Вариаторная коробка передач: вариатор или автоматическая коробка передач?

Содержание

Принцип работы вариаторной коробки передач

Во время покупки транспортного средства каждый автолюбитель уделяет особое внимание выбору типа трансмиссии. Ежегодно все большое количество автовладельцев открывают для себя плюсы автоматической коробки передач (АКПП), кто-то отдает предпочтение проверенной годами механике (МКПП), появляются поклонники вариативной коробки передач.

По селектору не всегда можно определить

На сегодняшний день автомобили с вариатором достаточно редко встречаются на дорогах нашей страны, однако, данный механизм имеет много неоспоримых преимуществ, позволяющих ему уверенно завоевывать все большую популярность у современных водителей. Принцип работы вариаторной коробки передач достаточно выгодно отличает ее как от МКПП, так и от АКПП.

Достоинства

Практически без шума

Вариатор является бесступенчатым механизмом, который наиболее оптимально использует всю мощность двигателя внутреннего сгорания, равномерно изменяя передаточное число. В вариаторе отсутствуют фиксированные передачи, поэтому можно говорить о бесступенчатом изменении крутящего момента в процессе его передачи от двигателя к колесному приводу транспортного средства.
Работает данный механический узел практически бесшумно. Даже при стремительном наборе скорости двигатель автомобиля издает одинаково ровный звук. Достичь такого эффекта позволяет наличие электронных узлов вариатора, постоянно осуществляющих оптимизацию мотора и предотвращающих возможность возникновения перегрузок в процессе его работы.
Вариаторная коробка передач существенно экономит объем потребляемого автомобилем топлива за счет согласования оборотов вращающегося звена в кривошипном механизме (коленвал) с нагрузкой на транспортное средство.

Поездка на легковом автомобиле с вариатором гарантирует плавную езду без рывков, которые неизменно возникают при переключении передач во время движения автомобилей с АКПП и с МКПП.
Срок эксплуатации вариаторной трансмиссии существенно увеличивается благодаря оптимизированной нагрузке и на составные части привода, и на силовой агрегат в целом.
Транспортное средство с вариаторной коробкой передач выбрасывает в окружающую атмосферу значительно меньше различных химических соединений, опасных для здоровья человека.

Работает так

Вариатор в классическом исполнении представляет собой механическую конструкцию, состоящую из двух раздвижных шкивов, которые надежно соединяет клиновидный ремень. Вариаторные коробки, которыми комплектуются современные транспортные средства, отличаются более сложной конструкцией, обусловленной необходимостью наличия пониженных передач и заднего хода автомобиля.

Сегодня существует большое количество типов вариаторов, отличающихся между собой методом передачи крутящего момента. Наиболее стабильным механическим узлом считается клиноременная коробка передач.

Устройство клиноременного вариатора

Схема вариатора старого образца

Раздвижные шкивы. Данные элементы представляют собой пару клиновидных «щек», расположенных на одном валу.

Гидроцилиндр. Основная функция устройства заключается в сжатии дисков в зависимости от оборотов двигателя или после сигналов, которые поступают с центрального блока управления.
Клиновидный ременьРемень клиновидный. Основу составляют две металлические ленты, к которым присоединены пластины из металла, плотно прилегающие друг к другу. Верхняя часть пластин отличается конусообразной формой, в то время как в их основании расположены специальные пазы, в которые вставляется металлическая лента.

Конвертор крутящего момента (гидродинамический трансформатор). Устройство, которое преобразовывает крутящий момент двигателя внутреннего сгорания, после чего осуществляет его передачу вариатору. Конвертор способствует бесступенчатому изменению частоты вращения и крутящего момента.
Дифференциал. Распределяет крутящий момент на ведущие колеса транспортного средства.
Планетарный редуктор заднего хода. Осуществляет вращение вторичного вала в противоположном направлении.
Гидравлический насос. В своей работе использует потенциальную и кинетическую энергию жидкости для создания определенного давления, позволяющего осуществлять работу гидроцилиндров.
Центральный блок управления. В основе его работы находится микропроцессор, который после обработки сигналов, полученных от различных датчиков (ESP, ABS, контроль расхода топливной смеси и т.д.), отдает необходимые команды исполнительным устройствам клиноременного вариатора.

