что это, как работает и чем отличается от автомата
Отношение автомобилистов к вариаторам неоднозначное. Одни считают их прогрессивным вариантом автоматической коробки передач, а другие стараются избегать такой трансмиссии любыми способами. У каждого есть свои аргументы, в которых мы разберёмся подробнее. Рассказываем, что такое вариатор в автомобиле, в чём его плюсы и минусы.
История бесступенчатой трансмиссии
Изобретателем вариатора считается Леонардо да Винчи. В его чертежах были найдены похожие механизмы, хотя долгое время им не могли найти практическое применение. Ситуация изменилась с появлением больших фабрик. В конце XIX века были запатентованы несколько конструкций вариаторов, которые использовались в металло- и деревообрабатывающих станках. Но даже в этой сфере они оставались редкостью — не существовало достаточно прочных материалов, способных обеспечить надёжность узла.
Коробка-вариатор в машинах появилась ещё в начале XX века. Эксперименты по использованию такой трансмиссии начались в 1910-х годах, но опытные образцы получались слишком ненадёжными и неэффективными.
Первым серийным автомобилем с вариатором стала мелкосерийная модификация британского Austin 7, которая также собрала множество негативных отзывов.
К идее бесступенчатой трансмиссии вернулись в 1950-х годах. Итальянские, японские и корейские компании начали массовый выпуск мопедов и скутеров с вариатором. Практика показала, что при малых нагрузках коробка передач проходила десятки тысяч километров без существенных поломок. Идея автомобиля с вариатором витала в воздухе и за её реализацию взялась голландская компания DAF. Первая крупносерийная машина с бесступенчатой трансмиссией выпускалась с 1959 по 1963 год. Всего с конвейера сошли более 30 тысяч компактных седанов.
Вариаторы компании DAF были надёжнее довоенных экземпляров, и всё же они уступали привычным механическим и автоматическим коробкам передач. Ситуация изменилась лишь в середине 1980-х годов, когда появились сверхпрочные стали и лёгкие сплавы, а также электронные станки для прецизионной обработки этих металлов.
Компании Honda и Nissan начали эксперименты по замене гидромеханических коробок передач вариаторами.
Чуть позже к ним подключились Audi, Toyota и Subaru. Бесступенчатую трансмиссию также можно встретить в автомобилях Jeep, Chevrolet, Fiat, Suzuki и других. Её доля на рынке постепенно растёт. Но говорить о настоящей революции, способной положить конец господству «автоматов», пока рано. Причины тому кроются в принципе действия коробки передач.
Как устроен вариатор?
Выше мы уже говорили о том, что существует несколько вариантов бесступенчатой трансмиссии. Лучшим вариатором для автомобиля считается клиноременной. В нём есть два конических шкива, которые установлены параллельно и направлены узкими сторонами друг к другу. Один соединён с двигателем, а второй передаёт крутящий момент на колёса машины. Между ними перекинут приводной ремень, который и отвечает за работу трансмиссии.
Шкивы могут смещаться друг относительно друга гидравлическим приводом. В современных вариаторах он управляется электроникой, которая выбирает нужный режим работы в зависимости от дорожной обстановки.
При этом ремень скользит по конической поверхности, переходя на тот или иной диаметр. Если выбрать малый радиус на ведущем шкиве и большой — на ведомом, мы получим понижающую передачу, если наоборот — повышающую.
Такой принцип работы вариатора на автомобиле позволяет бесступенчато изменять передаточное число. Причём теоретический максимум достигает впечатляющих 12:1, тогда как у механических и автоматических коробок передач он ограничивается на уровне 9–10:1. Считается, что это самый эффективный и прогрессивный вариант трансмиссии на сегодняшний день.
К сожалению, работа вариатора в автомобиле не безупречна. Слабым звеном коробки передач становится приводной ремень, который быстро изнашивается при высоких нагрузках. Кроме того, бесступенчатой трансмиссии требуется особое масло — оно должно замедлять износ трущихся пар, но обеспечивать при этом должное сцепление ремня со шкивами. Для решения проблемы Audi и Subaru перешли на металлическую цепь. Интересно, что в вариаторах Multitronic и Lineatronic со шкивами соприкасаются оси звеньев, а не боковые поверхности.
Такое решение улучшает сцепление, хотя и увеличивает нагрузки в пятне контакта.
