Принцип работы и конструкции вариатора
Проще всего принцип работы вариатора можно рассмотреть на примере самого распространенного типа устройства: клиноремённого.
На валу, который соединён с валом двигателя находится ведущий шкив, выполненный из двух половинок. Половинки могут передвигаться по валу (оси своего вращения). Аналогичный (состоящий из двух половинок) шкив расположен на другом валу, соединённом с приводами колес автомобиля. Этот шкив называют ведомым. Между собой ведущий и ведомый диски соединены ремнём, клиновидным в сечении.
На низких оборотах двигателя половинки ведущего шкива раздвинуты и ремень «провален» к оси вращения, а на ведомом шкиве наоборот: ремень «выдавлен» максимально далеко от оси вращения.
Таким образом, за счёт трения в месте контакта ремня с поверхностями половинок шкивов образуется ремённая передача, схематично изображённая на следующем рисунке.
То есть ведущий вал как бы аналогичен шестерёнке малого диаметра, а ведомый – большого. Соответственно, на малых оборотах угловая скорость ведущего шкива существенно выше, чем ведомого, к которому передаётся максимальное тяговое усилие (и минимальная угловая скорость).
Сдвигает половинки ведущего шкива торцевое усилие, формируемое в зависимости от конструкции вариатора инерционными силами (от роликов внутри одной половинки шкива, перемещающихся за счёт центробежных сил – простейший случай) или гидравликой, получающей команды от электронного блока управления (современные системы).
Помимо центробежных, системы передачи крутящего момента с электронным управлением могут быть электромагнитными или многодисковыми, но наибольшее распространение благодаря доведенности конструкции получили гидротрансформаторы.
На высоких оборотах картина обратная: «шестеренка» ведущего шкива становится большого диаметра (ремень выдавливается к периферии шкива) а у ведомого половинки раздвигаются и ремень «проваливается» к центру («шестерёнка» малого диаметра). Трение, необходимое для изменения расстояния между половинками ведомого шкива и натяжение ремня обеспечивает пружина.
По принципу действия помимо клиноременных существуют ещё торовые вариаторы.
В них роль составных шкивов выполняют конусообразные диски, а роль ремня – ролики грибовидной формы, имеющие возможность не только вращаться вокруг своей оси, но и перемещаться относительно оси вращения дисков. При различных положениях роликов они по различного диаметра окружностям соприкасаются с дисками, и за счёт этого меняется передаточное отношение между дисками. На практике торовые вариаторы встречаются существенно реже клиноременных.
Казалось бы, если всё так просто и принцип работы устройства хорошо известен, почему на автомобилях вариаторы стали применяться сравнительно недавно?
Дело в том, что материал ремня, используемый в вариаторах скутеров и снегоходов, не рассчитан на уровень нагрузок, которые возникают в автомобилях. И только современные технологии позволили разработать привод вариатора, выдерживающий высокие нагрузки.
Ремень современного автомобильного вариатора металлический, состоящий из двух металлических лент и вставленных в них набора упругих металлических звеньев.
От ведущего шкива наиболее зажатое в нем звено передаёт толкающее усилие к следующему звену и далее по цепочке. Получается, что такой наборный ремень не тянет, а толкает ведомый шкив и это позволяет передавать на него бо́льшие усилия, чем в обычной клиноремённой передаче. Именно такой тип привода получил максимальное распространение в современных вариаторах.
В некоторых марках автомобилей (прежде всего Audi) встречается привод в виде многозвенной цепи вместо ремня.
Такую передачу ещё называют клиноцепной. В отличие от металлического наборного ремня пятно контакта торцевых участков такой цепи с конусной поверхностью шкивов существенно меньше, и это обстоятельство предъявляет повышенные требования к материалу и сочленениям цепи. У цепной передачи самый высокий КПД передачи усилия от ведущего шкива к ведомому, неплохие показатели долговечности, достаточно простая замена в случае необходимости. Но при этом цепь – достаточно дорогой привод.
К особенностям конструкции вариатора ещё следует отнести необходимость встраивания в устройство механизма заднего хода – прямой реверс шкивов вариатора невозможен. Практически это решается так же, как и в автоматических коробках передач: в конструкции предусмотрен планетарный редуктор.