Как работает клиноременной механизм

Работа вариатора начинается с того, что увеличивающиеся обороты двигателя внутреннего сгорания приводят в действие конвертор крутящего момента. Далее гидродинамический трансформатор осуществляет передачу крутящего момента на первичный вал с установленным на нем ведущим шкивом. Под воздействием гидроцилиндра «щеки» ведущего шкива сходятся, увеличивая величину трения, которая образуется в результате взаимодействия «щек» шкива и клиновидного ремня.

Принцип работы

На следующем этапе усилие под действием силы трения поступает на вторичный шкив, который объединен с вторичным валом. В процессе увеличения оборотов осуществляется смена диаметров ведомого и ведущего шкивов, растет значение передаточного числа. Завершает процесс работа ведомого вала, который вертит ведущие колеса транспортного средства методом вращения присоединенного к ним дифференциала.

Пара раздвижных шкивов

Задний ход обеспечивает работа планетарного механического устройства, которое соединяется с ведомым валом.

Из вышеизложенного видно, что вариатор способствует плавному движению автомобиля и существенно экономит потребление топливной смеси, выбирая оптимальное число оборотов двигателя внутреннего сгорания. Вариативная коробка передач имеет огромный потенциал, благодаря которому все большее число автолюбителей предпочитают иметь дело с трансмиссией такого типа.

Видео

Так работает вариатор:

Вариаторная коробка передач.

Вариатор CVT

Помощь проекту

Вам понравился наш сайт? Вы желаете помочь проекту или же хотите отблагодарить нас? Это сделать легко! Просто оставьте ссылку на понравившуюся вам статью на любом сайте, где вы часто общаетесь. Это может быть личная страница в соц. сетях, личный блог, городской или тематический форум. Мы будем вам благодарны за ваш вклад в развитие проекта.

Что такое вариатор? Вариатор – это механический узел, предназначенный для передачи усилия двигателя бесступенчато к ведущим колесам. В некотором смысле его можно назвать автоматической коробкой передач, но с совершенно другим принципом передачи крутящего момента.

Классический вариатор — это два раздвижных шкива, соединённых клиновидным ремнем. Вариатор, применяемый в автомобилях, является более сложным устройством, потому что существует необходимость введения «задней скорости» и пониженных передач. В состав вариатора марки CVT (клиноременный вариатор) входят следующие устройства:

Раздвижные шкивы – представляют собой две клиновидные «щеки» на одном валу. Приводятся в действие гидроцилиндром, который сжимает диски в зависимости от оборотов, или по управляющему сигналу от блока управления.
Клиновидный ремень – изготовлен из двух металлических лент, на которые нанизываются металлические пластинки специальной формы. Элементы располагаются плотно друг к другу, верх пластинки выполнен в виде конуса, а в основании имеются пазы, куда вставляются металлические ленты (для клиноременных вариаторов).
Гидротрансформатор – устройство преобразования и передачи крутящего момента, а также плавного начала движения. Более подробное описание в разделе АКПП.

Дифференциал – устройство распределения крутящего момента на ведущие колеса.
Планетарный механизм задней передачи – устройство, для обеспечения вращения вторичного вала в обратном порядке.
Гидравлический насос – устройство, которое приводится в действие гидротрансформатором и предназначено для создания давления рабочей жидкости. Давлением приводятся в действие исполнительные устройства (гидроцилиндры).
Блок управления – микропроцессорное устройство для управления исполнительными устройствами вариатора, в зависимости от сигналов, подаваемых с датчиков (местоположения коленвала, контроля расхода топлива, ABS, ESP и др.).

Существуют вариаторы не только с ременным приводом (вариатор CVT), но и цепным. В основном применяется в автомобилях Audi. Крутящий момент передается, так же как и в CVT, только диски сжимают цепь, которая имеет клиновидные оси звеньев. Цепь передает усилие тянущее, а не толкательное как ремень.

