Коробка передач вариатор это как: Вариатор: особенности и специфика устройства

КПП вариатор: что это такое

Как известно, сегодня автоматическая трансмиссия может быть представлена несколькими вариантами: АКПП или «классический» автомат, роботизированная коробка с одним или двумя сцеплениями (РКПП типа АМТ или DSG), а также вариатор СVT.

При этом среди других типов автоматов именно вариаторная коробка передач значительно отличается по своему устройству и принципу работы. Далее мы рассмотрим, что такое КПП вариатор, какие особенности можно выделить, а также отметим основные преимущества и недостатки вариатора.

Содержание статьи

Вариатор КПП: что это такое и как работает

Начнем с того, что коробка CVT (Сontinuosly Variable Transmission, что дословно означает постоянно изменяющаяся передача) была изобретена несколько сотен лет назад. Дело в том, что основные принципы ее работы были заложены самим Леонардо Да Винчи.

В основу были положены два конуса, направленные в разные стороны более узкими частями. Между конусов натягивался ремень. Эту конструкцию сначала использовали на мельницах. Затем, спустя 400 лет, такой же принцип передачи использовался в устройстве промышленных станков.

Что касается автомобиля, первым данное решение внедрил инженер из Голландии Хуберт Доорн. Именно он создал первый вариатор для автомобиля. Такая бесступенчатая трансмиссия называлась Variomatic и ставилась на автомобили DAF в 1958 г.

Далее остальные производители обратили внимание на вариатор, после чего коробка данного типа стала появляться на разных моделях, составляя конкуренцию распространенным гидромеханическим АКПП.

Если говорить об устройстве вариатора, такая коробка является бесступенчатой. Простыми словами, привычных ступеней (передач, скоростей) агрегат не имеет. Как уже говорилось выше, в основе лежит пара шкивов (ведущий и ведомый).

Шкивы расположены напротив друг друга, между ними натянут ремень или металлическая цепь. Конусы вариатора являются не цельным элементом, так как имеют раздвижные части.

В момент, когда ведущий шкив максимально сдвинут, ремень вращается по большому диаметру. В результате передаточное число самое большое (аналогично 1 передаче на ступенчатых коробках). Соответственно, когда ведущий шкив раздвинут, вращение ремня осуществляется по малому диаметру, что является аналогом повышенных передач (пятой или шестой).

Возможность сдвигать и раздвигать шкив позволяет плавно и динамично изменять передаточное число, как будто условных ступеней (скоростей) огромное количество. Результат — плавная работа трансмиссии, постоянная уверенная тяга, отсутствие каких-либо рывков, задержек и пробуксовок при переключениях.

Благодаря таким особенностям вариатор CVT является не только комфортным и динамичным решением, но и достаточно экономичным, так как передача крутящего момента происходит с большой эффективностью.

Показатель КПД вариатора выше по сравнению с АКПП, так как уменьшены потери при передаче момента от ДВС на коробку, передаточное число изменяется плавно с учетом нагрузок и условий при движении ТС.

Коробка вариатор: недостатки

Как может показаться, КПП вариатор — это лучший вариант автоматической трансмиссии с учетом всех плюсов. Однако на практике все немного иначе.

Прежде всего, вариатор предельно чувствителен к нагрузкам, а также к качеству и состоянию трансмиссионного масла. Особого внимания агрегат требует и в рамках сервисного обслуживания.

Как правило, производители рекомендуют менять масло в вариаторе каждые 60-80 тыс. км. пробега, однако на практике замену масла в CVT оптимально выполнять каждые 30-40 тыс. км. в зависимости от индивидуальных условий эксплуатации и нагрузок.

Параллельно необходимо использовать только высококачественные и отдельно рекомендуемые самим производителем коробки трансмиссионные масла для вариатора CVT. Не допускается замена на более дешевые аналоги, нерекомендуемые жидкости, смешивание масел для вариатора и т.д. Также во время замены нужно менять и масляный фильтр.

Игнорирование данных правил приводит к серьезным неисправностям:

загрязнение/повреждение каналов гидроблока;
проблемы с маслонасосом вариатора и падение давления масла;
повреждения шкивов и валов вариатора, пробуксовка ремня/цепи;
усиленный износ всех трущихся и нагруженных поверхностей, задиры на валах;
износ в ряде случаев приводит к обрыву цепи/ремня вариатора, при этом обломки разрушают агрегат;

Также добавим, что CVT управляется при помощи ЭБУ АКПП, а также исполнительных устройств и механизмов. При этом большое количество сложной электроники в устройстве вариатора часто становится причиной сбоев и поломок. Нередко сбои в работе двигателя и разных систем ЭСУД также влияют на работу КПП вариатор.

Что касается общего ресурса вариатора, срок службы агрегата данного типа сильно зависит не только от обслуживания, но и от того, как владелец эксплуатирует автомобиль. Важно понимать, что вариатор не рассчитан на работу с мощными двигателями, а также не предполагает езду в режимах не только постоянных пиковых, но и даже средних нагрузок. Рекомендуем также прочитать статью о том, какая коробка лучше, вариатор или автомат. Из этой статьи вы узнаете об отличиях вариатора от АКПП, а также на что обратить внимание при выборе типа трансмиссии с учетом определенных особенностей.

Простыми словами, это коробка для спокойной размеренной езды (без резких разгонов, высоких оборотов двигателя, пробуксовок и т.д.). Также для увеличения срока службы вариатора не рекомендуется буксировать прицеп или другие автомобили, перевозить на машине с данным типом АКПП тяжелые грузы.

Как правило, если не менять масло своевременно и «жестко» эксплуатировать автомобиль, в этом случае вариатор может не выходить и 80-100 тыс. км. Также на 100-120 тыс.км. следует в обязательном порядке заменить ремень вариатора, так как существует риск его обрыва со всеми вытекающими последствиями.

Еще нужно помнить, что коробка-вариатор достаточно сложная и дорогая в ремонте. Часто возникают сложности с подбором запчастей на вариаторную КПП, далеко не всегда удается качественно восстановить (отреставрировать) поврежденные детали и т.д. Как правило, ремонт вариатора обходится дороже, чем АКПП.