Что надежнее вариатор или автомат
Что касается вопроса, касающегося того, автомобилю с какой трансмиссией отдать предпочтение – АКПП или вариатору, то однозначного ответа нет.
Современная коробка CVT обладает уже неплохим ресурсом при тех же требованиях технического обслуживания, что и коробка-автомат, но его практически все эксплуатационные показатели выше.
Но все же АКПП пока является более надежной, хоть по конструкции и сложнее, да и экстремальные условия она выдерживает лучше.
В общем, вариатор является отличным вариантом, но в случае если авто за черту город выезжать не будет.
В заключение можно отметить, что за коробками CVT будущее, так как по сравнению с обычной АКПП, они проще в конструкции, а значит, дешевле, они мягче передают крутящий момент, а значит, поездка становится комфортней, они экономят топливо, а значит поездка становится дешевле.
И несмотря на все еще имеющие недостатки, они уже уверенно заняли свои позиции в автомобилестроении.
Мощности транспортных средств, на которые они устанавливаются, постоянно возрастают, а значит, в скором времени мы их увидим и на грузовых автомобилях.
Вариатор или бесступенчатая трансмиссия — видео.
Конструкция устройства,или принцип карандашей
Для того чтобы в полном объеме устроить обзор вариатор, стоит запомнить, что существует три его вида – клиноременной, тороидальный и цепной. Принцип работы каждого одинаков, конструкция разная.
Принцип карандашей, или как работает вариатор
Итак, есть два вала – ведущий и ведомый. Первый вал идет от мотора, второй вал идет к колесам. Когда двигатель не работает, передаточный ремень находится в положении, максимально приближенным к ведущему шкиву и максимально отдаленным от ведомого.
Когда двигатель работает на малых оборотах, картина немного меняется. Ремень отходит от ведущего вала и приближается к ведомому.
Когда двигатель работает на средних оборотах, ремень находится приблизительно на одинаковом расстоянии от валов. Когда двигатель работает на полной мощности, картина полностью противоположна первой. Ремень утоплен в шкив ведомого вала, но полностью вытолкнут от шкива ведущего вала.
Клиноременной вариатор
Особенность, как всегда, заложена в названии. Сверху уже было упоминание о том, что основой вариатора есть валы со шкивами – ведущий и ведомый. А вот соединяет их и передает нужную информацию от одного к другому клиновидный ремень. Так как перед этим ремнем стоят особые задачи и нагрузки на него огромные, состав его особенный. Это смесь резины и ткани, делающая ремень невероятно прочным, намного прочнее того ремня генератора.
Почему ременной, разобрались. Теперь остался вопрос, почему клин. Так вот, форма ремня трапециевидная. Дело в том, что к шкиву он прижимается боками, как бы образуя клин. Несомненно, это место наибольшего трения, ремень изнашивается, истончается и трескается в этих местах. Но это не повод его тут же сменить. Ремень еще больше утопится в шкив и качество сцепки между ним и шкивом не пострадает. Необходимую жесткость обеспечивают стальные пластины, которые покрывают среднюю часть.
Тороидный вариатор
Все то же самое, только без ремня. Его функции выполняют диски. Или ролики, как вариант названия. Есть еще совсем простое название – колеса. Это все сопряжено с внешним видом. Вместо ведущего и ведомого вала в тороидном вариаторе используются диски. У дисков есть две оси вращения – горизонтальная и вертикальная. В зависимости от положения ролика ведущего диска, его отзеркаливает ролик ведомого диска. Примерно этот процесс изображен на картинке ниже.
Устройство вариатора и виды CVT
Автоматическая коробка вариатор отличается от аналогов тем, что изменяет передаточное число плавно, в ее конструкции для всех передач (кроме задней) отсутствуют элементы зацепления, то есть ступени.
Что касается типов вариаторов, можно выделить:
- тороидальный;
- клиноременной;
Тороидальный вариатор устанавливается только на авто с полным и задним приводом. Тороидальная вариаторная КПП имеет два диска, где один ведущий, второй ведомый. Между дисками установлены особые ролики.
Во время работы ролики осуществляют вращение по отношению к горизонтальной оси и производят смещение по отношению к вертикальной оси. Это дает возможность перераспределять усилие, касаясь различных участков дисков.
Если просто, в зависимости от степени перемещения роликов по вертикали становится возможным менять передаточное число, числа, а за счет силы трения роликов между дисками передается крутящий момент.