Следующий тип вариатора – торовый. В состав такого вариатора входят два клиновидных диска. Один диск является ведущим, второй – ведомым. Между дисками находится ролик, который может перемещаться в вертикальном направлении и вращаться горизонтально вокруг своей оси. Таким образом, ролик может соприкасаться с разными радиусами дисков. При соединении ролика с малым радиусом ведущего диска и с большим ведомого, получается низшая передача. Если наоборот – высшая. Прямая передача – это момент соприкосновения ролика с одинаковыми радиусами дисков. Но такой вариант вариатора не получил большого распространения из-за дороговизны и применения специальных смазывающих материалов.

Мы же рассмотрим работу самого популярного у автопроизводителей клиноременного вариатора.

При увеличении оборотов двигателя приводится в действие гидротрансформатор, который передает крутящий момент на первичный вал. На первичном валу установлен ведущий шкив и при воздействии на него гидроцилиндра, «щеки» начинают сходиться, что приводит к увеличению трения между ними и клиновидным ремнем. Далее под действием трения усилие передается на ведомый шкив, который соединен с вторичным валом. «Щеки» ведомого шкива в этот момент максимально сведены, то есть получается низшая передача. Далее при развитии оборотов происходит смена диаметров ведущего и ведомого шкивов. Передаточное число увеличивается максимально.

Ведомый вал вращает дифференциал, к которому присоединены полуоси ведущих колес. Задняя передача обеспечивается подсоединением к ведомому валу планетарного механизма, который и обеспечивает реверсивное движение ведомого вала.

Обеспечивает управление диаметрами шкивом электронная система управления, она же включает, по средствам актуаторов заднюю и пониженную передачу. Как видим, при использовании вариатора нет резких рывков при переключении, обеспечивается более плавный ход и экономия топлива, так как электроника выбирает оптимальный режим оборотов двигателя и передаточное число шкивов. Но уже и не полихачишь!

Но нарекания водителей, у которых появились автомобили с вариатором, были в отсутствии характерного урчания двигателя при смене передач как в механической коробке передач. Конструкторы нашли выход – применили псевдо-ступенчатое переключение передач, применив селектор выбора передач. Так, при трогании с места водитель включает первую передачу движения вперед и нажимает на акселератор, затем после достижения определенных оборотов, двигая селектор, включает вторую передачу и т.

д. Достигается такое переключение программированием блока управления на фиксированные передаточные числа шкивов. Но возможен переход в полный автоматический режим, в этом случае электроника все выполнит сама. Для включения пониженной передачи селектор переводится в определённое положение и блок управления не включает повышенные передачи, независимо от оборотов работы двигателя.

Twitter

Что такое бесступенчатая трансмиссия?

Бесступенчатая трансмиссия, или бесступенчатая трансмиссия, плавно меняет бесконечный диапазон эффективных передаточных чисел во время вождения, в то время как другие виды механических трансмиссий предлагают фиксированное число передаточных чисел и жесткие переключения между ними, как объясняется сертифицированным ремонтом трансмиссии. Системы трансмиссии CVT также известны как односкоростные, бесступенчатые и бесступенчатые трансмиссии.

Бесступенчатый характер вариатора обеспечивает беспрецедентную гибкость, которая поддерживает постоянную угловую скорость независимо от выходной скорости. Кроме того, бесступенчатая трансмиссия делает ускорение плавным и обеспечивает повышенную экономию топлива.

История вариатора

Несмотря на то, что вариатор только недавно завоевал популярность, благодаря новым инновациям, обеспечивающим большую эффективность, конструкция существовала веками — Леонардо да Винчи разработал первый вариатор в 1490 году, хотя официально он не был запатентован до тех пор, пока 1886 г. от Даймлера и Бенца.

Впервые вариатор получил известность в 1910 году, когда мотоциклы Zenit построили модель вариатора, настолько эффективную, что ее запретили участвовать в соревнованиях по скалолазанию. К концу 19В 80-х вариатор стал мейнстримом благодаря Subaru. В наши дни почти у каждого производителя есть хотя бы одна модель с бесступенчатой трансмиссией.

Как работает вариатор?