Ближе к идеалу
Столкнувшись с конструктивными недостатками бесступенчатой трансмиссии, некоторые производители отказались от неё на 10–20 лет. Но с появлением новых технологий эксперименты продолжились. Всё началось с гидротрансформатора — как и в «автоматах», здесь он разрывает поток крутящего момента при торможении и плавно наращивает мощность во время старта. Для уменьшения нагрузок на вариатор инженеры создали алгоритм принудительной блокировки гидротрансформатора. Сейчас этот узел жёстко фиксируется при выходе на равномерный режим движения.
Японские компании Aisin и Jatco также предложили альтернативный принцип действия вариатора на автомобиле. Они ввели в него механическую «первую передачу». Во время старта шкивы такой бесступенчатой трансмиссии блокируются при помощи шестерни с фиксированным передаточным отношением. По мере роста скорости происходит расцепление, и работа перекладывается на ремень.
Это также замедляет износ узла.
Водители также жаловались на шумность ранних вариаторов. Дело в том, что эти коробки передач выбирали оптимальные обороты двигателя и далее меняли только передаточное отношение шкивов. В результате равномерный гул мотора быстро надоедал присутствующим в салоне, вызывая ощущение усталости и раздражения. Чтобы справиться с таким недостатком, инженеры предложили «виртуальные передачи». Это фиксированные положения ремня на шкивах, которые допускают некоторое изменение оборотов двигателя. В некоторых автомобилях предусмотрено даже ручное переключение между такими режимами работы.
Негативные отзывы также касались «скучного» поведения машин, в которых установлен вариатор. Решение также нашлось в электронном управлении. Программисты предложили водителям «спортивные» и «экономичные» режимы, которые изменяли диапазон допустимых оборотов двигателя. С появлением вариаторов в кроссоверах также началась разработка «грунтовых» и «снежных» программ, повышающих проходимость и замедляющих износ трансмиссии.
Альтернативный вариант
В некоторых автомобилях вариатор работает по другому принципу. В тороидальной трансмиссии нет ремня. Её основа — два конических шкива, которые устанавливаются на одной оси на расстоянии в пару сантиметров или даже миллиметров друг от друга. Они соединены роликами, вращающимися в вертикальной плоскости и поворачивающимися в горизонтальной.
Когда ролики смещаются вперёд, они соприкасаются с большим диаметром ведущего шкива и меньшим диаметром ведомого, позволяя получить понижающую передачу. Повернув их назад, можно получить повышающую передачу. Теоретически, такая конструкция должна была быть меньше, легче, прочнее и надёжнее клиноременных и цепных вариаторов. Но эксперименты компаний Mazda, Ford, Nissan, Jatco и Torotrak показали, что тороидальная трансмиссия оказалась очень дорогой в производстве и обслуживании. Из-за чрезмерно высокого трения в пятне контакта ей требовались сверхпрочные сплавы и масла, рассчитанные на работу при экстремально высоких температурах.
Преимущества вариаторов
Главным плюсом для большинства производителей стала простота бесступенчатой трансмиссии по сравнению с традиционными гидромеханическими «автоматами». Такая коробка передач дешевле, что позволяет сделать машину массовой и доступной.
Ещё одна причина массового распространения вариаторов в автомобилях — высокий коэффициент полезного действия при размеренном движении. Электроника и гидравлика бесступенчатой трансмиссии выбирают такое передаточное число, при котором расход топлива сводится к минимуму. В отличие от «механики» и «автомата» его можно менять плавно, удерживая динамические характеристики максимально близко к идеалу. В результате автомобиль становится экономичным и экологическим безопасным.
Именно эти причины стали причиной постепенного отказа от гидромеханических коробок передач — простота, дешевизна, экономичность и экологичность вариаторов.
Но бесступенчатая трансмиссия даёт преимущества не только для производителей.
- Плавный старт без рывков, вибраций и ударов.
- Низкую нагрузку на двигатель благодаря работе в оптимальном диапазоне оборотов.
- Меньший вес автомобиля, который улучшает разгон и снижает расход топлива.
- Большее пространство в салоне — вариатор занимает меньше места по сравнению с «автоматом».
- Сниженный уровень шума и вибрации.
- Быстрый подбор нужного передаточного числа, отсутствие разрывов при передаче крутящего момента колёсам.
