Что означает коробка передач вариатор

Вариаторная коробка передач: что это такое

Что означает коробка передач вариатор

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

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. 

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.

Источник: https://AvtoNov.com/%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%B8%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F-%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BA%D0%B0-%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D1%87/

Что такое вариатор и «с чем его едят»: плюсы и минусы вариаторной КПП

Что означает коробка передач вариатор

Вариаторная бесступенчатая коробка передач поддерживает двигатель в необходимом тонусе и регулирует потребление топлива, позволяя хорошо сэкономить. За счет отсутствия ступеней, трансформация передаточного числа происходит плавно и без рывков. Плюсы и минусы вариатора, а также чем он лучше других КПП, мы рассмотрим далее в статье.

Вариативная КПП делится на несколько типов:

  • цепные;
  • клиноременные;
  • тороноидальные.

Тороноидальные не так популярны, как клиноременные, в основном потому, что устанавливаются на заднеприводные и полноприводные автомобили, у которых двигатель находится продольно.

О коробке вариатор и сколько она служит, узнаем из видеоролика Вести РФ.

В настоящее время клиноременный вариант – самый популярный тип вариаторной коробки передач. Суть качественного ремня в том, что в разрезе он приобретает вид трапеции и вклинивается в шкив боковыми поверхностями.

 Чтобы понять устройство на основе работы этого ремня, представим перед собой две похожие трубки, которые находятся рядом в вертикальном положении.

Если скрутить их друг с другом резинкой и начать крутить одну трубку, вторая повторит движения первой, причем подстраиваясь под ту же скорость, которой следует первая трубка.

Что такое коробка передач CVT и в чем заключается ее надежность, узнаем из видео Artur Bogomolov.

Если одну из двух деталей заменить трубкой большего размера, тогда их скорость будет заметно различаться: трубка с большим диаметром будет вращаться медленнее, что в целом нарушит ритм их слаженной работы. В этом и заключается принцип действия коробки передач: цилиндры постоянно изменяют свой размер, и за счет этого происходит работа.

Галерея «Типы вариаторных КПП»

На картинках можно увидеть виды коробок переключения передач.

Фото 1. Цепной вариатор Фото 2. Схема тороидного вариатора Фото 3. Цепь и клиновидный пояс

В составе КПП находятся конусообразные шкивы, которые «смотрят» друг на друга острыми концами и упираются в клиновидный ремень. Конусы сходятся и расходятся, изменяя размер поверхности шкивов. Когда они отстраняются друг от друга, ремень приобретает горизонтальное положение, становясь ребрами, и проваливается в середину шкива, охватывая меньший радиус его размера.

Если концы встречаются, ремень натягивается и охватывает больший радиус шкива. Работу шкивов тщательно контролирует гидравлическая система.

Она наблюдает за тем, чтобы концы конусов равномерно сходились и расставались. Как в случае с примером, где фигурировали трубки, один из конусов является ведущим, а второй ведомым.

Один шкив находится на основном валу, который идет от мотора. Второй шкив идет на валу от колес автомобиля.

Благодаря работе шкивов и их удобному расположению, получается бесступенчатая трансмиссия. Передаточное отношение имеет обширные «горизонты». Когда мы сдаем на машине назад, вариатор активирует узел, который задает кружение выходного вала в обратном направлении. Плюсы и минусы вариатора CVT в машине узнаем ниже.

Вариатор фирмы JATCO

Основные достоинства и недостатки

Начнем с плюсов и выясним, чем лучше вариатор:

  1. Рывки и скачки для его конструкции не характерны. В то же время он разгоняется быстрее, ведь КПП вариатор бесступенчатый, и им легче управлять.
  2. Автомобиль, оснащенный вариатором, не заглохнет на светофоре в пробке и не станет барахлить на подъеме, ведь он плавно трогается с места.
  3. Его особенности – 2 педали и простота управления.
  4. Не шумит и не издает рычащих звуков.
  5. Экономнее относится к топливу и это связано с равномерным разгоном и ходом.
  6. Для водителей, которые заботятся об окружающей среде, вариатор отличное решение, потому что это экологическая трансмиссия. Она не выпускает в воздух столько ядовитых испарений, сколько механика и автомат.

Чем плох вариатор на авто?

  1. Большие обороты на ХО для вариаторной коробки позволительны только на короткий срок. Долго так ехать невозможно.
  2. Езда на вариаторе подразумевает покупку специальной жидкости для качественной работы клиновидного ремня. Значит, на жидкость такого типа придется раскошелиться, да еще и отыскать ее проблема.
  3. Если не соблюдать условия, в которых вариатор хорошо себя чувствует, это приблизит время его смерти. А как следствие – дорогостоящий и длительный ремонт.