В то время как в традиционной трансмиссии для переключения между заданными передачами используется множество сложных деталей, большинство систем CVT работают через систему шкивов. Короче говоря, эта система состоит из конусов на каждом шкиве, соединенных цепным ремнем. Конусы могут перемещаться, увеличивая или уменьшая диаметр ремня для изменения передаточных чисел, обеспечивая быстрое переключение на необходимое передаточное число для увеличения мощности и повышения экономии топлива.

Один шкив вариатора соединен с двигателем, а другой направляет мощность на колеса. Ширина этих шкивов меняется в зависимости от необходимой мощности; по мере того, как один становится больше, другой становится меньше. Это позволяет вариатору обеспечивать сильное и плавное ускорение, как описано в CarFax .

Существует второй, менее распространенный тип вариатора, в котором используется ряд дисков и роликов, но он работает по тому же принципу.

Хотя в вариаторах нет передач, некоторые имитируют более традиционное переключение передач. В этих трансмиссиях система ремня и шкива предназначена для перемещения в заданные точки с помощью традиционного рычага переключения передач или подрулевых лепестков.

Почему автопроизводители используют вариаторы?

Если вариаторные трансмиссии существуют так долго, почему они популярны только сейчас? Производители теперь понимают, что они, как правило, хорошо работают для своей основной клиентской базы. Бесступенчатая трансмиссия получает максимальную мощность от меньшего двигателя. Это делает ускорение более быстрым и отзывчивым, поэтому среднестатистический водитель получает больше удовольствия от вождения.

Бесступенчатая трансмиссия Плюсы

Бесступенчатая трансмиссия предлагает ряд преимуществ среднему водителю.

Значительно улучшена экономия топлива. Современные гибриды используют вариаторы для экономии топлива, а многие газовые модели с вариатором предлагают расход топлива около 38 миль на галлон для среднего седана среднего размера.
В соответствии с Сертифицированным ремонтом трансмиссии ехать в гору легче с вариатором. Типичная трансмиссия должна работать усерднее, чтобы найти правильное передаточное число для привода, тогда как вариатор находит точное передаточное число, необходимое почти сразу, позволяя двигателю беспрепятственно обеспечивать мощность без резких переключений.
Поскольку нет резких переключений передач, вариаторы также позволяют вам наслаждаться плавным вождением и ускорением на любой скорости, как объясняет CarFax . Это также исключает резкое переключение на пониженную передачу, когда вы пытаетесь получить дополнительную мощность для обгона на шоссе.

Минусы трансмиссии CVT

Хотя вариатор, безусловно, может многое предложить, у него есть некоторые недостатки по сравнению с традиционной трансмиссией согласно Samarins .

Затраты на ремонт и замену также могут быть более высокими, до нескольких тысяч долларов, вероятно, потому, что системы CVT обычно не служат так долго, как традиционные системы. Они могут выйти из строя примерно через 100 000 миль, в то время как традиционная трансмиссия может прослужить вдвое дольше.
Хотя вариатор отлично подходит для среднего водителя, он не предназначен для высокопроизводительных ситуаций, как Сертифицированный ремонт трансмиссии объясняет. Бесступенчатые трансмиссии не могут справиться с увеличенной мощностью, поэтому они не используются на спортивных купе и спортивных автомобилях.
Как объясняет Car Engineer, восприятие шума водителем также сильно отличается от восприятия шума ступенчатой автоматической коробкой передач или механической коробкой передач, что привело к относительно низкому уровню признания.

На что обратить внимание при покупке подержанного автомобиля с вариатором

Прежде чем покупать подержанный автомобиль с вариатором, вам необходимо провести дополнительные исследования, как это рекомендовано Самарины . Из-за затрат на замену вариатора обязательно сделайте тест-драйв, проведите осмотр и проверьте гарантию на него.