Недостатки вариаторов
Законы физики неумолимы. Поэтому даже самые совершенные конструкции изнашиваются, ломаются и досаждают мелкими проблемами. Зная, чем отличается вариатор в автомобиле от «автомата», можно выделить следующие минусы:
- Чувствительность к нагрузкам и температуре. Классическая бесступенчатая трансмиссия боится долгой езды при малой и высокой скорости, поэтому инженеры придумывают блокировку гидротрансформатора и жёсткое сцепление шкивов шестернёй.
Такая проблема существует и в новейших коробках передач, поэтому водителям стоит избегать динамичной езды и движения «в натяг». - Машину на вариаторе нельзя буксировать. Исключение — модели, в которых предусмотрен аварийный режим, расцепляющий двигатель и трансмиссию. При попытке оттянуть автомобиль к месту ремонта ведомый вал будет вращаться, а ведущий останется заблокированным. Это приведёт к быстрому износу ремня и шкивов.
- Быстрый износ при пробуксовках, резких рывках и ударных нагрузках. Из-за этого нежелательно буксировать на вариаторе другую машину, выезжать на бездорожье и тянуть тяжёлый прицеп. Кроме того, поломка может настигнуть вас после удара колёсами о лежащий в луже кирпич или после неудачной попытки взобраться на бордюр.
- Требовательность к обслуживанию. Вариатор желательно обслуживать чаще, чем гидромеханическую коробку передач — менять масло и фильтры, а также чистить магниты для сбора стружки каждые 25–30 тысяч километров. Некоторые производители указывают межсервисный интервал в 50–75 тысяч километров пробега, но такие оценки оказываются слишком смелыми.
- Меньший опыт эксплуатации. Вариаторы используются сравнительно недолго — с 1980-х годов, тогда как гидромеханические «автоматы» появились ещё в 1930-х. Из-за этого некоторые из них страдают врождёнными дефектами — перегревом электронного блока, засорением клапанов гидравлики и так далее. В новых машинах таких поломок становится всё меньше, но они встречаются и по сей день.
Такая проблема существует и в новейших коробках передач, поэтому водителям стоит избегать динамичной езды и движения «в натяг».
Как продлить срок службы вариатора?
Бесступенчатая трансмиссия — это хорошая альтернатива гидромеханической коробке передач для тех, кто предпочитает размеренную езду. Чтобы увеличить её ресурс, нужно соблюдать простые требования:
- плавно трогаться с места и отказаться от резких манёвров;
- при поездках на большие расстояния периодическим менять режим движения — иногда сбавлять скорость;
- отказаться от выезда на бездорожье даже если вариатор установлен на кроссовере с полным приводом и высоким клиренсом;
- своевременно менять масло и выбирать оригинальные расходные материалы, рекомендованные производителем;
- при каждом визите на сервис проверять систему охлаждения трансмиссии и чистить её при необходимости;
- при необходимости перемещать автомобиль с вариатором на эвакуаторе и отказаться от буксировки других машин;
- при остановках дольше 2 минут переводить селектор управления трансмиссией в положение P или N. При коротких паузах делать этого не стоит.
При коротких паузах делать этого не стоит.Чтобы проверить вариатор при покупке подержанного автомобиля, нужно устроить тест-драйв. Признаками неисправности будут вой или скрежет при движении, запоздалая реакция на нажатие педали газа и слабая динамика ускорения.
01.02.2022
Автомат (АКПП) или вариатор (CVT): что экономичнее и надежнее?
Существует множество видов автоматических трансмиссий, однако на легковых автомобилях чаще всего применяют коробки передач трех типов: АКПП, роботизированные коробки передач, бесступенчатые вариаторы, которые часто обозначают CVT.
Конструктивно все они отличаются и имеют свои ряд преимуществ, так и недостатки. Раньше всех стали популярны именно классические автоматы, которые уже более 80 лет устанавливаются на легковых автомобилях.
Вслед за ними широко начали устанавливать роботизированные трансмиссии, которые долгое время вызывали сомнение у автовладельцев из-за не очень надежной конструкции.
Большее распространение на современных машинах начали получать бесступенчатые вариаторы, которые идут по пути, уже когда-то пройденному «роботами». Что такое АКПП? Как она работает?
Автоматическая коробка передач (АКПП) — это устройство, работа которой позволяет ей в процессе движения транспортного средства самостоятельно определять наиболее подходящее доступное передаточное отношение и переходить с одного передаточного отношения на другое, обеспечивая упрощенную для водителя процедуру трогания с места, а также автоматически выполнять переключения, подстраивая внешнюю скоростную характеристику двигателя под заданную водителем скорость движения в текущих дорожных условиях.
