Вариатор что такое видео Ютуб

Бесступенчатая коробка передач часто используется на современных автомобилях. Наличие ступеней обязательно сопряжено с переходными состояниями, вызывающими сбои в работе. Производители постоянно борются с их проявлением, повышая эффективность и коэффициент полезного действия при смене передаточного отношения.

Упрощение процесса вождения непременно сопряжено с использованием бесступенчатых коробок передач. Практически все автомобили имеют приставку CVT в случае наличия подобной опции. Аббревиатура расшифровывается и переводится с английского языка как «Continuously Variable Transmission», что означает «беспрерывная смена передач». Количество кинематических элементов узла невелико, поэтому разобраться в его работе несложно.

Основные детали, их назначение и принципиальная схема

Рассмотрим принципиальную схему устройства вариатора. Для каждой модели автомобиля или любой другой техники инженеры разрабатывают частный случай, имеющий незначительные конструктивные особенности. В общем виде всё выглядит так:

Вариатор — что это? (плюсы и минусы)

Рассмотрим особенности работы вариатора на автомобиле каждой части, её роль и особенности устройства:

1. Раздвижной шкив. Это два усеченных конуса с прямыми или тороидными вогнутыми поверхностями, надетых на одну ось. На валу один из них закреплён неподвижно, а второй имеет небольшой ход. В итоге неподвижный элемент является ведущим, а подвижный – ведомым.
2. Клиновидный ремень. Его тело образовано парой стальных лент, на которые нанизываются специальные пластины. Зацепление образуется в пазах, а рабочую часть каждой пластины составляет конусовидная законцовка. Вместо ремня может использоваться сложносоставная цепь особой формы.
3. Гидравлический трансформатор. Это автономный узел, позволяющий плавно регулировать изменение крутящего момента посредством гидравлического усилия. Его устройство достаточно сложное.
4. Дифференциал представляет собой шестерню с косыми зубьями, обеспечивающую передачу крутящего момента на ведущую пару колёс автомобиля. Его характеризует особая износоустойчивость рабочих поверхностей.
5. Планетарный механизм обеспечивает передачу вращения на ведущую ось в различных направлениях. В отличие от классической схемы, он содержит два ряда сателлитов цилиндрической вытянутой формы, что снижает нагрузку на зубья.
6. Гидронасос. Эта часть приводится в рабочее состояние при помощи гидравлического трансформатора, что обеспечивает постоянное поддержание давления функциональной жидкости. Благодаря этой связке постоянно находятся в работе гидроцилиндры.
7. Управление осуществляется микропроцессором, посылающим сигналы на основании обработки данных от различных систем и датчиков. В частности, играют роль ABS и электронный контроль расхода топлива.

Принцип работы

Как известно, для изменения передаточных отношений классических редукторов необходимо подключать к ведущей шестерне различные комбинации зубчатых элементов, с целью понизить или повысить скорость вращения. В вариаторе всё решается посредством раздвижных шкивов.

Если половинки этого элемента сдвигаются навстречу друг другу, то они выдавливают ремень выше, и он зацепляется на больший диаметр. А на другом шкиве автоматически происходит расхождение конусообразных половинок. Ремень проваливается вниз и зацепляется на меньший диаметр. Таким образом, количество передаточных отношений коробки CVT можно считать бесконечным.

Как работает задний ход

1. Примечательно то, что скорость заднего и переднего хода на этом типе трансмиссии одинакова. Но в первом случае она ограничивается электроникой во избежание аварийных ситуаций.
2. Он обеспечивается посредством планетарного механизма с двойным рядом сателлитов:
3. Смена подвижного ряда сателлитов и фиксация второго ряда, обеспечивает смены направления хода. При этом направление вращения водила не изменяется, но меняется направление вращения корончатой шестерни. Как работает вариаторная коробка передач по видео смотрите ниже.

Применение вариаторов

Благодаря компактным размерам этот тип коробки передач может использоваться на автомобиле, скутере, снегоходе, мопеде и др. Устройства с электромагнитным приводом могут использоваться для небольших моделей техники и детских игрушек, где они успешно применяются. При слабом крутящем моменте клиновой ремень изготавливают из плотной армированной резины. При проектировании новых поколений автомобильных вариаторов инженеры решают задачи износостойкости, рабочего ресурса, понижения уровня шума и увеличения КПД.

