Як працює варіатор

История вариатора насчитывает уже более ста лет. Запатентована эта разработка была в 19-м веке. Но прижилась в автомобилях не сразу, лишь спустя полвека появились первые машины, на которых был установлен вариаторный механизм. Первыми автомобилями с коробкой передач такого типа стали голландские DAF. Но пик использования пришелся на 80-е и 90-е годы прошлого века. Причем не только в автомобилях применялся вариатор, но и в скутерах. Вариатор – это разновидность АКПП, даже выбор режима ничем не отличается от автомата, построенного по классической схеме. Постараемся рассмотреть более детально, що таке варіатор и как он работает.

зміст

  • 1 Основні вузли варіатора
    • 1.1 Варіатори з клиноподібним ременем
    • 1.2 Варіатори тороідальноного типу
  • 2 Плюси і мінуси вариаторной АКПП

Основні вузли варіатора

перший автомобіль з варіатором

DAF 600 був першим в світі автомобілем, на який серійно встановлювали клино-пасової варіатор

Типів варіаторних механізмів сьогодні існує дуже багато. Але принцип роботи однаковий - плавно змінюється передавальне число між колінчастим валом двигуна і приводами коліс. В автомобільній індустрії широкого поширення набули два типи передач:

  1. Ременем клиноподібної форми.
  2. Тороидальный тип передачи.

Варіатори з клиноподібним ременем

Основа конструкції - це два шківа в формі конуса. Між ними натягнутий один або два ременя, має він форму клина - як на приводі генераторів деяких автомобілів (приміром, вітчизняної класики). Виготовляються ремені з високоякісної гуми, металевих ланцюгів або набору пластин. Залежно від того, який матеріал використаний при виготовленні, можна судити про надійність і ресурсі коробки, принцип роботи же залишається незмінним.

Конструкція виконана таким чином, що шківи можуть зрушуватися або розсуватися. За рахунок цього змінюються їх діаметри. Так як ремінь стикається зі шківами бічною стороною, збільшується ресурс механізму - навіть гумові зразки здатні прослужити не менше півсотні тисяч кілометрів. Більш досконалі конструкції із застосуванням металу витримують і більший термін.

принцип роботи варіатора

Схема роботи клиноремінного варіатора

Принцип роботи варіатора полягає в тому, що шківи змінюють положення відносно один одного - зближуються або віддаляються. На маленьких оборотах колінчастого вала диски на ведучому валу розпрямляються, а ведені стискаються. Внаслідок цього перші володіють діаметром меншим, ніж другі. Коли частота обертання коленвала збільшується, відбувається поступове разжимание ведених дисків і стиснення провідних. В такому випадку передавальне число стає меншим.

Система управління вариаторной коробкою передач електронна, на основі мікропроцесорів. Вона стежить за тим, щоб діаметри обох шківів змінювалися рівномірно, в залежності від навантаження на двигун автомобіля. Також система управління контролює роботу зчеплення і планетарного механізму. Варто окремо згадати і про редуктор планетарного типу, який необхідний при русі заднім ходом. Якби не він, то АКПП вариаторного типу не змогла б виконати реверс, тобто на автомобілі неможливо було б рухатися заднім ходом.

Читайте також: Плюси і мінуси роботизованою коробки передач

Електронна система управління коробкою передач дозволяє на крейсерській швидкості тримати саме ті обороти двигуна, які забезпечать мінімальний витрата палива, а також хорошу динаміку руху. За багато років було проведено чимало експериментів, які виявили одну особливість - внутрішні стінки шківів повинні мати кут нахилу, рівний 20 градусам. Це оптимальне значення, тому виробники роблять шківи саме такої форми.

що таке варіатор

Клиноремінною варіатор з ланцюгом з металевих пластин

Коробка передач вариаторного типу працює за рахунок того, що шківи зсуваються і розсуваються. Це забезпечується гідроприводом, пружинами або відцентровими силами. Передача крутного моменту за допомогою гумового ременя, звичайно ж, проста і дешева, але погано показала себе, так як ресурс в 50 000 кілометрів - це вкрай мало. Набагато ефективніше показують себе коробки, в конструкції яких використовують ланцюги з металевих пластин. У них великий ресурс, а ймовірність обриву вкрай мала. Але найголовніше - набагато менше сторонніх шумів.