Легкое управление. С точки удобства трогания с места и принципа действий для водителя современный вариатор ничем не уступает автомату, однако благодаря все тем же переключениям гидромеханическая коробка позволяет точнее дозировать тягу и лучше справляется при разгонах во время маневров и обгонов.
Простое и доступное обслуживание. Жидкость для работы гидротрансформатора, которую зачастую ошибочно называют «маслом», также требуется специальная с допусками. Однако в сравнении со смазочным материалом вариатора она не столь дорогая. К тому же ее замена требуется не столь часто. Да и электронных компонентов в современных автоматах хоть и много, но все же меньше, чем в вариаторе.
Высокая надежность. За более чем 80 лет АКПП прошла целую череду изменений и доработок, так что по части надежности по-прежнему остается одним из лучших решений среди автоматических коробок передач.
Недостаточная динамика. Современные автоматы работают очень быстро и плавно, однако потери в гидротрансформаторе и небольшие разрывы потока мощности в нем все же сказывается на динамических характеристиках автомобиля, оснащенного такой трансмиссией.
Низкая производительность.
Потери мощности и крутящего момента в жидкости гидротрансформаторе влияют на коэффициент полезного действия. КПД силовой установки автомобилей с традиционным АКП все же ниже, чему у машин с механической коробкой передач, роботом или вариатором.
Вариатор — это вид автоматической коробки передач, который передает крутящий момент от двигателя к колесам и способен плавно менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования. Изменение передаточного отношения может производиться автоматически, по заданной программе или вручную. В автомобилестроении такой тип трансмиссии также обозначают аббревиатурой CVT (Continuously Variable Transmission)
Удивительно, но изобрели вариатор даже гораздо раньше, чем обычные автоматы, но применяли его все же не на автомобилях и не получили широкое распространение.
Патент на вариатор был выдан еще в конце XIX века и использовался для изменения скорости вращения валов на станках.А первый автомобиль с таким типом трансмиссии появился лишь в 1950-х годах. Вариатор впервые начал устанавливаться на конвейере автомобилей марки DAF, которая в те годы производила не только грузовики, но и легковые автомобили. Затем начали устанавливать на некоторые модели Volvo, а конце 1990-х и начале 2000-х годах вариатор c фирменным наименованием Tiptronic использовался на младших сериях седанов марки Audi. Но по-настоящему широкое распространение вариаторы получили лишь сейчас. Плюсы вариатора
Плавность движения. Благодаря отсутствию переключений передач вариатор обеспечивает более высокую плавность хода, чем другие типы автоматических трансмиссий.
Динамичный разгон. Благодаря отсутствию переключений в вариаторе в отличие от других типов трансмиссий не происходит разрыва потока мощности, соответственно разгон у машин с такой трансмиссией получается более динамичным.
Высокий КПД. Вариатор обеспечивает более высокий КПД всей силовой установке автомобиля благодаря уменьшению потерь при его работе. В процентах этот показатель может быть на 5-10% выше, чем у других типов автоматических передач.
Экономичность. Более высокий КПД обеспечивает и более высокую эффективность, поэтому вариатор позволяет тратить меньше топлива по сравнению с автоматами и повысить экономичность автомобиля.
Плавные ускорения. Вариатор позволяет машине быть динамичнее, но из-за все того же отсутствия переключений он не всегда быстро ускоряет машину сходу. Управлять тягой двигателя во время обгонов на машине с вариатором намного сложнее.
Сложная электроника. Все современные вариаторы оснащены управляющей электроникой, чьи программное обеспечение достаточно сложное. Оно нередко выходит из строя и требует перепрошивки блоков управления.
Дорогостоящее обслуживание.
В вариаторах используется специальные смазочные материалы, которые требуют замены при его обслуживании. Межсервисный интервал у таких трансмиссий не очень большой, однако масло для вариаторов весьма дорогое. И оно, как правило, не заменяется более дешевыми аналогами, поскольку использование несоответствующего смазочного материала может привести к серьезной поломке и дорогостоящему ремонту.
Трансмиссионная жидкость. Замена жидкости в вариаторе происходит чаще и дороже.
Расход топлива. Топливо в машине с вариатором более экономично.
Ремонт. Обслуживание и ремонт вариатора намного дороже, чем эксплуатация машины. Вариатор — довольно сложный и чувствительный механизм.
Хотя вариатор дороже в обслуживании, но сама коробка дешевле автомата. А при правильном использовании может служить долго и без ремонта.