Что в итоге

Чтобы суммировать, преимущества вариатора заключаются в динамичном разгоне, высоком КПД и сравнительно небольшом расходе топлива.

Так как физических передач нет, плавность хода находится на самом высоком уровне (водитель не ощущает момента переключения).

Также машиной с вариатором легко управлять, так как тяга всегда предсказуема (в отличие от АКПП, где часто возникает задержка при переключении, в случае с вариатором можно спрогнозировать, каким будет ускорение независимо от скорости движения и включенной передачи).

Теперь о недостатках вариатора. Агрегат сложный, дорогой в ремонте, требует квалифицированного и своевременного обслуживания. Такая коробка не рассчитана на агрессивную езду и тяжелые условия эксплуатации.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как ездить на вариаторе правильно. Из этой статьи вы узнаете о тонкостях и нюансах, которые нужно учитывать при эксплуатации CVT, а также как продлить срок службы вариаторной трансмиссии и избежать преждевременного ремонта вариатора.

Масло нужно часто менять по сравнению с «классическими» АКПП, для замены используется специальная и дорогая жидкость. Оригинальное трансмиссионное масло для вариатора зачастую сложно достать, при этом доступные аналоги использовать не рекомендуется. Также каждые 100-120 тыс. необходимо менять ремень вариатора, причем операция достаточно затратная.

Как видно, c одной стороны вариатор CVT лучше гидромеханических АКПП благодаря разгонной динамике, экономичности и плавности хода. При этом основными недостатками принято считать небольшой ресурс, а также дороговизну ремонта. Хотя некоторые производители сегодня стремятся повысить надежность (например, вариатор X-Tronic), в целом уверенным конкурентом АКПП в плане надежности такой агрегат назвать нельзя.

Напоследок отметим, что если приобретается новый автомобиль, вариатор вполне можно рекомендовать. Однако в случае покупки б/у авто с пробегом больше 100 тыс. км оптимально рассматривать модели с классическими АКПП. Данная коробка более ремонтопригодна, сам ремонт и последующее обслуживание обходится дешевле. Также средний ресурс АКПП на 30-50% больше, чем у вариаторов.

чем отличаются, плюсы и минусы, ресурс

Многие водители считают, что коробки передач делятся на две группы: механические и автоматические. В некотором роде это действительно так, но автоматическая коробка передач бывает классическая, которую все привыкли называть “автоматом” (АКПП), и вариатор (CVT). Оба этих варианта коробок передач сейчас прочно вошли в массовый сегмент автомобильного рынка. Но при этом ходит много слухов, часть из которых правдива, о надежности, экономичности, скоростных характеристиках каждой из них. В рамках данной статьи рассмотрим, какие действительно имеются плюсы и минусы у вариатора и автомата, и чем они отличаются друг от друга.

Оглавление: 
1. Коробка автомат
- Из-за чего ломается коробка автомат
- Какой ресурс у автомата
- Плюсы и минусы автомата
2.  Вариатор
- Из-за чего ломается вариатор
- Какой ресурс у вариатора
- Плюсы и минусы вариатора

Обратите внимание: В рамках данной статьи рассмотрены именно автоматическая коробка передач и вариатор. На рынке еще присутствует так называемый “робот” — это еще одна группа автоматических трансмиссий. В процентном соотношении вариатор и робот устанавливаются примерно на 25% автомобилей с автоматической трансмиссией в данный момент, а полноценный автомат на оставшихся 50%.

Коробка автомат

Стандартная автоматическая коробка передач используется на массовых автомобилях гораздо дольше, чем вариатор, оттого и имеется миф о ее большей надежности.

Конструкция такой коробки передач немного может отличаться, в зависимости от производителя, но, в целом, устроена она следующим образом. Крутящий момент от двигателя передается через гидротрансформатор. Работа проходит под давлением, то есть между агрегатами нет жесткого зацепления. Можно подумать, что из-за отсутствия жесткого зацепления и ломаться нечему, но это не так. В конструкции автоматической коробки передач присутствуют валы с планетарной передачей и стальные диски с фрикционами, при сжатии и разжатии которых происходит переключение передач, то есть подключение необходимых муфт. Еще два важных элемента в конструкции автомата — это гидроблок и насос высокого давления.

Из-за чего ломается коробка автомат

Рассмотрев упрощенно конструкцию работы автомат, можно понять, что на самом деле конструкция автоматической коробки передач достаточно простая. Чаще всего причиной ее поломки является неправильное обслуживание. Водители зачастую не меняют масло в АКПП, что и приводит к серьезным проблемам.

В процессе работы коробки передач масло в ней постепенно теряет свои свойства и в нем появляется много мусора. Это приводит к тому, что забиваются элементы коробки передач — фильтры, гидроблок, радиатор и так далее. В итоге, масляный фильтр не может работать нормально и создавать необходимое давление, что приводит к прокручиванию фрикционов на металлических дисках. Водитель ощущает эту проблему как толчки при переключении коробки передач, либо вовсе коробка перестает включать нужные передачи.

Указанные выше проблемы в коробке передач могут привести к еще большим неприятностям, вплоть до физического повреждения планетарных шестерен и износа фрикционной накладки гидротрансформатора.

Обратите внимание: Приобретая б/у автомобиль с автоматической коробкой передач, обязательно убедитесь, что у масла АКПП нет запаха гари. Если такой запах присутствует, это явно указывает на наличие прогаров у фрикционов и их высокий износ. Коробка передач с такими дефектами долго не проработает.

Какой ресурс у автомата

Водители, которые привыкли ездить на механике, часто говорят, что не переходят на автомат из-за их малого ресурса работы. Такое мнение сложилось об автоматических коробках передач довольно давно, несмотря на то, что многие автопроизводители выпускают крайне надежные АКПП.

Например, многие японские автомобили выпуска конца 80-90х годов на АКПП до сих пор передвигаются на родных автоматах, над которыми проводились минимальные работы, тогда как их пробег уже превышает 500 тысяч километров.