Во время тест-драйва обращайте внимание на следующее:

Медленное переключение: Хотя вам не нужно переключать вариатор с первой на вторую передачу, вы должны переключаться между парковкой, движением и задним ходом. Если для переключения передачи требуется больше секунды или около того, это может указывать на неисправный вариатор, который вскоре может выйти из строя.
Странные звуки: вариаторы, естественно, громче, чем их традиционные аналоги, но они не должны быть настолько громкими, чтобы жужжание и нытье были нормальными. Если вы слышите чрезмерный шум при ускорении, это красный флаг.
Пробуксовка: при ускорении вы должны ощущать непрерывное плавное ускорение. Если он проскальзывает или на мгновение теряет мощность, вариатор неисправен.
Рывки при переключении передач: при переключении передач никогда не должно происходить рывков или толчков автомобиля.
Нестабильные обороты: вариатор должен оставаться постоянным, поэтому, если вы заметите колебания оборотов во время движения с постоянной скоростью, это может указывать на проблему.
Грязная трансмиссионная жидкость: Если трансмиссионная жидкость грязная, среди прочих проблем это может указывать на проблему с вариатором.

Бесступенчатая трансмиссия: итоги

Бесступенчатая трансмиссия может улучшить впечатления водителя среднего уровня в соответствии с Сертифицированный ремонт трансмиссии . Это может повысить эффективность и помочь с крутыми склонами. Это особенно полезно в горных районах. Просто помните, что эти трансмиссии могут стоить дорого как при первоначальной покупке, так и при затратах на ремонт. Вот почему важно убедиться, что на него распространяется гарантия.

Преимущество вариатора заключается в его простоте, как объясняет Edmunds . По сравнению со сложным набором из сотен компонентов традиционной трансмиссии, вариатор состоит только из ремня, ведущего шкива, шкива, чувствительного к крутящему моменту, и нескольких микропроцессоров и датчиков. Это делает вариатор более адаптируемым, чем его традиционные аналоги, обеспечивая плавную езду и плавное ускорение, несмотря на меняющиеся дорожные условия.

Информация и исследования в этой статье проверены сертифицированным ASE главным техническим специалистом Дуэйн Сайалун из YourMechanic.com . Для любых отзывов или запросов на исправление, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону [email protected] .

Источники:

https://www.edmunds.com/car-technology/cvt-enters-the-mainstream.html

https://certifiedtransmissionrepair.com/cvt-transmissions-pros-cons /

https://www.caranddriver.com/features/a28200003/transmission-fluid-check/

https://www.samarins.com/check/cvt.html

http://www. car-engineer.com/the-continuously-variable-transmission-cvt/

https:/ /www.carfax.com/blog/CVT-pros-and-cons

https://www.caranddriver.com/features/a15113275/how-cvt-transmissions-are-getting-their-groove-back- характеристика/

Что такое вариаторная коробка передач?

Перейти к содержаниюПерейти к нижнему колонтитулу

Советы и советы

Главная
Характеристики
Советы и рекомендации

Если вы ищете автомобили с автоматической коробкой передач, возможно, вы видели термин CVT. Вот что это значит…

Автор: Dean Gibson

16 декабря 2020 г.

Аббревиатура CVT означает «бесступенчатая трансмиссия», и это тип одноступенчатой автоматической коробки передач. Коробка передач CVT использовалась в различных автомобилях, но обычно она устанавливается на небольшой автомобиль. Компактный размер и простота конструкции делают ее более рентабельной для использования в небольшом автомобиле, чем традиционную автоматическую коробку передач. Производители, которые в настоящее время используют вариатор в своих автомобилях, включают Toyota, Nissan и Honda, а автомобиль Audi Multitronic представляет собой вариант коробки передач с вариатором.

Коробка передач CVT во многом похожа на обычный автомобиль. Во-первых, в автомобиле с вариатором нет педали сцепления, поэтому вы можете управлять им только с автоматическими водительскими правами в Великобритании. Вы также обнаружите, что если автомобиль предлагается с коробкой передач CVT, он будет дороже, чем та же модель с механической коробкой передач, как и обычный автомобиль. Если бы вы сравнили их вплотную, модель с механической коробкой передач также показала бы лучшую экономию топлива. Но опять же, это то же самое, что и с обычной автоматической коробкой.