Чтобы определить степень надежности устройств, ставится ряд сложных условий:
— езда по бездорожью;
— высокие скорости;
— спортивная езда.
Вариатор не справляется с тяжелыми условиями. Его конструкция не выдерживает нагрузок. Здесь лучше подойдет АКПП.
Предназначение вариатора — плавное движение без резких ускорений.
Каждая их эти трансмиссий имеет как свои неоспоримые преимущества, так и недостатки. Так что конечный выбор в пользу модели с тем или иным типом автоматической коробки передач будет зависеть от целей и задач, которые вы ставите перед автомобилем.
По своим техническим характеристикам, вариатор получает преимущество над классическим гидромеханическим автоматом. Это касается и динамики разгона, и невысокого расхода топлива, и плавности хода из-за отсутствия переключений. Вместе с тем, такая трансмиссия капризна по части управляющей электроники, а также достаточно дорогая в обслуживании и в ремонте в случае возникновения такой необходимости.
Автомат не столь эффективен, не обеспечивает такую же высокую плавность хода, да и расход топлива у машин с такой трансмиссией все же немного выше, чем у схожих машин с вариатором.
Однако он обеспечивает куда более интересные технические характеристики, лучше работает во время ускорений ходом, а также более прост в обслуживании и обладает высокой надежностью.
Если для вас важнее динамика и экономичность, то выбор лучше сделать в пользу вариатора, а если в приоритете находится надежность, то классический автомат окажется более рациональным решением.
Вариатор: что это за штука?
«На автомобиль установлен бесступенчатый вариатор» — такое словосочетание многие из нас встречали, листая автомобильные каталоги. Или вы могли видеть это словосочетание в таблице технических характеристик. Все знают, что такое МКПП (кроме американцев), к автомату тоже все давно привыкли (особенно американцы). А вот вариатор относительно неизвестен. Но это не новинка.
Вы будете удивлены, узнав, что это изобретение не принадлежит ни Honda, ни даже Mercedes. Патент на вариатор был выдан в конце 19 века.век! Тем более что первый вариатор был изобретен в 1490 году.
Его автором был добродушный бородач Леонардо да Винчи.
Однако первый работоспособный автомобиль с таким типом трансмиссии появился не в эпоху Возрождения, а позже – лет через пятьсот, в 1950-х годах. Вариатор серийно устанавливался на автомобили DAF (в то время под этой маркой выпускались не только грузовые, но и легковые автомобили). Потом Volvo начала выпускать что-то подобное, но по-настоящему широкое распространение вариаторы получили только сейчас.
На самом деле вариатор (тоже бесступенчатая трансмиссия) — это, извините за тавтологию, разновидность автоматической коробки передач. И на первый взгляд, оснащенный им автомобиль ничем себя не выдает – педалей всего две и рычаг переключения режимов трансмиссии – P, R, N, D – такой же, как у автомобиля с обычным автоматом. коробка передач. Все знакомо. А вот вариатор работает совсем по другому принципу. В нем нет фиксированных первой, второй, десятой передач. Попробуйте представить, сколько звезд в нашей вселенной или сколько песчинок на всех пляжах Земли вместе взятых — у вариатора все же гораздо больше передач.
А «переключение передач» плавное и незаметное.
Поэтому нет рывков при запуске и «переключениях». И не зря мы написали это слово в кавычках: сдвигов как таковых нет. Вариатор непрерывно и плавно изменяет передаточное число по мере ускорения или торможения автомобиля.
Вариаторы бывают нескольких типов: клиноременные с регулируемыми шкивами, цепные, тороидальные… Первый тип наиболее распространен. Посмотрим, как это работает. Вот хороший пример: возьмем два карандаша (цилиндра), лежащие параллельно на некотором расстоянии друг от друга. Стягиваем их между собой резинкой и начинаем выворачивать одну из них. Второй начинает вращаться сразу – с той же скоростью. А вот если карандаши разного диаметра, то совсем другая история, при этом один из них, что побольше, сделает один оборот, второй, скажем, — два.
Вариатор выглядит так, но диаметр «карандашей» постоянно меняется. Он имеет два шкива, каждый из которых выполнен в виде пары обращенных друг к другу конусов с заостренными концами.
А между шкивами зажат клиновой ремень.