На самом деле, ресурс автомата напрямую зависит от его обслуживания. Несмотря на то, что в книгах на по технической эксплуатации автомобиля не всегда указывается необходимость смены масла в АКПП, делать это нужно обязательно каждые 50-70 тысяч километров пробега. Вместе с заменой масла в автомате нужно обязательно заменить масляный фильтр и очистить радиатор. В идеале при выполнении таких работ также убрать скопившуюся на дне корпуса автомата стружку и другие продукты отработки.

Плюсы и минусы автомата

Выделим явные плюсы автоматической коробки передач:

Простое управление. Все, что нужно сделать водителю — выбрать правильный режим движения, после чего автомобиль автоматически выполнит необходимые манипуляции со сцеплением;
Надежность. Несмотря на все мифы, автоматические коробки передач крайне надежные при правильном обслуживании;
Простой ремонт. АКПП давно применяются на массовых автомобилях. Соответственно, уже не только в специализированных сервисных центрах можно провести грамотный ремонт трансмиссии;
Простота обслуживания. Как отмечалось выше, обязательно нужно в автомат заливать свежее масло каждые 50-70 тысяч километров пробега. Но стоимость этого масла невысока;
Механическая работа. В автомате крайне мало электрических составляющих. Коробка сама по себе механическая, а ее работой управляет напрямую ЭБУ;
Плавная работа. Шестиступенчатый автомат — давно не редкость для массовых автомобилей. Такие коробки дают высокий порог скорости, а вместе с тем позволяют плавно переключаться передачам при наборе скорости.

Отметим и минусы автомата:

Низкая динамика. Разгоняться автомобиль на автомате будет медленнее, чем на механической коробке передач (при умелом использовании) или на вариаторе;
Наличие передач. Несмотря на плавность работы, некоторые при переключении передач толчки водитель может ощущать. У вариаторов такой проблемы нет, поскольку фактически нет переключения передач;
Затраты КПД на работу. Поскольку работа происходит при помощи гидротрансформатора под давлением масла, при этом отсутствует прямое соединение трансмиссии с двигателем, тратится частично КПД. Из этого вытекает и больший расход топлива на автомобилях с АКПП.

Как можно видеть, автоматическая коробка передач надежная, но имеет не идеальные мощностные характеристики. Тогда как вариатор можно считать ее некоторой противоположностью.

Вариатор

Такие коробки передач начали устанавливаться на автомобиле в середине 20 века, но сразу массовость они не набрали. Но о них вспомнили, когда потребовались коробки, которые имеют меньший расход КПД, чем обычный автомат, и при этом не требуют от водителя усилий при переключении передач.

Вариатор принято называть бесступенчатым. Как можно понять, в отличие от автомата, такая трансмиссия не имеет привычных скоростей. Конструкция коробки подразумевает наличие ведущего и ведомого шкива, которые располагаются параллельно друг другу. Они соединены друг с другом металлическим ремнем в форме трапеции. Конусы вариатора имеют сдвижные половины. В момент, когда ведущий шкив раздвинут, вращение ремня идет по малому диаметру, можно считать это аналогом высокой передачи на автомате. Когда же шкив сдвинут, ремень вращается по большому диаметру, тем самым получается максимальное передаточное число, то есть первая передача.

В зависимости от плавного передвижения шкива, меняется передаточное число. Это и приводит к повышению/понижению скорости, хотя как таковых скоростей, как в автомате, в вариаторе нет. Поскольку передача момента от двигателя к трансмиссии и колесам жесткая, удается свести к максимуму передачу КПД.

Из-за чего ломается вариатор

Как и в случае с автоматом, к выходу из строя вариатора ведет его неправильное обслуживание. Такие коробки передач еще более требовательные к маслу, чем автоматы. Замена масла в вариаторе также проводится каждые 50-70 тысяч километров, и здесь это делать обязательно. Если не заменить вовремя масло в вариаторе, тогда:

Масляный насос засорится, из-за чего не сможет создавать достаточное давление;
Ремень начнет пробуксовывать, поскольку валы не смогут его достаточно сжимать и разжимать;
Это приведет к повышенному износу ремня и его разрыву, что станет причиной повреждения других компонентов вариатора.

Также стоит отметить, что в вариаторе гораздо больше электронных компонентов, нежели в обычном автомате. Соответственно, больше вероятность их выхода из строя.

Какой ресурс у вариатора

В отличие от обычного автомата, вариатор менее продолжителен по сроку службы. Даже если следить за ним и своевременно менять масло, он сможет проходить около 120-150 тысяч километров пробега, после чего порвется ремень, и это приведет к серьезным повреждениям других компонентов коробки. Чтобы этого не произошло, рекомендуется на 120-150 тысячах километров пробега выполнить замену ремня вариатора.

Как можно понять, водитель автомобиля с вариатором должен знать, что нужно проводить своевременные диагностические и ремонтные работы с коробкой, иначе это приведет к необходимости ее капитального ремонта или замене. Чаще всего водители об этом не задумываются, не отличая вариатор от автомата, и это приводит к серьезным проблемам.

Плюсы и минусы вариатора

К плюсам вариаторов можно отнести:

Повышенный КПД. У вариаторов КПД примерно на 5-10% выше, чем у автоматов. Это сказывается и на расходе топлива, который на автомобилях с вариаторами меньше;
Плавность хода. Отсутствие передач ведет к плавной работе коробки передач;
Быстрый разгон. Из-за отсутствия необходимости переключения передач разгон на автомобиле с вариатором более плавный;
Легкое управление. Как и в случае с автоматом, в вариаторе водителю достаточно выбрать нужный режим работы, чтобы автомобиль поехал.

Минусов у вариаторов также достаточно:

Сложность обслуживания и ремонта. Как отмечалось выше, в вариаторе не достаточно просто менять масло своевременно, в отличие от автомата. Здесь важно также определить момент, когда потребуется замена шкива. При этом стоимость ремонта вариатора значительно выше, поскольку за такую работу берутся мастера не во всех сервисах;
Большое количество электроники. Это чревато большим количеством потенциальных проблем с электроникой, что может вылиться в необходимость дорогостоящей диагностики и ремонта;
Дорогое масло. При обслуживании вариатора заливается особое масло, которое определено производителем коробки передач. Это масло значительно дороже, чем то, которое используется на автоматах.