К поломкам может привести пагубное влияние автолюбителя. Если не проходить плановый техосмотр, это гарантирует проблемы, которые потом выльются в денежные растраты.

Автомобильный вариатор и его плюсы и минусы освещены в ролике от канала АВТОСАЛОН.

Разрыв и другие повреждения ремня – все еще № 1 в списке поломок вариатора.

Чтобы избежать неприятностей, нужно всегда помнить:

  1. Резкое вдавливание педали тормоза в пол почти всегда гарантирует появление трещинок на ремне.
  2. Если постоянно инициировать внезапные торможения, в итоге ремень протрется и лопнет.
  3. Если в клеммах будут нарушены контакты, это приведет к ошибкам в работе узловой системы, и как следствие – повлияют на вариатор.
  4. Когда автомобиль находится в нейтральном положении и вдруг совершает ритмичные покачивания, возможно проблема в электропроводке. Даже микроскопический разрыв жгута приведет к проблемам в вариаторе.
  5. Симптом вышедшей из строя вариаторной коробки передач – аромат гари в салоне.

Минусы вариатора Митсубиси осветит автор видео Александр Степанов.

Чем вариатор отличается от других видов трансмиссий?

Самая популярная КПП – механика. Она состоит из трех валов (ведущий, промежуточный и зависимый), если машина заднеприводная, а двигатель находится в продольном положении. В случае с передним приводом у коробки насчитывается два вала: входящий и выходящий.

В классике переключение контролируется гидроблоком, а в современных вариантах – электроникой.

КПП автомат имеет несколько возможностей передвижения:

  • экономная езда;
  • обычная езда;
  • спортивная езда.

Классика зарекомендовала себя надежностью. Такая коробка передач выжимает без проблем до 400 тысяч км пробега. Условие – правильная эксплуатация. Как и с другими вариантами КПП, в радиатор нужно заливать качественную ОЖ. Среди автоматических коробок передач есть вариант с ручным переключением, которое так любят многие автолюбители.

КПП «Робот» — своеобразный гибрид. Это механика, где передачи переключаются электроникой. Здесь есть две педали и сцепление, но нет гидротрансформатора. Эта коробка передач характеризуется рывками при переключении скоростей. Это особенно заметно на фоне вариатора, у которого нет ни рывков, ни толчков.

В последнее время на рынке появилась новинка — автомобиль, где есть два сцепления в КПП. Одно из них несет ответственность за четные передачи, другое – нечетные. Это нововведение исключило временные «провисания» робота, когда переключение передач длилось до 3 секунд.

 Загрузка …

«Автомат или Вариатор»

Надежен ли в автомобиле вариатор? Или лучше коробка автомат? О плюсах и минусах трансмиссий расскажет Avto-Blogger.ru.

Источник: https://avtozam.com/kpp/obzor-korobki-variator/

Вариатор: плюсы и минусы

Что означает коробка передач вариатор

Вариатор при первом впечатлении с лёгкостью и не кривя душой можно назвать идеальной коробкой переключения передач. Водители автомобилей на вариаторе могут даже кичиться тем, что в их автомобилях стоит бесступенчатая коробка. Сколько-сколько Вы говорите в Вашем автомобиле передач? Шесть? Восемь? А у меня – бесконечность, ведь вариатор не имеет ступеней.

Что ещё, казалось бы так, нужно обычному автомобилисту? Вариатор держит мотор в тонусе всегда, когда это необходимо, благодаря поддержанию оптимальных передаточных чисел, что обеспечивает хорошую динамику и превосходную экономичность топлива.

Принцип работы

В зависимости от конструктивных различий и устройства вариаторные коробки передач можно разделит на несколько типов: тороидальные, клиноременные, цепные и другие приводы. Наиболее распространённым типом вариаторной коробки передач является клиноременной на основе шкивов с переменным диаметром. О таком вариаторе и пойдёт далее речь.

Для того, чтобы понять устройство вариатора, представим две идентичные трубки, которые находятся на небольшом расстоянии параллельно друг напротив друга.

Когда их стянем резинкой и начнём крутить какую-либо из них, то вращение придастся и второй, причём с той же скоростью, что и первой.

Но если одну трубку заменить на другую большего диаметра, то скорость их вращения относительно друг друга будет другой: скорость вращения большей трубки будет существенно ниже чем у параллельной меньшего диаметра.

Принцип работы вариаторной коробки идентичен, только цилиндры имеют постоянно изменяющийся диаметр. В состав вариатора входит шкивы конусовидной формы, которые направлены друг к другу вершинами, а между ними зажат ремень специальной клиновидной формы.

Конусы, попарно двигаясь друг к другу и обратно, изменяют диаметр рабочей поверхности шкивов. При раздвижении конусов, ремень, что обращён рёбрами к ним, провалится в середину шкива и будет огибать его по радиусу меньшего размера.