В принципиальной схеме, устройства вариаторов для различных разновидностей транспорта не различаются. Частные решения для каждого из них должна рассматриваться в рамках инструкции по эксплуатации от производителей.

Понравилась статья? Обязательно поделись с друзьями.

Источник: variator-cvt.ru

Вариатор: описание, как устроен, чем отличается, принцип работы

Вариатор — это все более популярная бесступенчатая трансмиссия. Основными отличительными особенностями вариатора являются очень плавное переключение передач, равномерное ускорение и торможение, а также высокая топливная экономичность. Вариаторы имеют достаточно простую конструкцию, но они не так надежны, как механические коробки передач и классические автоматические трансмиссии.

В этой статье мы рассмотрим схематическое строение вариатора, принцип работы, разберем преимущества и недостатки коробки передач и затронем вопросы о том, как обслуживать вариатор, как правильно ездить на автомобиле с вариатором и чего делать не стоит.

Что такое вариатор

Вариатор или CVT-коробка (бесступенчатая трансмиссия) — это тип автоматической трансмиссии, которая передает крутящий момент от двигателя к колесам при постоянной частоте вращения двигателя. Вариаторная трансмиссия уникальна тем, что является бесступенчатой: она переключает передачи не скачками, а очень плавно, постепенно увеличивая или уменьшая передаточное число по мере ускорения или замедления автомобиля.

Вариаторная коробка передач позволяет переключать передачи различными способами:

• автоматический,
• вручную,
• автоматически, вручную или по заранее запрограммированной программе.

Устройство вариатора

Вариаторная коробка передач устроена схематично.

Вариаторная коробка передач состоит из:

• устройство для асинхронизации двигателя и коробки передач (используется при запуске);
• сам вариатор;
• Реверсивная коробка передач (обычно коробка передач);
• электронный блок управления;
• гидравлический насос.

Виды вариаторов

Существует несколько типов вариаторных коробок:

• Клиновой ремень,
• тороид,
• цепной ящик.

Давайте рассмотрим первые два, которые являются наиболее популярными.

Клинноременный вариатор

Это наиболее распространенный тип вариаторной коробки. Ременной вариатор состоит из двух шкивов (ведущего и ведомого), соединенных между собой металлическим клиновым ремнем.

Каждый шкив состоит из двух конических дисков, обращенных друг к другу острыми концами. Эти конусы могут двигаться вперед и назад относительно друг друга. По мере перемещения конусов относительно друг друга диаметр шкива плавно изменяется, вызывая увеличение или уменьшение трения ремня и изменение радиуса обхвата ремня вокруг шкивов, тем самым плавно изменяя передаточное отношение.

Диаметр шкивов синхронно регулируется электронным модулем управления в зависимости от работы привода.

Ремень в ременной передаче вращается только в одном направлении, обеспечивая движение автомобиля только вперед. Для реверса предусмотрена коробка передач, которая отвечает за изменение направления вращения выходного вала.

Ремень в клиноременном вариаторе не простой и представляет собой набор металлических ремней, состоящих из более мелких стальных ремней со сложным поперечным сечением. На этих ремнях установлено большое количество тонких, крестообразных металлических пластин трапециевидной формы, концы которых направлены в сторону шкива. Такая конструкция обеспечивает постоянную жесткость ремня по всей его длине.

Ремень смазывается специальной жидкостью, которая изменяет свое фазовое состояние под воздействием возрастающего давления в месте контакта со шкивом. Это позволяет стальному ремню, несмотря на чрезвычайно малую площадь контакта, оставаться на шкиве без проскальзывания.

Тороидный вариатор

Состоит из двух клиновидных дисков, узкие концы которых обращены друг к другу. Диск, выходящий из двигателя, является ведущим диском, диск, направленный к карданному шарниру, является ведомым диском. Между этими дисками расположены ролики, которые вращаются на своих осях и переходят от одного диска к другому.

Крутящий момент передается за счет силы трения, возникающей между поверхностями дисков и роликов. Положение роликов определяет передаточное число в вариаторе. Сегодня тороидальные вариаторы практически не используются при сборке автомобилей из-за их сложной технологии и низкой надежности — в пользу более практичных клиноременных вариаторов.