Как можно понять из сравнения, автомат и вариатор имеют свои плюсы и минусы. Однозначно нельзя сказать, что одна из коробок лучше, а другая хуже. При правильном обслуживании, как одна, так и вторая способны проработать достаточно долго.

Загрузка...

Что значит коробка передач вариатор

Вариатор (CVT) – много плюсов и один недостаток

Вариатор помогает сэкономить топливо и повысить комфорт вождения. Кроме того, он проще и дешевле в производстве, чем обычные автоматические коробки передач. Однако бесступенчатые автоматические коробки передач так и не смогли завоевать рынок. Не каждого устраивает особенность работы вариатора, и - что еще хуже – иногда они ломаются.

CVT – это сокращение от английского Continuously Variable Transmission, что означает бесступенчатая коробка передач. Вариатор - во многих отношениях трансмиссия необычная. Вместо классических зубчатых колес здесь используется стальной ремень или цепь, которая движется между двумя парами конических колес, образующих шкив.

Колеса установлены парой на входных и выходных валах. Каждая коническая пара может сближаться друг с другом или расходиться, благодаря чему бесступенчато меняется радиус шкива, и достигается плавное изменение передаточного отношения. При этом крутящий момент непрерывно передается от двигателя к колесам.

При движении с постоянной скоростью мотор работает на необычно низких оборотах, что и способствует снижению расхода топлива и повышению уровня комфорта. Пользователи автомобилей с CVT подчеркивают исключительную плавность движения – без толчков и рывков при старте. Вариаторы, как правило, меньше и легче классических автоматов. Поэтому они часто применяются в небольших городских автомобилях, особенно японских марок.

Но если все так хорошо, то почему доля автомобилей с CVT так мала? Выделить главную причину довольно сложно. Но многих водителей не устраивает специфическая работа коробок этого типа. Добавляешь газ, и двигатель, громко завывая, выходит на высокие обороты без заметного ускорения. Тихо становится лишь при движении с постоянной скоростью. Автолюбителей, любящих посильней вдавить педаль газа в пол, подобное поведение легкового автомобиля раздражает. Впрочем, так ведут себя, главным образом, бесступенчатые коробки передач из 80-х и 90-х годов.

Примерно 10 лет назад на рынке стали появляться CVT с так называемыми виртуальными передачами. В таком случае каждой из передач назначено определенное взаимное положение конических колес. Выбрать необходимую передачу можно, например, с помощью подрулевых лопаток (весел).

Данное решение используется с 2005 года в автомобилях Audi, оснащенных бесступенчатой трансмиссией Multitronic. В обычном режиме коробка ведет себя, как классический вариатор, т.е. поддерживает высокие обороты при разгоне. А работу «автомата» CVT имитирует только после перехода в спортивный режим.

Конструктивные особенности

Вариаторы, условно, можно разделить на две группы: со стальным ремнем и цепью. В бесступенчатых трансмиссиях присутствует и гидротрансформатор. Он нужен, прежде всего, для старта с места. Примечательно, но Multitronic обходится без него. В этих коробках используется пакет сцеплений и двухмассовый маховик.

Вариатор имеет ряд серьезных ограничений, которые инженеры пока так и не смогли обойти. Например, по конструктивным причинам, ни цепь, ни, тем более, стальной ремень не в состоянии передать высокий крутящий момент. Из-за этого область применения CVT в настоящее время ограничена максимальным крутящим моментом двигателя на уровне 350-400 Нм. Впрочем, этот порог перекрывает показатели многих современных двигателей. Тем не менее, в Audi уже начинают отказываться от использования бесступенчатых коробок «Multitronic».

В тоже время, другие производители упорно работают над усовершенствованием конструкции вариатора. Так Subaru демонстрирует все новые модели, оснащенные бензиновыми двигателями с турбонаддувом, полным приводом и бесступенчатой коробкой CVT (например, Lineartronic для Levorg).

Долговечность

О проблемах Audi с коробками Multitronic производства Luk слышал, наверное, каждый, кто хоть немного интересуется автомобилями. В CVT старого типа (1999-2006 гг.) постоянно сбоит управляющая электроника, выходит из строя механическая часть и преждевременно изнашивается цепь. Примечательно, что цепь использовали как раз для того, чтобы передать более высокий крутящий момент, но инженеры просчитались с ее прочностью. Со временем Немцы существенно доработали свои коробки, но проблемы все еще встречаются. Не вызывают доверия и другие немецкие вариаторы, например, ZF VT1-27T, применявшиеся в Mini R50/R53, и Mercedes 722.7/722.8 для моделей A/B-класса.

Гораздо меньше хлопот доставляют японские конструкции. Хотя, вариатор Jatco, используемый в различных моделях Nissan (например, Qashqai), тоже относится к группе риска. Общая проблема коробок CVT – это ограниченная доступность запасных частей и нежелание некоторых механиков связываться с вариаторами. Бесспорный лидер по части надежности – вариаторы Toyota (Lexus).

Бесступенчатая автоматическая коробка, несмотря на сравнительно простую конструкцию, довольно сложная и дорогая в эксплуатации. В дополнение к неисправностям электроники и ремней/цепей встречается и преждевременный износ маховика. Стоит отметить, что двухмассовый маховик используется лишь в некоторых автомобилях с CVT (Ауди).

Заключение

Самое главное, не забывать о регулярной замене масла. К сожалению, не все производители ее рекомендуют. Если в сервисе Вам скажут, что менять масло в вариаторе не надо, то просто поищите другую мастерскую.

Какая коробка передач лучше: автоматическая КПП против вариатора

Покупка нового и подержанного автомобиля сопряжена с необходимостью найти ответы на целую россыпь вопросов. Для начала будущие автовладельцы смотрят на подходящий тип кузова, производителя, конкретную модель. Далее принимаются во внимание уже нюансы комплектации и технические характеристики.

Ошибочно считать, что ключевым вопросом при выборе технических характеристик выступает только двигатель. На самом деле роль коробки передач не менее значимая.

Классической механикой уже никого не удивишь. Все знают, что это самый простой, дёшевый, но и одновременно наиболее надёжный вариант трансмиссии. Раньше к автоматам относились очень аккуратно из-за их низкого уровня надёжности и высокой стоимости обслуживания. Но современные АКПП вышли на совершенно новый уровень качества и долговечности. Появились новые разновидности коробок. Потому всё чаще автолюбителей интересует, что же лучше: вариатор или автомат.