В случае, когда ролики контактируют с ведущим диском около обода, происходит увеличение скорости, крутящий момент меньше. Такой режим похож на высокую передачу (5-6 на МКПП). Если же ролики контактируют с ведомым диском с краю обода, скорость меньше, передается больше крутящего момента, что соответствует пониженной передаче.
При этом тороидальный вариатор CVT надежнее клиноременного, однако в случае поломки его нельзя отремонтировать. Другими словами, вместо ремонта такая КПП обычно подлежит замене.
Клиноременный вариатор более распространен, устанавливается на авто с передним приводом. В его основе лежат конические диски и ремень. Диски идут парами (в устройстве вариатора две таких пары), каждая пара имеет стационарный и подвижный диск. Фактически, они представляют собой шкивы, которые связаны с соответствующим валом.
Принцип работы заключается в том, что первичный вал отдает на ведущий шкив крутящий момент от ДВС через гидротрансформатор. В ГДТ приводное насосное колесо через масло передает момент на турбинное колесо, связанное с первичным валом.
Далее через ремень усилие с ведущего шкива передается на ведомый, который также связан со вторичным валом. Сама передача момента на вторичный вал для того, чтобы машина двигалась вперед, осуществляется при помощи планетарного редуктора с дисковым сцеплением. Чтобы двигаться назад, используется дисковый тормоз, (реверсивный механизм задней передачи).
От промежуточного вала крутящий момент передается на дифференциал, который распределяет усилие на полуоси. Крутящий момент и скорость движения ТС изменяется благодаря изменению диаметров шкивов вариатора. Пока автомобиль разгоняется с места, диаметр ведущего шкива самый маленький (аналогично шестерне 1-й передачи МКПП), диски сжаты.
Далее происходит изменение диаметра за счет движения дисков шкива. Когда диски полностью разжаты, шкив получает самый большой диаметр. Получается, на маленькой скорости движения ТС диаметр ведущего шкива минимален, а ведомого наоборот, то есть максимальный.
Если же авто движется на высокой скорости, ведущий шкив имеет самый большой диаметр, а ведомый наименьший. Регулировка скорости движения становится возможной благодаря согласованным изменениям диаметров шкивов. При этом благодаря большому количеству возможных диаметров, условное количество доступных «скоростей» по аналогии с МКПП или АКПП у вариатора очень большое.
Благодаря этим особенностям достигается хорошая динамика разгона и плавность хода, нет разрыва потока мощности, которое происходит при переключениях передач в ступенчатых КПП. Так как физических ступеней нет, отсутствуют толчки, рывки, провалы. Также вариатор позволяет экономить топливо.
Однако есть и минусы. Как правило, тяжелые условия эксплуатации и нагрузки могут быстро вывести из строя вариатор CVT. Срок его службы меньше, чем у автоматов или роботов. На практике при езде на полной мощности и высоких оборотах детали вариатора разрушаются, также данную КПП обычно не устанавливают в паре с мощными и тяговитыми ДВС.
Еще в коробке вариатор нужно чаще менять масло по сравнению с гидромеханическими АКПП, жидкость можно заливать только оригинальную, само масло для вариатора дорогостоящее. Ремонт вариатора также является трудоемким и сложным процессом, замена деталей требует значительных затрат. Часто вместо ремонта практикуется полная замена вариатора на новый или контрактный аналог.
Принцип работы вариатора
Принцип работы клиноременного вариатора на низшей передаче
В настоящее время на автомобилях применяют два типа вариатора: клиноременной и торовый. Клиноременной состоит из двух раздвижных шкивов и натянутого между ними ремня. Один шкив соединен с двигателем, и является ведущим, второй, ведомый, – с ведущими колесами. Шкивы, как уже говорилось, раздвижные, то есть, состоят из двух половинок. Если половинки шкива сближаются, ремень выталкивается наружу, если раздвигаются, ремень проваливается внутрь. Изменение радиусов, по которым вращается ремень, происходит синхронно – когда один шкив увеличивает радиус, другой его уменьшает. В итоге плавно изменяется передаточное отношение: пока радиус ведущего шкива меньше, чем ведомого, имеем пониженную передачу; если радиусы равны – передача прямая; если же ремень на ведущем шкиве вращается по большему радиусу, чем на ведомом — получаем повышенную передачу.