Достоинства и недостатки вариатора

Вариаторные коробки передач редко используются в грузовых автомобилях из-за высокой нагрузки на двигатель.

Вариаторные коробки передач имеют преимущества и недостатки, о которых следует знать перед покупкой автомобиля с вариатором.

Достоинства вариатора

• Обеспечивает очень плавный разгон, движение и торможение.
• Никакого замедления на длинных подъемах.
• Обеспечивает лучшую экономию топлива по сравнению с обычной автоматической коробкой передач.
• Вариатор обеспечивает очень низкий уровень шума и вибрации во время работы двигателя.
• Обеспечивает быстрый отклик при выборе оптимального передаточного числа.
• Устраняет критическую нагрузку на двигатель.
• Вариатор предотвращает пробуксовку ведущих колес.
• Более простая конструкция по сравнению с классической коробкой передач.

По внешнему виду нет никакой разницы между вариатором и классическим автоматом. Вариаторная коробка передач имеет те же режимы, что и автоматическая. Различия можно заметить только во время движения.

При разгоне автомобиль не издает характерного шума при вращении двигателя. Во время движения звук двигателя практически не меняется, несмотря на торможение и резкое ускорение. Это сбивает с толку неопытных водителей вариаторов. Такое ощущение, что автомобиль отстает, плохо реагирует на дроссельную заслонку и что-то сдерживает его при разгоне. Это чувство обманчиво.

Автомобиль с вариатором разгоняется так же, как и с автоматом.

Такая аномальная реакция связана с тем, что у вариатора нет так называемых ступеней передачи — фактически, у него только одна. Передаточное число увеличивается и уменьшается абсолютно плавно. При разгоне двигатель работает максимально эффективно: обороты соответствуют скорости автомобиля в каждый момент времени. Это приводит к возникновению ощущения «зависания».

При механической коробке передач обороты двигателя увеличиваются при разгоне, а затем происходит переключение на более высокую передачу. Вариатор позволяет двигателю работать на одних и тех же оборотах и плавно менять передаточное число.

Для того чтобы сделать вариаторы более «привычными», некоторые производители регулируют эффект увеличения шума двигателя при увеличении скорости.

При движении с постоянной скоростью вариатор выбирает наиболее эффективное передаточное число, чтобы потреблять как можно меньше топлива. По этой причине автомобили с вариатором отличаются особой экономичностью.

Эффективность вариатора при разгоне сменяется неэффективностью при торможении, так как вариатор выбирает оптимальное передаточное число, но торможение двигателем отключается, чтобы можно было уменьшить передаточное число.

Стоит ли покупать автомобиль с вариатором

Чтобы принять решение, обязательно прокатитесь на этом автомобиле и почувствуйте, как он набирает скорость, как замедляется, какой шум издает двигатель.

Если вам нравится спокойная, тихая езда по достаточно хорошим дорогам, вариатор будет в самый раз.

Если вы планируете часто ездить по бездорожью, любите быстрый разгон и высокие скорости, вам, вероятно, лучше выбрать механическую или автоматическую коробку передач.

Вариатору отдают предпочтение при нулевом или очень малом (до 50 000 км) пробеге автомобиля. Если пробег большой, то возможны проблемы с вариатором, которые могут потребовать дорогостоящего ремонта.

Как продлить жизнь вариатору

Срок службы вариатора, как и любой другой трансмиссии, зависит от двух групп факторов:

• Стиль вождения.
• Своевременное и правильное обслуживание корпуса вариатора — замена трансмиссионного масла и ремня.

Как правильно ездить на машине с вариатором

Вариаторная передача в целом похожа на классический автомат. Однако вариаторы более чувствительны к перегреву и перегрузкам, поэтому необходимо соблюдать осторожность, чтобы увеличить срок службы вариатора.

• Начинайте очень медленно. Попытка быстрого старта приведет к проскальзыванию ремня вариатора, что при повторении может привести к повреждению ремня.