Особенности АКПП

Когда на выбор предлагается вариатор либо же автоматическая коробка передач, объективно, не изучая вопрос детальнее, сказать, что лучше, невозможно. Для этого нужно вникнуть суть каждого типа трансмиссии, изучить его особенности, конструкцию и принцип работы.

Сразу стоит заметить, что сравниваться будет классический автомат и вариатор, фактически являющийся разновидностью автоматической коробки.

Управление автоматом осуществляется с помощью специального селектора или ручки переключения. Обычно она устанавливается в районе центрального тоннеля, но на некоторых авто, преимущественно американских производителей, располагается на рулевой колонке.

Селектор предусматривает возможность для водителя путём перемещения переключателя выбирать один из доступных режимов работы, в числе которых Drive, Parking и R, необходимый для движения задним ходом. По мере усовершенствования автоматических коробок количество режимов значительно увеличивалось. Всё чаще на современных автомобилях, даже при не самых дорогостоящих моделях, автоматы предусматривают наличие специальных режимов движения, необходимых для зимнего передвижения, спортивной езды или максимальной экономии топлива.

Классический автомат конструктивно состоит из планетарной КПП, гидротрансформатора и специальной системы управления. АКПП могут использоваться на легковых авто, в грузовом транспорте, автобусах и даже на колёсной спецтехнике.

В состав гидротрансформатора входит турбинное и насосное колесо, между которыми располагается реактор. Насосное колесо имеет непосредственную связь с коленчатым валом мотора, а турбинное соединяется с валом коробки передач. В зависимости от того, в каком режиме работает реактор, он может блокироваться обгонной муфтой или находиться в состоянии свободного вращения.

Крутящий момент от мотора на КПП передаётся за счёт потока жидкости, в роли которой выступает трансмиссионное масло. Оно подаётся с помощью лопаток насосного колеса на лопасти колеса турбинного типа. Между колёсами гидротрансформатора имеются минимальные зазоры, а сами лопасти выполняются специальной формы, чтобы создавать непрерывный круг для циркуляции рабочей жидкости. Это обеспечивает наличие жёсткой связи между мотором и коробкой передач, необходимой для плавной передачи тягового усилия.

Гидротрансформатор способен преобразовывать скорость вращения и предавать крутящий момент в строго ограниченном диапазоне. Из-за этого к нему подключается планетарная многоступенчатая коробка, которая также позволяет двигаться на машине с АКПП задним ходом.

Передачи переключаются за счёт создания высокого масляного давления. В этом процессе важнейшую роль играют фрикционные муфты. Возникающее между ними давление распределяется системой управления, состоящей из управляющего блока и электромагнитных клапанов.

Условным недостатком АКПП можно назвать то, что она стоит достаточно дорого, а также расходует больше топлива. Но это достаточно спорные минусы, поскольку современные автоматы вышли на новый уровень по эффективности. Многие из них как минимум не уступают классическим МКПП, а порой даже превосходят по показателям экономии топлива.

Изучение особенностей, которыми обладает коробка автомат, не даёт возможности сказать, что лучше, если конкурентом выступает вариатор. Для начала нужно рассмотреть характеристики самой вариаторной коробки передач.

АКПП в разрезе

Вариатор

Суть и смысл работы вариаторной коробки, которую обозначают как CVT, ничем не отличается от любой другой трансмиссии. Суть устройства заключается в том, чтобы преобразовать крутящий момент, который поступает от силового агрегата на колёса.

Но отличительной особенностью вариатора является то, что момент передаётся бесступенчато. Здесь предусмотрен определённый диапазон регулирования. Именно эта характеристика существенно отличается классический автомат от вариатора.

Что же касается аббревиатуры CVT, то она расшифровывается как Continuosly Variable Transmission. Перевести такое название можно как трансмиссия или коробка передач с непрерывно меняющимся крутящим моментом.

Вы уже примерно поняли, чем отличаются вариаторы от автоматов и какая основная разница между ними. Но этого объективно недостаточно, чтобы отдать какому-нибудь из двух вариантов предпочтение.

Также отличие вариатора от классического автомата заключается в конструктивных особенностях. Выделяют 3 основных типа CVT, которые бывают:

цепными;
клиноременными;
тороидальными.

Если говорить про легковой автомобильный транспорт, то здесь самыми популярными и распространёнными оказались именно клиноременные разновидности вариаторной коробки передач.

В состав клиноременного вариатора входит клиновидный ремень. Он располагается непосредственно между двумя шкивами раздвижного типа. Во время движения транспортного средства эти шкивы постоянно сжимаются и разжимаются, обеспечивая тем самым изменения в показателях передаточного числа. Основной задачей вариатора является создать плавное и бесступенчатое изменение крутящего момента. Подобные системы активно используются на легковых автомобилях, в составе снегоходов, двухколёсных технике и пр.
Следующей разновидностью вариаторной коробки являются цепные CVT. Передача мощности здесь осуществляется за счёт скошенных торцов оси цепных звеньев. А само тянущее усилие передаётся с помощью специальной цепи. Такие вариаторы не получили широкого распространения, хотя иногда встречаются.
Тороидные вариаторы заменили шкивы на диски конусовидной формы. А вместо ремня здесь задействовали специальные ролики. Они характеризуются тем, что могут передавать достаточно большой крутящий момент. Но, чтобы создать подобные детали для компоновки вариаторной коробки, необходимо обязательно использовать сталь высокопрочных сортов. Это негативно сказывается на стоимости, из-за чего многие автопроизводители отказались от идеи установки подобных CVT на свои транспортные средства.

Учитывая очевидные отличия в конструкции и принципе действия, несложно понять, в чём заключается разница между двумя видами рассматриваемых КПП. При этом коробка автомат и вариатор являются достойным решением, каждое из которых имеет свои сильные и слабые стороны.