Передача моменту за допомогою ланцюга надійна і має високий ККД. А це означає, що втрат практично не буде, весь крутний момент піде від двигуна до приводів коліс. Управління таким варіатором відбувається за допомогою важеля вибору режимів, розташованого в салоні автомобіля. Залежно від марки автомобіля, кліноременниє варіатори можуть відрізнятися конструкцією.

Варіатори тороідальноного типу

вариаторная коробка передач

тороїдальний варіатор

Такий тип варіатора отримав менше поширення, ніж клиноременной. Основа - це пара сферичних співвісних валів, в яких затискаються ролики. Сферичні вали обертаються в різні боки. Зміна передавального числа залежить від положення роликів щодо поверхні вала. Ролики передають рух валів за допомогою сили тертя і тільки. У такий коробки передач один великий недолік - знос в тих місцях, в яких ролик стикається з поверхнею вала.

Варто зауважити, що зусилля, з яким ролики притискаються до поверхні сфери, може досягати десяти тонн. Звідси випливає, що матеріали повинні використовуватися найкращі, а управління системою повинно здійснюватися надійним і безвідмовним пристроєм. Як приклад можна привести варіатори Extroid, які до сих пір встановлюються на автомобілі виробника Nissan. У ньому є гідропривід, управління яким відбувається за допомогою блоку управління. Він здатний переміщати ролики щодо сфери аж до мікрон.

як працює варіатор

Принцип роботи тороїдального варіатора

Плюси і мінуси вариаторной АКПП

Основні переваги, звичайно ж, вражають:

  • плавність розгону;
  • проста конструкція;
  • економія палива в порівнянні з класичною АКПП;
  • дешевизна (ремонт і обслуговування не вдарять по гаманцю);
  • збільшення ресурсу двигуна за рахунок того, що його робота відбувається в нормальному режимі;
  • малий рівень шумів;
  • екологічність.
Читайте також: Як працює диференціал автомобіля

Але без мінусів не обійтися, головний - підвищені навантаження варіаторная коробка передач не може витримувати. Варіатори частіше можна зустріти на малопотужних мопедах, а ось на автомобілях з декількома сотнями конячок під капотом намагаються не встановлювати. Хоча деякі моделі Ауді оснащуються АКПП вариаторного типу, але із застосуванням новітніх розробок, які дозволяють працювати потужним двигунам з такою коробкою. Так що частіше можна зустріти АКПП вариаторного типу на бюджетних автомобілях, потужність двигуна яких невелика. І якщо ви є власником такої машини, то повинні знати, що тягнути причіп можна, якщо його загальна маса невелика. У разі прегруза можна пошкодити коробку передач.

В мототехніки використовують ремені з високоміцної гуми з армуванням, але в автомобільній індустрії їх використовувати марно, надійніше виявляються металеві ланцюги. І якщо у вас варіатор, то "порисачіть" з ним не вийде. Такі автомобілі для тих, хто віддає перевагу спокійній їзду з плавними разгонами. Так, є режим «Спорт», але при частому і тривалому його використанні елементи коробки швидко зношуються.

Недоліків можна віднести і те, що буксирування автомобілів з АКПП вариаторного типу можлива на 50-100 кілометрів. Так що, якщо виникла необхідність в буксируванні, дешевше виявиться зняти приводи, щоб безболісно доставити машину в потрібне місце. Але можна і методом часткового навантаження, якщо є така можливість. Що стосується поїздок по бездоріжжю, то краще відмовитися від них, тому що це призведе до швидкого зносу АКПП.

Замена ремня в вариаторной КПП производится каждые 150 тыс. км, а смена трансмиссионного масла необходима раз в 50 тыс. км. От этого зависит то, як працює варіатор и его эффективность. И если на мототехнике ремень – это расходный материал, который меняется быстро и минимальным набором инструментов, то в автомобиле такое занятие может быть осложнено тем, что не каждая СТО имеет квалифицированного специалиста, способного проделать всю работу качественно.

Але багато що залежить від електронної системи управління, необхідно уважно стежити за її роботою. Якщо виникнуть будь-які помилки, слід їх відразу ж усувати. Але в цілому ж поїздка на автомобілі з вариаторной коробкою обходиться набагато дешевше, ніж на автомобілі з класичної АКПП. І на це впливає те, що палива витрачається набагато менше, ремонт дешевше, вузли в конструкції дешеві і прості.

LEAVE ANSWER