• При движении в режиме Drive не нажимайте одновременно на педали тормоза и акселератора, так как это может привести к слишком быстрому нагреву трансмиссионного масла. Это иногда делается в автоматических автомобилях для придания ускорения. Это правило не работает для трансмиссий с переменной скоростью и приводит только к износу шестерен.
• Лучше, если автомобиль с вариатором не будет постоянно вращаться, как при запуске, так и во время движения. Такое скольжение может произойти зимой, когда на дорогах снег или слякоть. Чрезмерное нажатие на педаль акселератора может привести к резкому старту и остановке автомобиля, что приведет к ударным нагрузкам в трансмиссии и значительной пробуксовке ремня. Лучше ехать на автомобиле медленно и под нагрузкой. По этой же причине лучше не позволять автомобилю долгое время работать на одном месте.
• Если вы ездите с вариатором, то лучше избегать плохих дорог, где можно проскочить передачу. Любая такая перегрузка перегружает коробку передач, поскольку крутящий момент двигателя сразу же прикладывается к проскальзывающему ремню вариатора.
• Запрещается буксировать вариатор другим транспортным средством. Попытка буксировки другого автомобиля, застрявшего в грязи, будет особенно вредна для вариатора.
• Во время движения лучше не переводить селектор коробки передач в положение N (нейтральное). Это не сэкономит топливо и негативно скажется на работе вариатора.
• Если вам придется остановиться на некоторое время (например, на светофоре), лучше перевести его в положение N (нейтраль) или P (парковка). Вариатор довольно прост по сравнению с автоматической коробкой передач и роботом, поэтому во время коротких остановок лучше отключать напряжение механической передачи от двигателя к вариатору. Автомат или робот этого не делает, поэтому нет необходимости в чрезмерном вращении сложных механизмов.

Как правильно обслуживать вариатор

Вариатор прослужит очень долго при правильной эксплуатации автомобиля, потому что в вариаторе с клиновым ремнем почти ничего не ломается. Для капитального ремонта вариаторной коробки необходимо регулярно проводить ее техническое обслуживание.

• Рекомендуется менять трансмиссионное масло в вариаторе каждые 40-50 000 км. Если интервалы замены масла больше, то в результате контакта ремня с дисками накапливаются более мелкие металлические частицы, что приводит к ускоренному износу внутренних компонентов вариатора.
• Покупайте вариаторное масло только у оригинальных производителей и у авторизованных дилеров, предоставляющих гарантию качества. Запрещается смешивать в вариаторной коробке передач масла разных производителей. Также рекомендуется использовать масло той же вязкости.
• Замена масла в вариаторе должна производиться обычным способом. Замена масла под давлением не позволяет удалить металлическую стружку и остатки износа, и они только хуже распространяются по вариатору.
• При замене масла необходимо снять масляный картер и очистить магниты, задерживающие остатки износа, а также клапаны в гидравлической системе.
• Также следует заменить фильтры грубой и тонкой очистки и старые прокладки, чтобы предотвратить утечку масла из вариатора. Отсутствие масла в коробке приведет к повреждению вариатора.
• Система охлаждения вариатора должна регулярно проверяться, чтобы коробка не перегревалась.
• В клиноременной коробке рекомендуется менять ремень каждые 100-120 000 оборотов, даже если нет видимых дефектов.

Основные советы владельцам автомобиля с вариатором

• Стиль вождения автомобиля с вариатором должен быть плавным и без напряжения.
• Внимательно следуйте инструкциям по управлению вариатором — не нажимайте на две педали одновременно.
• Проводите техническое обслуживание вариатора в соответствии с рекомендациями производителя вариатора. Многие опытные наездники рекомендуют делать это в два раза чаще.
• Приобретайте оригинальные расходные материалы только у авторизованных дилеров.
• Трансмиссионное масло, заливаемое в вариатор, должно иметь правильный класс вязкости для климата, в котором вы живете.
• Не смешивайте различные трансмиссионные масла, особенно с разной вязкостью.
• При замене масла очистите магниты от износа и проверьте исправность системы охлаждения коробки передач.
• Обслуживание, диагностику и ремонт вариаторов лучше всего поручить сертифицированным центрам с хорошей репутацией.

Источник: avtofun.ru

Особенности устройства и работы вариатора

Все чаще автомобили агрегатируются на конвейере вариаторными коробками передач. Но чем это обоснованно и действительно ли плюсы превосходят минусы? Рассмотрим, как работает вариатор, его внутреннее устройство и принцип действия. Надеемся, рассмотренные недостатки и преимущества помогут в дальнейшем сделать правильный выбор между CVT, DSG, роботизированной КПП и коробкой автомат гидротрансформаторного типа.