Теперь, если каждая из пар конусов может двигаться друг к другу и обратно, мы получим шкивы с переменным диаметром. Ведь при разъединении конусов ремень, соприкасающийся с ними, своими ребрами как бы упадет на центр шкива и обежит его по небольшому радиусу. А при сближении конусов — по большому радиусу.
Осталось только снабдить оба шкива системой (как правило, это гидравлика, но могут быть и какие-то другие сервоприводы), которая будет строго синхронно сдвигать половинки первого шкива и толкать половинки второго. А если один шкив на ведущем валу (который идет от двигателя), а второй на ведомом валу (который идет на колеса), то можно организовать изменение передаточного числа в очень широких пределах.
Остается только добавить узел, отвечающий за изменение направления вращения выходного вала (для передачи заднего хода), и это может быть, скажем, обычная планетарная передача. И коробка передач вариатора готова.
Кстати, есть интересный вопрос — что за ремень здесь используется? Конечно, обычный ремень из резины и ткани, наподобие тех, что вращают генераторы и прочее навесное оборудование, не протянет здесь и тысячи километров.
Ремень в клиноременных вариаторах имеет сложную компоновку.
Может представлять собой стальную ленту с определенным покрытием или набор стальных канатов (лент) составного сечения, на которые нанизано огромное количество тонких поперечных стальных пластин трапециевидной формы, края которых входят в зацепление со шкивами . По сути, именно таким образом удалось создать нажимной ремень, передающий мощность не только на ту его половину, которая идет от ведомого к ведущему шкиву, но и на противоположную. Обычный ремень при попытке передать сжимающее усилие просто сложится, а стальной бандаж приобретает жесткость.
Кстати, цепь из широкой пластинчатой стали можно использовать и как клиновой ремень, касаясь своими краями конусов. Именно такой «ремень» работает в вариаторах автомобилей Audi.
Интересно, что для смазки цепи используется специальная жидкость, меняющая свое фазовое состояние под сильным давлением, возникающим в месте контакта со шкивом. Благодаря этому цепь может передавать значительное усилие практически без проскальзывания, несмотря на очень маленькую площадь контакта.
То, как вариатор будет изменять передаточное число при разгоне, зависит от выбранной программы управления. При разгоне на обычном автомобиле мы разгоняем двигатель до оборотов на каждой передаче, затем переключаемся на следующую передачу и так далее. Когда автомобиль с вариатором разгоняется, двигатель остается на тех же оборотах (скажем, на оборотах, соответствующих максимальному крутящему моменту), но передаточное число меняется плавно.
Это создает несколько странное ощущение. Нажимаешь педаль газа в пол, двигатель выходит на высокие обороты, и остается на них на протяжении всего разгона, воя как пылесос. Зато скорость разгона высокая, и при переключении между передачами не тратится время.
Однако в некоторых случаях вариатор настраивают так, что разгон с ним больше напоминает прирост скорости с обычной коробкой передач, с постепенным увеличением оборотов двигателя.
Конечно, когда вы пытаетесь заехать в гору или притормозить машину, умный вариатор не оставит включенной высшую передачу, несмотря на нажатие педали газа.
Шкивы быстро отойдут назад для уверенного штурма высоты — для увеличения крутящего момента на выходе редуктора.
А на некоторых автомобилях можно выбрать и режим с несколькими «виртуальными» передачами (с 6 или даже с 8), задаваемыми электроникой. Передачи, между которыми вариатор будет резко прыгать, как у классической АКПП. При этом вы также можете переключать «шестерни» по своему желанию. Как на АКПП с ручным секвентальным режимом.
Таким образом, вариатор имеет массу преимуществ. Но есть и недостатки. Например, относительно небольшая, по современным меркам, «переваренная» мощность двигателя. Не зря такие коробки передач начали свое шествие по миру на автомобилях малого класса. Да и сейчас мощные автомобили все очень часто комплектуются либо механическими коробками передач, либо классическими автоматическими, либо полуавтоматическими.
Хомевер, прогресс есть. И здесь нельзя не вспомнить рекордсменов. Например, клиноременный вариатор Multitronic (с цепью) на Audi A4 2.
0 TFSI без проблем справляется с потоком в 200 «лошадей».
Кто-то может возразить, что класс D — это еще не все. 200 л.с. уже нельзя назвать такой большой суммой для автомобилей представительского и бизнес-класса, а тем более для большого внедорожника. Но этим достижения самых современных вариаторов не ограничиваются. Так, кроссовер Nissan Murano с 3,5-литровым V6 мощностью 234 л.с. оснащен клиноременным вариатором X-Tronic. Это одна из самых больших и тяжелых моделей, оснащенных вариатором. А что будет завтра?
