История вариатора насчитывает уже более ста лет. Запатентована эта разработка была в 19-м веке. Но прижилась в машинах не сходу, только спустя пяти десятилетий показались первые автомобили, на которых был установлен вариаторный механизм. Первыми машинами с коробкой передач для того чтобы типа стали голландские DAF.
Но пик применения пришелся на 80-е и 90-е годы прошлого века. Причем не только в машинах использовался вариатор, но и в скутерах. Вариатор – это разновидность АКПП, кроме того выбор режима ничем не отличается от автомата, выстроенного по классической схеме.
Попытаемся разглядеть более подробно, что такое вариатор и как он трудится.
Содержание
1 Главные узлы вариатора 1.1 Вариаторы с клинообразным ремнем 1.2 Вариаторы тороидальноного типа 2 минусы и Плюсы вариаторной АКПП
Главные узлы вариатора
DAF 600 первенствовал в мире автомобилем, на что серийно устанавливали клино-ременной вариатор
Типов вариаторных механизмов сейчас существует довольно много. Но принцип работы однообразен – медлено изменяется передаточное число между коленчатым валом двигателя и приводами колес. В автомобильной индустрии широкое распространение взяли два типа передач:
Ремнем клинообразной формы.
Тороидальный тип передачи. Вариаторы с клинообразным ремнем
База конструкции – это два шкива в форме конуса. Между ними натянут один либо два ремня, имеет он форму клина – как на приводе генераторов некоторых машин (к примеру, отечественной классики).
Изготавливаются ремни из отличной резины, железных цепей либо комплекта пластин. В зависимости от того, какой материал использован при изготовлении, возможно делать выводы о надежности и ресурсе коробки, принцип работы же остается неизменным.
Конструкция выполнена так, что шкивы смогут сдвигаться либо раздвигаться. За счет этого изменяются их диаметры.
Так как ремень соприкасается со шкивами боковой стороной, возрастает ресурс механизма – кроме того резиновые образцы способны прослужить не меньше полусотни тысяч километров. Более идеальные конструкции с применением металла выдерживают и больший срок.
Схема работы клиноременного вариатора
Принцип работы вариатора содержится в том, что шкивы изменяют положение относительно друг друга – сближаются либо отдаляются.
На мелких оборотах коленчатого вала диски на ведущем валу разжимаются, а ведомые сжимаются. Благодаря этого первые владеют диаметром меньшим, нежели вторые. В то время, когда частота вращения коленвала возрастает, происходит постепенное разжимание ведомых дисков и сжатие ведущих. При таких условиях передаточное число делается меньшим.
Совокупность управления вариаторной коробкой передач электронная, на базе процессоров. Она смотрит за тем, дабы диаметры обоих шкивов изменялись равномерно, в зависимости от нагрузки на двигатель автомобиля. Кроме этого совокупность управления осуществляет контроль работу планетарного механизма и сцепления.
Стоит раздельно упомянуть и про редуктор планетарного типа, что нужен при перемещении задним ходом. Если бы не он, то АКПП вариаторного типа не имела возможность выполнить реверс, другими словами на автомобиле нереально было бы двигаться задним ходом.
Электронная совокупность управления коробкой передач разрешает на крейсерской скорости держать как раз те обороты двигателя, каковые обеспечат минимальный расход горючего, и хорошую динамику перемещения. За многие годы было совершено много опытов, каковые распознали одну особенность – внутренние стены шкивов должны иметь угол наклона, равный 20 градусам.
Это оптимальное значение, исходя из этого производители делают шкивы как раз таковой формы.
Клиноременной вариатор с цепью из железных пластин
Коробка типа и передач трудится благодаря тому, что шкивы сдвигаются и раздвигаются.
Это обеспечивается гидроприводом, пружинами либо центробежными силами. Передача крутящего момента посредством резинового ремня, конечно же, несложна и недорога, но не хорошо продемонстрировала себя, поскольку ресурс в 50 000 километров – это мало. Намного действеннее показывают себя коробки, в конструкции которых применяют цепи из железных пластин. У них громадный ресурс, а возможность обрыва очень мелка. Но самое основное – значительно меньше посторонних шумов.
