащенный стандартной коробкой автомат, набирает скорость, приходится раскручивать обороты двигателя перед включением каждой передачи. Автомобиль с вариатором разгоняется при постоянных оборотах силового агрегата. На основании программы управления, выбранной водителем, вариатор самостоятельно изменяет передаточное число трансмиссии.

При подъемах на возвышенность, преодолениях преград или торможениях водитель нажимает на педаль газа, а вариатор автоматически снижает передачу. В это время диски шкивов синхронно передвигаются (сходятся/расходятся), занимают заданное положение, чтобы обеспечить требуемую величину момента кручения выходного вала вариатора.

При помощи электроники, коробка вариатор CVT может резко переключаться, например, перескакивая с виртуальной шестой на восьмую передачу. Или, по желанию водителя, можно постепенно переходить на следующий режим с имитацией последовательного переключения.

Где применяются вариаторы CVT

Благодаря простоте конструкции и комфортности управления, коробки передач вариаторного типа устанавливаются на автомобилях известных производителей: AUDI, INFINITY, NISSAN и др.

Вариаторы также нашли широкое применение в следующих механизмах и технических устройствах:

1. Сверлильные станки.
2. Тракторы и прочие сельхоз машины.
3. Мотороллеры.
4. Снегоходы.

Коробка вариатор, плюсы и минусы

При сравнении КПП вариаторного типа с классической коробкой автомат, выясняется, что АКПП состоит из многочисленных шестерен, валов, синхронизаторов, муфт, тормозов, гидравлической системы, плиты с масляными каналами и пр. Вариатор отличается простотой конструкции. В его состав входят только три основных компонента: ведущий и ведомый шкивы, а также приводной ремень.

Коробки вариаторы набирают популярность среди автопроизводителей и владельцев автомобилей, благодаря большому количеству достоинств:

1. Возможность набирать и снижать скорость без переключения режимов.
2. Плавность передвижения автомобиля при изменении скоростей вариатора.
3. Стабильность показателей мощности, вне зависимости от скорости машины.
4. Существенная экономия топлива.
5. Чуткая реакция электронной системы вариатора на изменения характера дороги (движение по скользкой дороге, на подъем, под уклон).
6. Отсутствие вынужденного замедления (авто не снижает скорость даже при преодолении подъемов).
7. Минимальные потери мощности вариатора, в сравнении с АКПП.
8. Отличная динамика разгона.
9. Стабильность оборотов двигателя.
10. Меньшие выбросы вредных веществ.
11. Простота устройства, минимальное количество рабочих элементов.

Благодаря сравнительно небольшому количеству составляющих, вариатор имеет намного меньший вес, чем аналогичная коробка автомат.

Вариаторы обладают простой конструкцией, но это не исключает необходимости регулярного технического обслуживания. Больше всего хлопот и неприятностей доставляет ремень вариатора CVT. Кроме компьютерной диагностики, здесь требуется производить замену клиновидных или цепных ремней после каждого пробега, равного 50 – 60 000 км. Бывают случаи, когда ремень вариатора нужно менять намного раньше. Все зависит от марки машины, модели вариатора, условий эксплуатации автомобиля.

Читайте также. АКПП A6MF1: Описание коробки, основные проблемы

Наряду с очевидными преимуществами, коробка вариатор обладает определенными недостатками:

• Вариатор плохо переносит усиленные нагрузки.
• Его редко устанавливают на внедорожники, которые эксплуатируются на тяжелых трассах.
• Сравнительно небольшой срок эксплуатации.
• Трудно найти квалифицированного специалиста по ремонту и восстановлению работоспособности вариаторов.
• В мастерских автосервиса часто предлагают полностью заменить поломанный вариатор на новый дорогостоящий механизм. Стоимость нового вариатора составляет более 30% от общей цены на автомобиль.

Внимание: Многие водители отмечают в поведении вариатора некоторую медлительность при переключении передач – эффект задумчивости. Не всех автовладельцев удовлетворяет задержка в одну-две секунды.

Устройство тороидального вариатора

В отличие клиноременной конструкции, вариатор тороидального типа состоит из двух дисков, выполненных в виде вогнутых криволинейных поверхностей. Вращение от ведущего элемента на ведомый передается при помощи специального ролика скользящего действия. При его наклоне и перемещении к наружному диаметру ведомого диска происходит увеличение передаточного числа. Соответственно, при наклоне ролика в противоположную сторону и смещении к центру диска, передаточное отношение вариатора снижается.

Схема устройства и принципа действия тороидального вариатора:

Основные требования к тороидальным вариаторам: высокий коэффициент полезного действия, длительный срок эксплуатации. Чтобы обеспечить выполнение поставленных задач, при изготовлении элементов вариатора используются дорогостоящие материалы, современные технологии.

Тороидальные вариаторы отличаются относительной простотой, однако, такие вариаторы редко применяются в современном автопроизводстве. Это объясняется следующими факторами:

• повышенная требовательность к точности изготовления рабочих элементов;
• прочности поверхностного слоя сопрягаемых дисков и роликов;
• использование дорогих технологий при изготовлении узлов и деталей;
• сложность настроек;
• высокая стоимость специальных смазочных материалов.

Как работает тороидальный вариатор

Глядя на схему тороидального устройства, может показаться, что оно не относится к механизмам вариаторного типа. Здесь отсутствует ременная передача, шкивы не перемещаются относительно друг друга (не сходятся и не расходятся), валы стоят неподвижно. Но, если проанализировать принцип действия данного механизма, получается, что он очень похож на классический вариатор:

1. Ведущий диск вариатора прочно сидит на выходном валу двигателя внутреннего сгорания.
2. Ведомый – передает вращение на приводной вал главной передачи.
3. Ролики передают момент вращения от силового агрегата на ведомый диск.
4. Передаточное число изменяется, в зависимости от угла наклона роликов и места контакта с дисками.

Благодаря двум степеням свободы, ролики вариатора могут крутиться вокруг своей оси, а также совершать наклоны в вертикальном направлении. В результате происходит их контакт с дисками на различных уровнях.

Источник https://avto-lover.ru/novosti/variator-foto-2.html

Источник https://1gai.ru/publ/520002-nadezhny-li-korobki-variatory.html

Источник https://motoran.ru/transmisii/chto-takoe-variator