Вторым недостатком вариаторов является относительно дорогое обслуживание и ремонт, специальная, а потому недешевая трансмиссионная жидкость. Ременные вариаторы могут требовать замены ремня каждые 100-150 тысяч километров пробега. При этом масло стоит чуть дороже, чем для АКПП, но и менять его можно чуть реже – примерно через 40-50 тысяч километров для разных моделей автомобилей.
И все же вариаторы все чаще встречаются на автомобилях различных классов, к тому же они обычно дешевле хороших автоматических коробок передач классического типа.
Так как вариаторы имеют бесконечное количество передач, они позволяют двигателю работать в наиболее выгодных режимах – нужна ли нам максимальная мощность (на светофорных гонках), или, наоборот, плавность и наименьший расход топлива (при езде спокойно). Поэтому модели с вариаторами отличаются при прочих равных высокой экономичностью в сочетании с не менее достойной динамикой.
Кстати, в последнее время наблюдается тенденция к увеличению количества передач в классических автоматических коробках передач. В последних моделях передач уже 8 (заметим, на легковой машине). И сделано это именно для сочетания высокой динамики и экономичности. Увидим ли мы скоро автоматические коробки передач с десятью или даже двенадцатью передачами? Но вариаторы уже есть там, куда обычные АКПП с их переключаемыми планетарными рядами никогда не придут. Ведь количество передач в вариаторе бесконечно.
Это перевод. Оригинал можно прочитать здесь: https://www.drive.ru/technic/4efb330200f11713001e32e2.
html
Zuma Variator
Zuma Variator| Что, черт возьми, такое вариатор и как он работает? это работает??? Вот небольшая анимация одного из них в действии. Эксплантация следует |
| Первоначально этот документ был написан Скотт (он же Scootnfast) на веб-сайте ApriliaForum. Мы сделали немного редактирования, чтобы средний самокатчик мог понять, но все фотографии и информация принадлежат ему. Мы запросили его разрешение воспроизвести это. Нам не удалось связаться с ним, поэтому мы украл многое из этого, но украл с полным восхищением за автора, его написание и иллюстрации! Спасибо Scootnfast!….. кальмары |
Одна вещь, о которой люди регулярно задаются вопросом
так работает CVT (постоянная переменная трансмиссия). Вариаторы достаточно просты по конструкции, но поскольку каждая часть должна работать согласованно со всеми остальными, может быть трудно визуализировать их работу и понять как каждая часть вписывается в целое. Чертежи не в масштабе, но предназначены только для того, чтобы дать вам лучшее представление о том, что происходит на. |
(Если вы один из тех людей,
нужно получать жизнь!) Вариаторы используются
в основном на скутерах, таких как 50-кубовый Yamaha Zuma. Если вы когда-нибудь
был сбит с толку этой странной маленькой передачей в твоем
скутер, это должно немного прояснить ситуацию. Начнем с переднего шкива вариатора.
Здесь находятся роликовые грузы и пандус.
Это изображение представляет собой поперечное сечение переднего шкива, показывающее
передняя половина шкива, ремень и ролики, прилегающие к
пластина рампы. Так выглядит коробка передач при включенном двигателе.
работает на малых оборотах. |
Теперь, когда число оборотов двигателя увеличивается, центробежная сила толкает роликовые грузы наружу (количество 1 на картинке). Роликовые грузики выдвигаются и Поверхность угловых пластин. Это приводит к тому, что задняя половина шкива чтобы переместиться к передней половине шкива (номер 2 на рисунке). Когда задняя половина шкива толкает к переднему шкиву, он выталкивает ремень на более высокую передачу соотношение (цифра 3 на картинке). Это основная операция фронтального шкив. При более высоких оборотах двигателя ремень выходит наружу. |
| ОК теперь я могу рассказать кое-что из вас не обращают внимания. По этому поводу будет викторина и результаты идут в ваш постоянный учет! |
Если вы думаете о приобретении нового
вариатор, позвольте мне сначала сказать вам, что он, вероятно,
никак не влияет на вашу максимальную скорость. Теперь, что касается различных весов для ролики. Это действительно довольно просто. Чем тяжелее вес, тем большая сила будет приложена к угловой пластине, заставляя задний шкив наполовину вперед быстрее. Если грузики роликов слишком тяжелый, он будет слишком быстро переключать передачу на слишком высокую или слишком высокую передачу. В качестве сравнения я предпочитаю использовать 10-скоростной велосипед. Если ваши роликовые грузы слишком легкие, то не будет достаточно силы, чтобы вытолкнуть пластину рампы и задняя половина вперед. Это приведет к хорошему ускорению, но низкий верх. Вы просто останетесь на пониженной передаче слишком длинная. Когда скорость двигателя, наконец, становится достаточной для движения шкив вперед и поднимите передачу, вы будете выше число оборотов в минуту пиковой мощности двигателя, и у него не будет сила, которая заставит вас двигаться. |
Что это будет
сделать, это дать вам более устойчивое ускорение. Расстояние, которое
задняя половина шкива может двигаться в значительной степени остается
такой же. Это означает, что он будет выталкивать ремень только до упора.