Передача момента посредством цепи надежна и владеет высоким КПД. А это значит, что утрат фактически не будет, целый крутящий момент уйдет от двигателя к приводам колес. Управление таким вариатором происходит при помощи рычага выбора режимов, расположенного в салоне автомобиля. В зависимости от марки автомобиля, клиноременные вариаторы смогут различаться конструкцией.
Вариаторы тороидальноного типа
Тороидальный вариатор
Таковой тип вариатора взял меньшее распространение, нежели клиноременной. База – это пара сферических соосных валов, в которых зажимаются ролики.
Сферические валы вращаются в различные стороны. Изменение передаточного числа зависит от положения роликов относительно поверхности вала. Ролики передают перемещение валам при помощи силы трения и лишь. У таковой коробки передач один серьёзный недочёт – износ в тех местах, в которых ролик соприкасается с поверхностью вала.
Стоит подметить, что упрочнение, с которым ролики прижимаются к поверхности сферы, может быть около десяти тысячь киллограм.
Из этого следует, что материалы должны употребляться самые лучшие, а управление совокупностью должно осуществляться надежным и безотказным устройством. Как пример возможно привести вариаторы Extroid, каковые до сих пор устанавливаются на машины производителя Nissan. В нем имеется гидропривод, управление которым происходит при помощи блока управления. Он способен перемещать ролики относительно сферы впредь до микрон.
Принцип работы тороидального вариатора
минусы и Плюсы вариаторной АКПП
Главные преимущества, конечно же, поражают:
плавность разгона; несложная конструкция; экономия горючего в сравнении с хорошей АКПП; низкая стоимость (обслуживание и ремонт не ударят по кошельку); повышение ресурса двигателя благодаря тому, что его работа происходит в обычном режиме; небольшой уровень шумов; экологичность.
Но без минусов не обойтись, основной – повышенные нагрузки вариаторная коробка передач не имеет возможности выдерживать. Вариаторы чаще возможно встретить на маломощных мопедах, а вот на машинах с несколькими сотнями лошадок под капотом стараются не устанавливать. Не смотря на то, что кое-какие модели Ауди оснащаются АКПП вариаторного типа, но с применением новейших разработок, каковые разрешают трудиться замечательным двигателям с таковой коробкой. Так что чаще возможно встретить АКПП вариаторного типа на бюджетных машинах, мощность двигателя которых мала.
И если вы являетесь обладателем таковой автомобили, то должны знать, что тащить прицеп возможно, в случае если его неспециализированная масса маленькая. При прегруза возможно повредить коробку передач.
В мототехнике применяют ремни из высокопрочной резины с армированием, но в автомобильной индустрии их применять безтолку, надежнее выясняются железные цепи.
И в случае если у вас вариатор, то “порысачить” с ним не окажется. Такие машины для тех, кто предпочитает спокойную езду с плавными разгонами. Да, имеется режим «Спорт», но при нередком и долгом его применении элементы коробки скоро изнашиваются.
Недочётам возможно отнести да и то, что буксировка машин с АКПП вариаторного типа вероятна на 50-100 километров. Так что, в случае если появилась необходимость в буксировке, дешевле окажется снять приводы, дабы безболезненно доставить машину в необходимое место.
Но возможно и способом частичной погрузки, в случае если имеется такая возможность. Что касается поездок по распутью, то лучше отказаться от них, потому как это приведет к стремительному износу АКПП.
Замена ремня в вариаторной КПП производится каждые 150 тыс. км, а смена трансмиссионного масла нужна раз в 50 тыс. км.
От этого зависит то, как трудится его эффективность и вариатор. И в случае если на мототехнике ремень – это расходный материал, что изменяется скоро и минимальным комплектом инструментов, то в автомобиле такое занятие возможно осложнено тем, что не каждая СТО имеет квалифицированного эксперта, талантливого выполнить всю работу как следует.
Но очень многое зависит от электронной совокупности управления, нужно пристально смотреть за ее работой. В случае если появятся какие-либо неточности, направляться их сразу же ликвидировать.
Но в целом же поездка на автомобиле с вариаторной коробкой обходится существенно дешевле, нежели на автомобиле с хорошей АКПП. И на это воздействует то, что топлива расходуется значительно меньше, ремонт дешевле, узлы в конструкции недорогие и простые.