Принцип работы клиноременного вариатора на высшей передаче
Почему же при такой простоте и прочих своих достоинствах вариатор стали применять на автомобилях сравнительно недавно? Проблема заключалась в резиновом ремне, который не позволял передавать большой крутящий момент. Только с изобретением металлического наборного ремня стала возможной установка вариатора на легковых автомобилях (о грузовых даже и речи не идет). Такой ремень представляет собой две металлические ленты с нанизанными на них металлическими пластинками специальной формы. Он передает усилие путём прижима звеньев друг к другу и толкания их ведущим шкивом. Ведущий шкив толкает зажатые между его дисков звенья, те толкают соседние, и так далее к звеньям, зажатым в ведомый шкив. То есть такой ремень является толкающим, а не тянущим, что позволяет передавать значительно большее усилие.
Устройство ремня клиноременного вариатора
Существуют и цепные вариаторы, в которых вместо ремня применяется цепь. Принципиальных различий с ремнем нет, есть некоторые отличия. Первое – цепь передает тянущее усилие, а не толкающее. Второе – мощность передается скошенными торцами осей звеньев цепи.
В торовых вариаторах вместо раздвижных шкивов применяются конусовидные диски, а ремень заменяют ролики. Один диск (ведущий) соединяется с коленвалом двигателя, другой (ведомый) — с трансмиссией. К дискам прижимаются ролики, которые могут вращаться вокруг горизонтальной оси, передавая крутящий момент, и смещаться относительно вертикальной, соприкасаясь с дисками в разных точках. Изменяя положение роликов, меняем передаточное отношение. Если ролик соприкасается с ведущим диском по малому радиусу, то с ведомым он контактирует по большому — получаем понижающую передачу. При вращении по одинаковым радиусам передача будет прямой, а если ролик прижат к ведущему диску по большему радиусу — повышающей.
Принцип работы торового вариатора на низшей передаче
Принцип работы торового вариатора на высшей передаче
Торовые вариаторы способны передавать больший крутящий момент, чем клиноременные. При этом им присущи недостатки клиноременных, так как усилие передается также за счет трения. Торовый вариатор дороже, ввиду того, что для изготовления его деталей требуется высокопрочная сталь, а для смазки — специальное фрикционное масло.
Дополнительные сведения о вариаторе
Многие специалисты считают, что коробка передач CVT (вариатор) — это наиболее совершенный вид трансмиссии на сегодняшний день. Поэтому есть все предпосылки к тому, что вариатор постепенно вытеснит АКПП, как последняя уверенно вытесняет МКПП со временем. Однако, если вы решите купить машину, оборудованную вариатором, то вам необходимо помнить следующие важные факты:
- вариатор не предназначен для агрессивного стиля езды (резкого набора и сброса скорости);
- на машине, оборудованной вариатором, категорически не рекомендуется продолжительное время ехать на предельно малых и предельно высоких скоростях (это приводит к значительному износу узла);
- ремень вариатора боится значительных ударных нагрузок, поэтому рекомендуется ездить лишь по ровной поверхности, избегая проселочных дорог и бездорожья;
- в вариаторе обязательно необходимо своевременно менять трансмиссионное масло (а использовать лишь качественное оригинальное масло).
Перед покупкой машины с коробкой CVT вам необходимо быть готовым к условиям ее эксплуатации. Она обойдется вам дороже, однако это стоит того удовольствия и комфорта, который предоставляет вариатор. Тысячи автомобилистов на сегодняшний день пользуются вариаторной трансмиссией, и их количество только растет.
История вариатора
Автомобиль, скорость которого зависела бы исключительно от скорости вращения двигателя, был бы крайне неудобен в эксплуатации. Представьте, что в машине имеется только одна передача, например, первая или третья. В одном случае вы бы смогли ехать довольно быстро, но автомобиль бы долго разгонялся и медленно ехал в гору. В другом все было бы с точностью до наоборот – легкий старт, но крайне медленная скорость движения. Из-за таких трудностей и была разработана первая механическая трансмиссия.
Время шло, и каждый автопроизводитель пытался упростить управление машиной (всем прекрасно известно, какие трудности у некоторых водителей вызывает МКПП). В ходе таких изысканий и была разработана сначала автоматическая коробка, затем робот, ну и, наконец, вариатор, имеющий бесконечное число передач.