В случае движения конусов навстречу друг другу, огибание шкива ремнём будет происходить наоборот по большему радиусу.

Управление шкивами происходит под строгим контролем гидравлической системы, которая следит за синхронным сближением конусов одного шкива и расхождением в другом. Один шкив располагается на ведущем валу, который идёт от двигателя, а второй прикреплён к ведомому, который идёт уже к колёсам. Благодаря такому расположению шкивов, передаточное отношение налаживается в широчайшем диапазоне.

Что бы осуществить движение назад в автомобиле с вариатором, в нём находится специальный узел, меняющий направление вращения выходного вала. Таким узлом может служить планетарная передача.

Основные преимущества и недостатки

Вариатор обладает существенными преимуществами, что продвинуло эту бесступенчатую трансмиссию на уровень оснащения автомобилей на ровне с автоматом. Рассмотрим их:

– автомобиль на вариаторе разгоняется очень плавно, ибо эта коробка передач лишена каких-либо скачков и рывков в илу своей конструкции;

– разгон на вариаторе происходит быстрее, так как на переключение скоростей абсолютно не затрачивается время.

– автомобили с вариатором, в отличие от автомобилей с механической коробкой передач, плавно трогаются с места и не глохнут на светофорах или подъёмах;

– наличие всего двух педалей и лёгкость управления;

– даже разгоняясь, вариатор не производит много шума;

– вариатор более экономичен по расходу топлива нежели другие коробки передач. Это обусловлено его возможностью динамического разгона и плавного хода;

– вариатор – самая экологичная трансмиссия, так как не задымляет настолько сильно атмосферу, как его оппоненты МКПП и АКПП.

Но не всё так сладко, как может показаться. И вариатор может предоставить хлопоты водителям:

– машина на бесступенчатой трансмиссии не способна долгое время передвигаться на высоких оборотах;

– вариатор очень требователен к замене масла, поэтому за этим следует тщательно приглядывать и менять его каждые 20-30 тысяч километров, как минимум;

– вариатор также требует заливать в него определённую жидкость для корректной работы ремня коробки. А найти её достаточно непросто и стоит она недёшево;

– грубая и небрежная эксплуатация вариатора ведёт к его быстрой поломке. Нельзя его насиловать так, как, допустим, механическую коробку передач;

– ремонт вариатора достаточно дорогостоящий и сложный;

– выход из строя хотя-бы одного малейшего датчика может пагубно отразиться на работе всего вариатора.

Основные неисправности

Вариатор подвержен поломкам, в большей или меньшей степени как и другие типы трансмиссий. Причин для появления их может быть множество: это и халатность по отношению к своей машине во время движения, и просрочке замены масла, и несвоевременное проведение технического обслуживания.

Так как вариатор нынче, хоть и уже достаточно встречающееся явление, но это новинка автомобильного мира и это касается также и Украины. Поэтому продиагностировать и устранить неисправность способны далеко не все автосервисы.

Наилучшим вариантом будет определение признаков неисправностей на максимально ранних стадиях, ибо в противном случае дорогостоящего ремонта коробки Вам не избежать.

Возглавляющей в списке неисправностей бесступенчатой коробки передач является поломка связанная с повреждением ремня вариатора. Первопричиной для этого может служить экстренное торможение на большой скорости.

В таком случае ремень переходит в аварийное положение, в следствии чего появляется на нём множество зазубрин.

Систематическое повторение подобных или иных «стрессовых ситуаций» может в конце концов привести к разрыву ремня.

Сбои работы узловой электроники так же влекут за собой всякого рода проблемы с вариатором. Неполадки электроники возникают в следствии нарушения контактов в клеммах.

Также к этому пункту можно отнести и повреждение жгута электропроводки. Если Вы заметили в положении нейтрали своеобразные раскачивания, то не затягивайте с этим.

Ведь это может служить причиной возникновения проблем с электроникой вариатора.

Причиной неисправностей в работе ЭБУ вариатора, муфты переднего хода или гидротрансформатора могут являться проблемы при трогании машины с места или возникшие сложности при переключении передач до самого конца. Если при переключении селектора прослушиваются удары, то это свидетельствует о перебоях с давлением в вариаторной магистрали.

Также о неисправности работы вариатора свидетельствует и появление в салоне автомобиля запаха горелого масла. Если Вы ощутили этот запах, то проверьте уровень масла и его состояние. Если же кроме этого присутствует и появление дыма, а масло стало более тёмным, то это свидетельствует об определённых проблемах с вариатором.

История появления и внедрения в автомобили

Первейшим серийным автомобилем, оборудованным вариатором, можно считать по праву DAF 600. Автомобиль, который сошёл в первый раз с конвейера ещё в далёком 1958 году. Эта машина была достаточно не плохим вариантом для передвижения, но завоевать сердца автолюбителей так и не смогла и была снята с производства.