стоковый вариатор будет, что приводит к такому же высокому передаточному числу
как стоковый вариатор. Основное различие между акциями и
производительность вариаторов — это угол, на который весит каток
ход и угол на угловой пластине в задней части вариатора.
Это только поможет вам получить более плавное и постоянное ускорение.
С тупика, если ты на 10 передаче, очень сложно
чтобы начать. Но если вы на первой передаче, очень легко
пошевеливайся. здесь действует тот же принцип. Вы хотите веса
чтобы держать вас на первой передаче, и по мере увеличения оборотов, это будет
постепенно повышайте передачу, пока не дойдете до десятой передачи.| Теперь все идет хорошо! Где еще вы можете использовать старую аналогию с 10-скоростным велосипедом! Не стать лучше, чем это! |
Это изображение представляет собой вид сбоку того, какое соотношение
похоже на пониженной передаче. Вы увидите, что передний шкив
маленький, а задний шкив большой. Это как первая передача
10-скоростной велосипед. |
| На этом изображении показано, как выглядит передаточное число когда роликовые грузы выдвинуты и задняя половина шкив вперед. Ремень выталкивается до более высокого соотношения. Это как десятая передача на велосипеде. |
Теперь другой множитель в этом уравнении задний шкив. Задний шкив имеет пружину, удерживающую его вместе. Это ваша контра пружина. Передняя половина шкива тоже моментная
контролируемый. Имеются угловые канавки, по которым перемещается шкив.
на. При приложении крутящего момента это ограничивает движение ремня.
слишком быстро. Аналогично, когда вы поднимаетесь в гору, применяется крутящий момент.
к шкиву, предполагается, что шкив сжимается, давая
у вас более низкое передаточное число. |
| На этом изображении так выглядит задний шкив на низких оборотах. Пружина сжимает две половины задней шкив вместе, удерживая ремень наружу и сохраняя низкую передачу. При приложении крутящего момента к ремню половинки шкива начинают отделить, потянув ремень внутрь, что поднимает передачу. Жесткость этой пружины определяет, насколько быстро шкив разделится пополам. расширяться, и насколько сильно они возвращаются к своей первоначальной форме когда крутящий момент снова снижается |
| На этом изображении так выглядит задний шкив на высоких оборотах. Обратите внимание, что пружина сжата, и ремень сместился внутрь. |
Если ваши роликовые грузы дают
у тебя хороший разгон, и хороший верх, но когда подходишь
небольшой холм самокат резко замедляется, это может быть вызвано
из-за слишком легкой контра пружины. Допустим, вы хорошо бегаете со скоростью, скажем, 50 миль в час, и вы замедляетесь до 35 миль в час. Если вы затем попытаетесь ускориться, и у вас почти нет ускорения, это может быть вызвано тем, что слишком легкая контра пружина. Когда ты замедляешься, весна должен толкать задний шкив вместе на пониженную передачу соотношение. Если пружина недостаточно сильна, шкив останется на высокой передаче, а потом, когда пытаешься разогнаться, нет достаточно силы, чтобы подтолкнуть вас, потому что вы находитесь на слишком высокой скорости. С другой стороны, если ваша пружина слишком сильным, то веса ролика могут быть недостаточно тяжелыми, чтобы заставить ремень полностью выдвинут и установлен на самое высокое передаточное число, и вы не сможете достичь максимальной скорости. Если вы выберете более жесткую контрпружину,
возможно, вам придется перейти на более тяжелый вес ролика. |
Контрапружина помогает
сожмите задний шкив вместе, когда крутящий момент приложен к
задний шкив.