Типы вариаторов
Во многих узлах и агрегатах нашли широкое применение различные конструкторские решения вариаторов, которые плавно изменяют передаточное число от двигателя к колесам, но в автомобилестроении ужились пока только два их типа:
- Клиноременной;
- Тороидный.
Клиноременной
В основу устройства клиноременного вариатора входят два шкива конической формы и одна или двух ременная передача.
Ремень имеет клиновидную форму и может быть изготовлен из резины, набора металлических пластин или цепи. Но это только влияет на надежность работы всей системы, но никак на принцип ее работы.
Конструктивно предусмотрено раздвигание и сдвигание шкивов, благодаря чему и происходит изменение их диаметров.
Резиновый ремень.
Благодаря клиновидной формы ремня, последний соприкасается со шкивом боковыми сторонами, что обеспечивает надежную передачу вращательного момента продолжительное время (для резиновых ремней 50 000 км, но это еще не предел).
Изменение передаточного числа происходит за счет сдвигания и раздвигания, ведущего и ведомого шкивов.
При малых оборотах двигателя диски ведущего шкива разжаты, соответственно имеют малый диаметр. Ведомые диски, наоборот, сжаты и имеют больший диаметр.
При увеличении оборотов двигателя под воздействием центробежных сил и различных приводов, диски ведущего шкива сжимаются, а ведомого, наоборот, разжимаются, при этом уменьшается передаточное число.
Чтобы диаметры шкивов изменялись синхронно с возникающими нагрузками на двигатель, в автомобиле с коробкой CVT предусмотрена электронная система управления, которая также совместно управляет и работой планетарного редуктора и сцепления.
Планетарный редуктор обеспечивает движение автомобиля задним ходом, так как конструктивно вариатор не может обеспечить такое движение.
Благодаря электронной системы управления, после выхода автомобиля на крейсерскую скорость, CVT трансмиссия поддерживает те обороты двигателя, которые наилучшим образом будут подходить для хорошей динамики движения автомобиля.
Во время различных экспериментов было установлено, что оптимальный угол наклона внутренних стен шкива должен быть 20 градусов.
В разных устройствах сдвигание и раздвиганье шкивов происходит за счет гидравлики, пружин или центробежных сил.
Резиновые передачи в клиноременных вариаторах зарекомендовали себя плохо, поэтому сейчас в основном устанавливают передачи из цепи или металлических пластин.
Это в значительно мере повысило надежность и увеличило ресурс работы системы и уменьшило шумы во время движения авто.
Так же, как разновидность, существуют клиноцепные трансмиссии, передача крутящего момента в которых происходит с помощью металлической цепи в основе которой лежат специальные пластины, соединенные осями.
КПД взаимодействия со шкивами в таких устройствах в значительной мере выше, чем в обычных клиноременных вариаторов, а значит, потери вращательного момента в них минимальны.
Для управления используется специальный рычаг селектора.
Клиноременной вариатор устанавливается на многих зарубежных автомобилях, у каждого производителя он конструктивно может отличаться и иметь свое название, к примеру:
Тороидный вариатор
Как видно из рисунка тороидный вариатор состоит двух вращающихся в противоположные стороны соосных валов, имеющих тороидную (сферическую) форму.
Между валами зажаты ролики, их тоже видно на рисунке выше, которые изменяя свое положение меняют передаточное число от ведущего к ведомому валу, при этом крутящий момент передается от роликов к валам за счет сил трения.
Основной проблемой, влияющей на надёжность работы всей системы и на КПД передачи крутящего момента, является пятно контакта роликов со сферическими валами.
Усилие прижатия в пятне контакта может быть колоссальным, в некоторых вариаторах оно может достигать 10 т., поэтому, помимо того, что материал в них должен быть высокотехнологичным, система управления тоже должна быть очень надежной.
К примеру, на вариаторе Extroid, который применяется на некоторых моделях Nissan, установлен специальный гидравлический механизм, управляемый электроникой, перемещая ролики с диапазоном в микроны.
Типы вариаторов
Передача вращающего момента в вариаторах происходит за счет сил трения — независимо от типа конструкции, регулирование передаточного отношения, как правило осуществляется путем переноса точек контакта элементов передачи.