• Лучшие автомобили с автоматической коробкой передач 2017 года

Коробка передач CVT и ее разновидности существуют с самого начала автомобилестроения, но именно с введением коробки передач Variomatic голландским автопроизводителем DAF в 1950-х годах вариатор стал более распространенным явлением. в автомобилях. Variomatic от DAF стал эталоном для коробок CVT, и все предлагаемые сегодня версии работают по тому же принципу.

Как работает коробка передач CVT?

Коробка передач CVT имеет относительно простую компоновку двух конусообразных шкивов с соединяющим их клиновидным приводным ремнем. Один шкив крепится к двигателю, а другой к колесам. Когда вы нажимаете на акселератор, двигатель набирает обороты, и конус движется в соответствии с требуемой мощностью. Другой конус настраивается соответствующим образом, чтобы приводной ремень сохранял одинаковое натяжение, и именно это определяет ускорение автомобиля.

Поскольку два конуса движутся независимо друг от друга, это означает, что в них нет заданных передаточных чисел, как в обычном автоматическом или ручном управлении, поэтому вариатор, по сути, является односкоростным агрегатом с бесконечными передаточными числами. Это также объясняет, почему автомобили с бесступенчатой трансмиссией имеют знакомый характер высоких оборотов, потому что обороты двигателя не связаны со скоростью вращения колес.

Ранние автомобили с бесступенчатой трансмиссией, например, выпущенные голландской фирмой DAF, издавали знакомый скулящий звук при резком увеличении оборотов двигателя, но скорость нарастала медленно. Сегодня новейшие автомобили с бесступенчатой трансмиссией имеют достаточную звукоизоляцию для повышения плавности хода. Еще одна особенность системы DAF заключалась в том, что автомобили, на которых она устанавливалась, не имели задней передачи, вместо этого коробка вариатора просто работала в обратном направлении, поэтому теоретически эти автомобили имели максимальную скорость, достижимую как при движении назад, так и вперед.

Технологии достигли такого прогресса, что сегодня бесступенчатая коробка передач является лучшим вариантом, чем раньше, как с точки зрения удовольствия от вождения, так и с точки зрения эффективности. Nissan разработал коробку передач CVT под названием Xtronic, которая имеет «ступенчатую» подачу мощности, чтобы сделать ее более похожей на обычную коробку передач за счет «переключения» передач. В другом месте Toyota Hybrid Synergy Drive (HSD), который используется в гибридных моделях, таких как Prius и Lexus IS 300h, использует коробку передач CVT как часть гибридной системы. Это имеет разделенную подачу мощности, так что двигатель автомобиля либо приводит в движение колеса, либо передает энергию аккумулятору.

Надежность вариатора

Коробка передач вариатора не имеет большого количества движущихся частей, поэтому она относительно надежна. Он также в основном используется в маломощных приложениях, поэтому автомобили с вариатором обычно довольно ненагружены. При условии, что для смазки коробки передач используются правильные жидкости, и вы придерживаетесь графика регулярного технического обслуживания, то вариаторная коробка должна быть не менее надежной, чем обычная автоматическая или механическая. Единственная реальная проблема, которая у вас может возникнуть, заключается в том, что приводной ремень между двумя шкивами может изнашиваться. Это может привести к проскальзыванию, которое будет заметно по оборотам двигателя, но автомобиль не сможет разогнаться так быстро, как обычно.

Самый популярный

«SEAT может стать первой жертвой, когда начнутся битвы за доступные электромобили»

Мнение

«SEAT может стать первой жертвой, когда начнутся битвы за доступные электромобили»

Аластер Крукс предвидит мрачные перспективы будущее для SEAT, и это может быть не единственная потеря, поскольку производители борются за нее в пространстве дешевых электромобилей…

24 марта 2023

Успех Cupra может означать конец для SEAT

Новости

Успех Cupra может означать конец для SEAT

Финансовая конференция SEAT отмечает устойчивые положительные результаты: Cupra лидирует

22 марта 2023

22 марта 2023 купить 2023

Лучшие автомобили и фургоны

10 лучших внедорожников среднего размера для покупки 2023

Огромное разнообразие внедорожников среднего размера в продаже означает, что покупатели избалованы выбором.

Разное