Если говорить о преимуществах, характерных для вариаторных или бесступенчатых коробок передач, то здесь основным достоинством считается обеспечение непрерывного изменения крутящего момента. Тут отсутствует момент задержки, который характерен для АКПП, где происходит переход с одной передачи на другую. Бесступенчатость и непрерывность вариатора способствует появлению других преимуществ в виде более эффективного расхода топлива и улучшения динамических характеристик мотора. Машины с CVT потребляют меньше горючего и обеспечивают лучшую динамику при разгоне.

При этом вариатор имеет и некоторые очевидные недостатки. Начать следует с того, что CVT не предназначены для использования на мощных двигателях. Установка на автомобиль с повышенной мощностью не даёт использовать потенциал коробки. Она будет быстро разрушаться и изнашиваться.

CVT можно считать сравнительно новой разработкой в сфере автомобильных коробок передач. Потому инженеры пока не придумали, как повысить устойчивость вариатора к высоким нагрузкам, буксировке и активной езде при повышенных оборотах. В подобных условиях ремень вариаторной коробки быстро изнашивается, и происходит поломка всей трансмиссии. Ремонтировать и восстанавливать CVT довольно дорогое удовольствие, превышающие зачастую затраты на ремонт классического автомата.

Устройство CVT

Сравнение двух КПП

Чтобы определить фаворита этой пары, следует провести объективную сравнительную характеристику. Она также даст понять, как можно визуально отличить вариатор от автомата.

Изначально основной упор при сравнении нужно сделать на эксплуатационные характеристики. Потребителей справедливо интересует вопрос о том, что же надёжнее: автомат или вариатор. Также многим хочется узнать, кто окажется фаворитом в таком показателе как экономичность.

Начнём с показателем экономичности. Тут следует учесть одновременно несколько параметров, чтобы оценка оказалась максимально объективной и справедливой.

Трансмиссионное смазочное масло. В каждой коробке передач, включая автомат и вариатор, обязательно используется смазочная жидкость. Периодически требуется менять масло в коробке. Хотя в руководстве по эксплуатации некоторых машин с АКПП указано, что масло заливается на весь срок службы и замене оно не подлежит. Это довольно спорный вопрос, во многом зависящий от конкретных условий эксплуатации, состояния коробки и срока службы самой машины. Если же сравнивать вариатор и классическую АКПП, в коробке CVT менять трансмиссионную смазку нужно чаще. При этом сама жидкость для вариаторных коробок передач стоит дороже, нежели смазка ATF, предназначенная для автомата.
Показатели расхода топлива. Изучив плюсы и минусы, которые характеризуют автомат и вариатор, вы наверняка заметили, что к числу преимуществ CVT относится высокая эффективность расхода горючего. Поэтому по этому пункту перевес на стороне вариатора. Даже самые современные коробки автомат не могут продемонстрировать аналогичную экономичность, как машины с CVT.
Ремонт и обслуживание. Вечных и бессмертных коробок передач не существует. Это факт. Каждая трансмиссия в какой-то момент требует проведения ремонтных работ, технического обслуживания и профилактики. С позиции эксплуатационных расходов вариатор оказался значительно дешевле. Всё дело в том, что в состав конструкции CVT входят сложные, дорогостоящие и чувствительные механизмы. Они чаще выходят из строя, а потому требуют больше денег от автовладельца.

Относительно последнего пункта нужно внести одну поправку. Стоимость самой коробки CVT ниже, если сравнивать с конкурентом в лице АКПП. Но обслуживать дешевле классический автомат.

Эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание во многом зависят от того, как автовладелец будет относиться к машине и следить за состоянием трансмиссии. Даже при наличии вариатора в случае правильной эксплуатации, отсутствии перегрузок и агрессивного вождения, CVT прослужит очень долго и не потребует больших финансовых вложений в течение длительного срока службы. Но если говорить сугубо про ремонтопригодность и стоимость обслуживания, преимущество всё равно будет на стороне классической автоматической коробки.

Теперь следует сравнить кандидатов на предмет их надёжности. Во многом надёжность трансмиссии проявляется в её возможности сохранять свою работоспособность в тяжёлых условиях эксплуатации. К таковым относятся:

буксировка;
высокая скорость;
езда по бездорожью;
агрессивный стиль вождения.

Тут очевидное преимущество на стороне классического автомата. Именно обычные автоматические коробки намного лучше справляются с подобными тяжёлыми условиями эксплуатации. Разумеется, они уступают механике, но в сравнении с вариатором оказываются предпочтительнее.

Важно понимать, что слабым местом вариатора является его ремень. Его текущая надёжность на достаточно низком уровне применительно к жёстким и сложным условиям езды на машине с CVT. В подобных представленных условиях долго он не выдерживает, происходит обрыв и поломка. CVT подойдут тем, кто предпочитает ездить плавно, аккуратно, не совершая резких ускорений или торможений, за исключением экстренной необходимости.

Поняв разницу между вариаторами и автоматами, можно сделать определённые выводы. Причём каждый автолюбитель воспринимает представленную информацию по-своему.

Вариаторная коробка передач

Дополнительно многим интересно, как узнать, стоит на машине автомат, или же вариатор. Есть несколько способов идентификации типа используемой коробки передач. Визуально представленные коробки действительно похожи друг на друга.

Визуальный метод. Первым делом можно оттолкнуться от внешних особенностей. Но это один из самых неочевидных способов для того, как определить использование автомата или вариатора на машине. Некоторые CVT имеют соответствующую маркировку на селекторе, потому рекомендуется внимательно изучить рычаг коробки передач. На классических автоматах используются не только обозначения P, R, N и D, но также часто встречаются маркировки типа 2, 3 и L. У вариаторов же применяется лишь режим L. Хотя многое зависит от конкретной коробки, и далеко не всегда такой метод определения будет правильным.
Техническая документация. Если вы не знаете, как сугубо по рычагу отличить коробку вариатор от автомата, тогда проще всего заглянуть в документы на автомобиль. Откройте раздел с коробкой передач. Если у вас автомат, тогда увидите соответствующую маркировку AT. Для вариаторов всегда используется обозначение CVT.
Реальные условия эксплуатации. Проще говоря, тест-драйв. На вариаторных коробках передач процесс переключения скоростей не ощущается. Поэтому коробка и называется бесступенчатой. В случае с автоматом можно ощутить или же заметить по стрелке тахометра, как обороты меняются с некоторой задержкой в момент перехода с одной передачи на другую. Хотя новые вариаторы начали оснащать специальным режимом, который предназначен для имитации изменения передачи.
Тест на пригорке. Ещё один способ достаточно быстро определить, какая коробка оказалась в вашем распоряжении. Для этого нужно выехать на участок дороги с небольшим подъёмом, и остановить там полностью автомобиль. Затем отпустите педаль тормоза и не давите на газ. Селектор остаётся в положении Драйв (D или Drive). Если автомобиль будет постепенно двигаться в подъём, у вас точно автомат. В случае с вариатором машина сначала немного будет откатываться назад, а затем остановится. Но такой тест актуален для тех вариаторных коробок, где отсутствует система противоотката.