Рассмотрим несколько основных конструктивных схем вариаторов.
Лобовой вариатор
Принципиальная схема вариатора с перекрещивающимися валами (или лобового) показана на рисунке.
Ось ведомого вала перпендикулярна оси ведущего. На ведущем валу закреплен диск. Каток с фрикционными накладками установлен на шлицах ведомого вала. Получается, что каток может линейно перемещаться вдоль оси ведомого вала. Если каток вариатора прижат диску то вращение будет передаваться от ведущего вала к ведомому. Причем соотношение скоростей в вращающих моментов будет зависеть от расположения точки касания.
Чем ближе эта точка к центру тем медленнее будет вращаться выходной вал, и тем выше будет вращающий момент на нем.
n1*X=n2r
- где n1 — частота вращения ведущего вала
- n2 — частота вращения ведомого вала
- X — расстояния от центра ведущего диска до точки касания
- r — радиус ведомого катка
Передаточное отношение вариатора (отношение, угловых скоростей, частот вращения, моментов) можно вычислить по формуле:
i=n1/n2=r/x
Диапазон регулирования лобового вариатора определяется минимальным и максимальным значением Х:
D=imax/imin=Xmax/Xmin
Представленная конструкция вариатора позволяет реализовать изменять и направление вращения ведомого вала. Если точку касания диска переместить в противоположную сторону от центра ведущего диска, то направление вращения ведомого вала изменится.
Вариатор с раздвижными конусами
Вариаторы этого типа получили широкое применяют в трансмиссиях автомобилей, мотоциклов, станков. Устройство вариатора с раздвижными конусами показано на рисунке.
Валы установлены в корпусе на подшипниках. Оси вращения ведущего и ведомого валов расположены параллельно.
На ведомом и ведущем валу расположены конические диски, которые могут перемещаться вдоль осей вращения.
Между дисками зажат стальное или армированное резиновый ремень. При вращении ведущего вала, вращение через ремень передается ведущему валу.
Получается, что диски образуют два шкива, между которыми расположен ремень, благодаря конструкции рабочий диаметр шкивов может изменяться, а значит будет меняться и передаточное отношение.
Отношение частот вращения валов вариатора будет зависеть от расположения точек касания дисков и конуса.
Чем дальше точка касания от оси вращения ведущего вала, и чем ближе к оси вращения ведомого, тем выше будет частота вращения ведомого вала.
Передаточное отношения вариатора с раздвижными конусам можно вычислить по формуле:
i=n1/n2=X2/X1
Диапазон регулирования можно вычислить, используя зависимость:
D=imax/imin=(Xmax/Xmin)2
Вариатор с постоянными конусами и промежуточным диском
Устройство вариатора показано на рисунке.
На ведомом и ведущем валу вариатора закреплены конические барабаны, между которыми, на оси расположен каток. С помощью винта каток может перемещаться по оси. Пружина позволяет обеспечить надежное прижатие барабанов и катка.
Передаточное отношение вариатора будет зависеть от расположения точки касания катка и барабанов:
i=n1/n2=X2/X1
Диапазон регулирования будут определяться как:
D=imax/imin=(Xmax/Xmin)2
Торовый вариатор
Конструкция торового вариатора показана на рисунке.
На валах расположены торовые чашки со сферическими поверхностями. Между чашечками установлены ролики, через которые вращающий момент передается от ведомого вала к ведущему.
Регулирование передаточного отношения осуществляется за счет изменения угла наклона роликов. Если ролики перпендикулярны дискам, то передаточное число будет равно 1.
Двухступенчатые вариаторы
Для диапазонов регулирования выше 10 рекомендуется применять двухступенчатые вариаторы, содержащие две фрикционные передачи. Разработаны конструкции с регулированием двух и четырех шкивов. В зависимости от способа перемещения дисков различают:
- вариаторы с принудительным перемещением двух дисков на ведущем и ведомом валах или на промежуточном валу и с двумя плавающими дисками;
- с принудительным перемещением двух дисков и с двумя подгруженными дисками;
- с принудительным перемещением четырех дисков.
КПД двухступенчатых вариаторов с плавающими дисками не составляет 60-85%. Применение схемы с четырьмя принудительно перемещаемыми дисками позволяет повысить КПД вариатора.