Устройство вариаторной коробки передач

Конструктивно вариатор состоит из следующих компонентов:

• механизм, выполняющий роль сцепления. Позволяет передавать крутящий момент, а при необходимости рассоединять КПП от силового агрегата;
• вариаторная передача;
• планетарный редуктор с пакетом фрикционов, позволяющий двигаться автомобилю задним ходом;
• электронная система управления.

Существует большое количество вариаторных передач, но на автомобилях наибольшее распространение получили клиноременные вариаторы. Механизм состоит из ремня, выходного и выходного шкивов, а также механизмов, изменяющих диаметр шкивов в рабочей зоне ремня.

Первые варианты вариаторов оснащались резиновым ремнем, но такая конструкция крайне ненадежная. В устройстве современных агрегатов применяется либо гибкий металлический ремень, либо цепь. В клиноременном вариаторе крутящий момент передается за счет пары трения боковая часть ремня — рабочая поверхность шкивов. Цепь же контактирует с конусной поверхностью шкивов торцевой частью.

Преимущество клиноцепного вариатора в гибкости (имеет меньший радиус изгиба) и меньших механических потерях на трение. Цепь работает за счет точечного контакта с поверхностью конусов, поэтому в местах соприкосновения очень высокая механическая нагрузка. Для повышения износостойкости конусы шкивов изготавливаются из высокопрочных сплавов стали.

Принцип работы

Почему вариаторные коробки передач называют бесступенчатыми? Лишь потому, что изменение передаточных чисел между выходным и ведущим шкивами происходит настолько плавно, что заметить отчетливую границу перехода невозможно.

Чтобы добиться прямой передачи, при которой скорость вращение входного и выходного шкивов будет одинаковой, нам нужно уравнять диаметры обеих шкивов. Если мы увеличим диаметр ведомого шкива, а d ведущего оставим прежним, то получим понижающую передачу. Ведомый вал вращается медленней ведущего, за счет чего увеличивается крутящий момент.

Именно в режиме понижающей передачи автомобиль с вариатором трогается с места. Для увеличения скорости движения машины происходит обратное изменение диаметров шкивов. Именно на этом и построен принцип работы вариатора (Continuously Variable Transmission).

Механизм сцепления

В процессе развития устройства вариатора производителями использовались разные виды механизмов, среди которых:

• автоматическое сцепление центробежного типа (распространено на скутерах, мотоциклах);
• электронно управляемый электромагнитный механизм;
• многодисковая муфта. Имеет принцип работы аналогичной тому, что используется для блокировки отдельных рядов планетарной передачи АКПП гидротрансформаторного типа.

• Также работа многодискового мокрого сцепления используется для блокировки дифференциалов, интеллектуального подключения полного привода. По такому же принципу работает «мокрое» сцепление на DSG;
• гидротрансформатор. Надеемся, вы знакомы с устройством и принципом работы автоматической коробки передач гидротрансформаторного вида, поэтому конструкцию рассматривать не станем.

Использование гидротрансформатора позволяет значительно снизить нагрузку на вариатор в момент старта с места. Проскальзывание до момента блокировки гидротрансформатора увеличивает ресурс рабочей поверхности конусов, уменьшает растягивание ремня/цепи. Именно это решение впервые позволило автомобилю с вариатором относительно безболезненно переносить поездки по бездорожью.

Стоит помнить, что вариатор в безопасности лишь до момента блокировки гидротрансформатора. Если на вашем автомобиле он блокируется после 10 км/час, то буксовать в снегу, грязи без риска уменьшить ресурс вариаторной КПП можно лишь до превышения этого порога

Задняя передача

Ведущий и ведомый валы в вариаторе вращаются строго в направлении вращения коленчатого вала двигателя. Поэтому единственный рациональный способ реализации задней передачи – планетарный редуктор. Когда коренная и солнечная шестерни заблокированы, входной вал вращается в одном направлении с входным шкивом, который соединен с водилом.

Если заблокировать только коренную шестерню, водило, а вместе с ним и входной шкив, будет вращаться в обратную сторону. Для наглядного представления об устройстве и работе планетарного редуктора в вариаторе предлагаем посмотреть видео.