В самой сложной ситуации, когда документов нет, никаких обозначений на селекторе не предусмотрено, и вы сами путём тестирования точно определить коробку не можете, отправляйтесь на СТО или в ближайший автосервис, где квалифицированный мастер ответит на все интересующие вас вопросы.

Подведение итогов

Подводя итоги, можно попробовать ответить на вопрос касательно того, что же лучше: вариатор или автомат.

Если отталкиваться сугубо от показателей популярности и распространённости, то автомат будет безоговорочным фаворитом в этом противостоянии. Но нельзя забывать, что история коробок CVT фактически только начинается. Это сравнительно новый вид трансмиссии, которому лишь предстоит пройти многочисленные доработки, модернизацию и усовершенствования. Каким будет вариатор буквально через 3-5 лет, сказать сложно. Потенциал у него огромен, а потому в какой-то момент CVT реально может превзойти классический автомат.

Касательно того, какая трансмиссия будет лучше, зависит от конкретной ситуации. Выбирать вариатор стоит при размеренной и спокойной городской езде без лишних нагрузок. А автомат подойдёт тем, кто покупает машину с высокой мощностью и предполагает буксировку прицепов.

Если говорить об экономичности, то тут перевес на стороне вариаторной коробке. По надёжности пока выигрывает автомат.

Каждый сам решает, что ему выбрать и какую коробку использовать на своём автомобиле. Как автомат, так и вариатор имеют свои сильные и слабые стороны. Для определённых условий эксплуатации подходит соответствующий вид трансмиссии.

Помимо вариатора и автомата, будущему автовладельцу стоит присмотреться и к другим вариантам трансмиссий. На этих двух коробках выбор не ограничивается, а фактически только начинается. Если хотите получить максимум надёжности и держать всё в своих руках, тогда стоит вовсе отказаться от рассмотренных КПП и взять старую добрую механику. Решать вам.

Вариаторная трансмиссия CVT: коробка передач вариатор

Автоматическая коробка передач сегодня является наиболее популярным и востребованным решением. По этой причине подавляющее большинство современных авто оснащаются АКПП различного типа.

При этом важно понимать, что в рамках подбора автомобиля следует отдельное внимание уделить особенностям той или иной КПП. Как правило, на различных авто с «автоматом» могут быть установлены «классические» АКПП, роботизированные коробки типа АМТ или DSG, а также CVT.

Далее мы рассмотрим, что такое коробка передач CVT, как работает агрегат данного типа, в чем его сильные и слабые стороны по сравнению с аналогами, а также в каких случаях лучше сразу полностью отказаться от выбора CVT трансмиссии.

Устройство и принцип работы коробки передач CVT

Итак, аббревиатура CVT (от англ. Continuously Variable Transmission, что дословно означает «постоянно изменяющаяся передача»), используется для обозначения вариаторной коробки передач, которая более известна среди автолюбителей как вариатор. Разобравшись с тем, что означает CVT коробка передач, можно перейти к особенностям конструкции и принципам работы вариатора.

Главной особенностью такой коробки является то, что вариатор представляет собой бесступенчатую трансмиссию. Чтобы было понятно, МКПП, роботы и АКПП имеют фиксированные передачи (скорости) с разным передаточным отношением, которых может быть 4, 5, 6 и т. д.

В свою очередь, вариатор CVT таких передач (ступеней) не имеет, благодаря чему данная трансмиссия бесступенчатая. Фактически, самый простой по конструкции вариатор имеет два вала со шкивами, которые соединены между собой ременной передачей. Ремень вариатора (цепь вариатора) состоит из клиновидных стальных звеньев, которые закреплены на прочной металлической основе в виде жгута.

Ведущий шкив присоединяется к коленчатому валу ДВС, в то время как ведомый посредством приводных валов соединяется с другими элементами трансмиссии для эффективной передачи крутящего момента на ведущие колеса автомобиля.

При этом в зависимости от оборотов двигателя и нагрузки диаметр шкивов (как ведущего, так и ведомого), постоянно, гибко и динамично меняется, что и позволяет «натянуть» или «ослабить» клиновидный ремень вариатора. Так изменяется передаточное отношение. Работает вся система под управлением электроники, также в устройстве вариатора активно используется гидравлика.

В результате вариаторная коробка передач позволяет добиться абсолютно незаметного для водителя изменения передаточного отношения, причем независимо от оборотов коленвала двигателя.

Так как переключений между ступенями (скоростями) не происходит, при езде на машине с такой КПП полностью отсутствуют рывки, толчки, задержки при переключениях и т.п.

Параллельно не происходит разрыва потока мощности, который присутствует на других КПП в момент переключений. Передаточное отношение при движении авто изменяется постоянно. Электроника учитывает скорость движения ТС, нагрузки на двигатель, обороты, угол открытия дроссельной заслонки, положение педали газа и т.д., позволяя силовому агрегату в связке с трансмиссией всегда работать в оптимальных режимах.

CVT трансмиссия: преимущества и недостатки

Как может показаться на первый взгляд, коробка передач вариатор выгодно отличается от аналогов. Сразу отметим, хотя имеется ряд очевидных плюсов, также нужно обращать внимание и на недостатки СVT. Давайте рассмотрим сильные и слабые стороны вариатора более подробно.