Принцип работы
Как известно, для изменения передаточных отношений классических редукторов необходимо подключать к ведущей шестерне различные комбинации зубчатых элементов, с целью понизить или повысить скорость вращения. В вариаторе всё решается посредством раздвижных шкивов. Если половинки этого элемента сдвигаются навстречу друг другу, то они выдавливают ремень выше, и он зацепляется на больший диаметр. А на другом шкиве автоматически происходит расхождение конусообразных половинок. Ремень проваливается вниз и зацепляется на меньший диаметр. Таким образом, количество передаточных отношений коробки CVT можно считать бесконечным.
Коробка вариатор плюсы и минусы
Автомобиль с вариатором, в конечном счете, будет более экономичным, чем обычный автомобиль, особенно для остановки / начала движения или когда вы постоянно меняете скорость. Старт автомобиля будет более гладким и более тихим. Однако, чем больше этих преимуществ вы получаете, тем больше автомобиль чувствует себя на моторной лодке, где вы получаете странное ощущение увеличения скорости при неизменных оборотах двигателя. Если вы можете жить с этим, и это не придаст вам никакого дискомфорта, то вариатор вполне вам подойдет. Более детально о плюсах и минусах вариаторов ниже.
Плюсы вариатора
Основным преимуществом вариатора является эффективность, которую он может предложить. Транспортные средства, которые включают CVT, оценены среди самых эффективных транспортных средств и могут предложить значительную экономию топлива. Сегодня почти все гибриды используют вариатор для максимальной экономии топлива. Еще одно преимущество CVT замечено при движении по крутым склонам. Нормальные автоматические коробки передач могут иногда испытывать трудности при большой нагрузке, когда вариатор почти сразу может найти точное соотношение, необходимое для плавного обеспечения мощности без каких-либо переключений. Эти плавные переключения передач являются еще одним преимуществом для водителя, поскольку они могут предложить чрезвычайно плавные поездки, даже не чувствуя «сдвига» транспортного средства.
Минусы вариатора
Хотя вариатор может предложить непревзойденную экономию топлива, у него есть существенный минус. Основной недостаток данных трансмиссий — это ценник, с которым они продаются. Типичная замена трансмиссии часто может стоить от 2 000 долларов в случае поломки. Из за особенностей устройства, блок CVT не будет работать так же долго, как обычная автоматическая коробка передач. В среднем срок службы этой трансмиссии составляет 150 – 200 тысяч километров
Еще более важно отметить тот факт, что, когда они выходят из строя, в 9 из 10 раз они должны быть заменены. Причиной этого является то, что детали очень дороги, их может быть трудно, если не невозможно найти, и, как правило, цена за замену деталей получается такая, что дешевле будет произвести полную замену
Другим недостатком вариатора является то, что они не могут выдержать мощность, которую может выдержать автоматическая или механическая коробка передач. По этой причине блок CVT не используется в машинах с большой производительностью.
Какие ремни используются в клиноременных вариаторах?
Несколько слов скажем и о ремнях. Безусловно, обычные резиновые ремни, устанавливающиеся на привод генератора, применять нельзя. Они рассчитаны на более низкую нагрузку и будут быстро изнашиваться.
В качестве ремня выступает стальная лента со специальным покрытием, либо несколько этих лент со сложным сечением и нанизанными пластинами.
Такие свойства позволяют передавать толкающее усилие не только частью, которая обращена к ведущему валу (в противном случае такой ремень просто сложился бы).
В некоторых автомобилях применяется стальная цепь, смазывающаяся специальной жидкостью для уменьшения эффекта скольжения. Такая конструкция способна передавать большее усилие и рассчитана на высокие нагрузки, однако и стоимость ее немного выше.
Подведем итоги
АКПП с вариатором в целом надежное и удобное устройство, обеспечивающее удобное управление автомобилем, но требующее соблюдения определенных условий эксплуатации. На продолжительность рабочего ресурса этого узла влияют такие факторы, как обеспечение своевременного обслуживания, стиль вождения, хороший прогрев перед началом движения в холодное время года. Никогда не следует резко увеличивать обороты двигателя. Это приводит к быстрому износу деталей коробки. Замена вариатора обходится недешево, поэтому такие автомобили не предназначены для любителей агрессивного стиля вождения.