Система управления

Принцип работы вариатора в режиме реверсной передачи возможен благодаря использованию 2-х пакетов фрикционов. Один из них при необходимости блокирует между собой коренную и солнечную шестерни (движение вперед), а второй – корпус вариатора и коронную шестерню (задняя передача). Стальные и фрикционные диски сжимаются давлением масла, которое накачивается в систему маслонасосом и подается к соответствующим каналам через гидроблок (мехатроник).

Также давление масла используется для смещения подвижной части шкива, что позволяет регулировать его диаметр. Для правильной работы коробки передач CVT крайне важно, чтобы изменение диаметров происходило максимально синхронно. Поэтому конструкторы уделяют большое внимание производительности маслонасоса вариаторных КПП.

Перенаправление потока масла к соответствующим каналам осуществляется соленоидами, которые по команде электронного блока управления вариатором открываются либо закрываются. Для управления работой коробкой передач ЭБУ использует данные с датчиков скорости, ДМРВ, датчика открытия дроссельной заслонки, ДТОЖ.

Чем хороша CVT?

• Отсутствие потерь в разгонной динамике на переключение передач. При интенсивном разгоне автомобиля с вариатором стрелка тахометра зависает на одном месте – в зоне максимальной мощности двигателя. Таким образом, разгон получается наиболее эффективным.
• Снижение расхода топлива. Если вы движетесь с постоянной скоростью, умеренно разгоняетесь, вариатор подбором передаточного числа устанавливает минимальные обороты двигателя. Такая работа мотора не только позволяет увеличить акустический комфорт в салоне, но и снизить потребление горючего.
• Снижение вредных выбросов в атмосферу.
• Плавность движения. Благодаря линейной, а не ступенчатой смене передаточного отношения, автомобиль как при разгоне, так на торможении сохраняет плавность хода.
• Компактность. Небольшие размеры позволяют устанавливать вариаторы как на полноприводные авто, так и на переднеприводные машины.

Плюсы ясны, но насколько серьезные минусы?

К сожалению, как и многие устройства в мире технике, вариаторы не лишены недостатков. CVT изначально задумывалась в качестве коробки передач для малолитражек, хэтчбеков, среднеразмерных седанов и небольших кроссоверов. Клиноременные и даже клиноцепные вариаторы крайне плохо переносят резкие изменения режимов движения.

Постоянные чередования динамичных разгонов, замедления и пробуксовка ведущих колес приводят к повреждению поверхности конусов, растягиванию цепи/ремня. Задиры провоцируют появление подергиваний, ускоренный износ ремня/цепи. Также к перебоям в работе вариатора и потере ресурса приводит падение давление масла. Из-за этого начинают проскальзывать фрикционные пакеты. В итоге масло очень быстро стареет, а гидроблок забивается взвесью с фрикционных накладок (пыль, которая попадает в жидкость ATF).

Стоит ли покупать или лучше выбрать авто с АКПП, DSG, МКПП?

Нельзя достоверно сказать, что лучше: вариатор или коробка автомат. Ни одна бесступенчатая КПП не приблизиться к надежности архаичных АКПП гидротрансформаторного вида. Но ведь многие современные автоматы также не могут составить им конкуренцию в этом плане, а что уж говорить об особенностях работы и проблемах DSG, Power Shift.

Поэтому рекомендуем учитывать, что есть разные модели и виды вариаторов. Покупая автомобиль, обязательно изучайте отзывы владельцев, реальные плюсы и минусы конкретной модели коробки передач. Многие производители научились делать ресурсные вариаторы, которые при должном обслуживании способны без проблем пройти 150 и даже 200 тыс. км.

Чтобы избежать массовых неисправностей, вариаторы устанавливаются преимущественно на авто с маломощными двигателями. Но Audi, а в последнее время и Nissan, Subaru, агрегатируют коробками CVT довольно тяжелые и мощные автомобили. Что ни в коем случае не подталкивает к выбору поддержанной машины с вариатором. Также многое зависит от стиля езды водителя и подхода к обслуживанию.

Многие игнорируют тот факт, что вариатору зимой жизненно необходим правильный прогрев. Также для продления срока служба необходимо периодически менять жидкость ATF, промывать радиатор охлаждения.

Источник: autolirika.ru