Далее целых 13 лет не выпускались автомобили с вариаторной коробкой передач. И о чудо! В 1972 году свет Volvo 343! Достойный автомобиль и очень прекрасный для своего времени с богатейшим оснащением.

Но главным его недостатком оказался именно вариатор. Вся проблема заключалась в бракованных клиновидных ремнях коробки с ограниченным ресурсом. Но выпуск модели компания сворачивать не собиралась и поэтому на конструкторов была возложена задача поиска альтернативы клиновидному ремню.

И в Volvo решение всё же было найдено братьями Ван Дорн. Они предложили идею использования ремня, состоящего из наборных пластин, которые бы толкали муфту вместо того, чтобы крутить её. Подобного решения не поддержала компания Audi. Её инженеры предложили попросту заменить ремень на цепь. Эти наработки были использованы уже в автомобиле AUDI A6.

А теперь хотим предложить Вам краткую хронологию инновационного развития вариатора: 1490 год – гений эпохи возрождения Леонардо да Винчи опубликовал свои наработки бесступенчатой трансмиссии. Конечно в то время автомобилей не было и в помине, но всё же.

1886 год – подача первого патента на тороидальную CVT.

1935 год – Dodge патентует тороидальный вариатор в США.

1939 год – свет увидела коробка автомат, в основе которой лежит планетарная система передач.

1958 год – Daf выпускает первый серийный автомобиль, оснащённый вариаторной коробкой передач.

1972 год – Volvo 343 достаточно удачное серийное производство автомобилей с вариатором.

1989 год – Subaru Justy GL – первое полноценное производство автомобилей на вариаторе в Америке.

2002 – дебют Saturn на коробке вариатор.

2002 – Ваз 2112 оснастили вариатором на замену механике.

2014 – рынок автомобилей на CVT приближается в количественном соотношении к автомобилям на автомате.

Отличия от других видов трансмиссий

Механическая коробка

Начнём с самой популярной трансмиссии, то есть механической. Возраст этого ветерана насчитывает уже более века. Но за этот период она изменялась множество раз, дойдя до сегодняшнего времени в лучшем её проявлении.

https://www.youtube.com/watch?v=MpMsr1YK0Qc

Коробка вместе с двигателем расположены под капотом автомобиля, а между ними находится узел сцепления. При выжимании водителем педали сцепления, происходит механическое разъединение двигателя и коробки передач, в этот момент и выбирается необходимая для включения передача. Рекомендовано производить «разъединение» МКПП и мотора также во время торможения и при парковании.

Расположение двигателя в автомобилях с задним приводом – продольное. МКПП в таком случае состоит из трёх валов: ведущего, промежуточного и ведомого.

Автомобили с передним приводом оснащаются поперечным расположением двигателя, а коробка в свою очередь имеет только два вала: входящий и выходящий.

Это и приводит к различной работе трансмиссии, но это не влияет на функции, они остаются неизменными.

Коробка автомат

Переключение передач в классическом автомате контролируется гидроблоком, которым в современных автомобилях управляет электроника. Поэтому при помощи АКПП можно использовать различные режимы езды: экономичный, обычный и спортивный. В более «навороченных» автоматических коробках бывает ещё полно всевозможных режимов, которые так и остаются не познанными автомобилистами

Классические автоматы отличаются хорошей надёжностью настолько, что выдерживают пробег в 400 тысяч километров без особых вмешательств в конструкцию коробки. Главное аккуратно эксплуатировать коробку и не «жечь» её на резких стартах со светофоров, а также вовремя заливать в агрегат качественное масло.

Многие современные АКПП позволяют переключать передачи в ручном режиме.

Роботизированная коробка передач («робот»)

Коробка «робот» – это механическая коробка, в которой передачи переключаются электроникой. Как и в случае с автоматом, в автомобиле с роботом присутствуют две педали, но присутствует сцепление, но в отличии от АКПП, гидротрансформатора здесь нет.

Робот характерен наличием существенных толчков при переключениях передач, особенно на малых скоростях, в отличие от АКПП и тем более вариатора, который плавнее чем все остальные коробки.

Достаточно недавно в продажу стали поступать автомобили, оснащённые роботизированной коробкой с двумя сцеплениями. Одно из сцеплений отвечает за переключение чётных передач, второе – нечётных.

В данном случае передачи переключаются за доли секунды, что разительно отличает эту коробку от обычного робота, в котором задержки могут достигать и трёх секунд.

Данный тип трансмиссии впитал в себя экономичность и динамичность работы механики и удобство автомата.

Подписывайтесь на наши ленты в , и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Источник: https://auto.today/bok/1389-variator-plyusy-i-minusy.html

Бизнес и право
Добавить комментарий