Прежде всего, к плюсам вариатора можно отнести комфорт, экономичность и высокие показатели КПД. Общий принцип работы и отсутствие фиксированных «ступеней» позволяют реализовать плавный и эффективный, а также достаточно быстрый разгон автомобиля.

На машине с вариатором не тратится время на переключения передач, поток мощности на колеса не разрывается, двигатель работает в диапазоне оптимальных оборотов и максимального крутящего момента. Также коробка CVT работает менее шумно, чем многие гидромеханические АКПП или «роботы», двигатель в штатном режиме не раскручивается до высоких оборотов.

Если же говорить о минусах вариатора, тогда можно выделить следующее:

Начальная стоимость CVT не намного ниже «классических» гидромеханических АКПП или DSG;
Такая коробка не рассчитана на высокие нагрузки, то есть вариатор не ставится в паре с мощными ДВС. Как правило, CVT ставится на машины с двигателями, мощность которых не превышает 200 л.с.;
На вариаторе нельзя ездить агрессивно (резкий разгон с места, интенсивное торможение, рваный стиль езды). Также следует избегать продолжительного движения на высоких оборотах;
Вариатор требует качественного и частого обслуживания (замена фильтров и масла в вариаторе должна выполняться каждые 30 тыс. км.). Использовать нужно только оригинальную дорогостоящую трансмиссионную жидкость. Еще рекомендуется каждые 80-100 тыс. км. менять ремень вариатора;
Общий срок службы вариатора меньше по сравнению с АКПП или РКПП. Как правило, вариатор имеет ресурс, ограниченный отметкой около 200 тыс. км.
Низкая ремонтопригодность, дорогостоящий ремонт, нехватка оригинальных запчастей и квалифицированных специалистов, а также сложности с настройкой системы управления вариатором.
Чувствительность к малейшим сбоям в работе ЭСУД автомобиля (выход одного из датчиков может привести к сбоям в работе всей вариаторной трансмиссии).

Еще следует отметить, что часто в случае поломки вариатора решить вопрос путем приобретения контрактного агрегата б/у не получается. Дело в том, что с учетом небольшого ресурса решение приобрести недорогой контрактный вариатор с пробегом означает, что такая коробка также будет изношена и возникают нарекания на работоспособность.

Рекомендуем также прочитать статью о том, какие виды CVT бывают.

Из этой статьи вы узнаете об устройстве коробки вариатор, а также о типах подобных КПП, их отличиях, преимуществах и недостатках. При этом стоимость новой КПП данного типа или коробки CVT с подтвержденным минимальным пробегом и большим остаточным ресурсом оказывается достаточно высокой. Также в списке минусов вариатора можно выделить тот факт, что многие автовладельцы, которые знают о недостатках коробки, избегают автомобилей с CVT на вторичном рынке, отдавая предпочтение АКПП.

Простыми словами, при продаже подержанный автомобиль с вариаторной коробкой передач заметно теряет в цене по причине относительно небольшого спроса. Если же планируется покупка такого авто, необходимо проводить комплексную диагностику, а также быть готовым к возможным сложностям и затратам через небольшой промежуток времени, если пробег подержанной машины превысил отметку в 150 тыс. км.

Еще одним минусом, который отмечают многие владельцы машин c коробкой CVT, можно считать отсутствие ощутимого переключения передач при разгоне, ровные обороты двигателя и характерный однотонный шум при разгоне.

С одной стороны, это нельзя считать недостатком, однако субъективное мнение многих водителей говорит об обратном. Более того, сами производители, прислушиваясь к отзывам потребителей, стараются учитывать этот момент, оснащая вариаторы «виртуальными» ступенями (аналог Типтроник), когда шкивы имеют фиксированные положения, тем самым имитируя переключения ступенчатой коробки.

Что в итоге

С учетом всех перечисленных выше преимуществ и недостатков CVT становится понятно, что выбор бесступенчатой трансмиссии должен быть осознанным и обоснованным решением.

Прежде всего, потенциальному владельцу нужно учитывать, какой авто приобретается (новый или б/у), на какой срок, какой стиль вождения практикуется, а также готов ли водитель тратиться на регулярное обслуживание такого «автомата».

Если речь идет о приобретении новой машины на вариаторе, которую планируется продать сразу после окончания гарантии, тогда особых проблем в гарантийный период возникать не должно. Главным минусом можно считать только заметную потерю от начальной стоимости при продаже. Рекомендуем также прочитать статью о том, как ездить на коробке вариатор правильно. Из этой статьи вы узнаете об особенностях эксплуатации КПП данного типа, а также что нужно учитывать при езде на машине с коробкой CVT.

В случае с подержанными авто или же из расчета на длительную эксплуатацию ситуация несколько меняется, так как относительно небольшой ресурс и низкая ремонтопригодность в сочетании с дороговизной ремонта может оказаться очень серьезным недостатком.

В любом случае, если рассматривать вариаторную трансмиссию, данную коробку все же можно рекомендовать к приобретению, так как ни один другой тип автоматических КПП (даже современные преселективные DSG) не способен обеспечить такую ровную тягу и комфорт при езде, как вариатор CVT. Агрегат хорошо подойдет спокойным водителям для размеренной езды как в черте города, так и по трассе.

Что такое вариатор или бесступенчатая коробка передач?

В стремительно развивающейся автомобильной индустрии все чаще стали выпускаться автомобили с бесступенчатыми коробка передачи. Автомобили, оборудованные вариаторами, ценятся за свою надежность и комфорт во время езды. При этом обслуживание таких автомобилей требует от владельца серьезного подхода. Вариаторы созданы исключительно для плавного обращения, поэтому на мощные силовые агрегаты не ставится. В этом материале будут рассмотрены отличия вариатора от АКПП, что значит ручной и автоматический режим устройства и стоит ли покупать автомобиль с подобным видом трансмиссии.

Чем вариатор отличается от автоматики?

по незнанию многие люди ошибочно полагают, что вариатор это и есть автоматическая коробка передач. Но спешим заверишь, вариатор это совсем иное устройство, которое не имеет ничего общего с АКПП. В конструкции АКПП предусмотрены гидравлический и планетарный узлы. Первый служит для замены сцепления и выполнения переключения передач. Второй же для закрепления в блоке всех шестеренок. В вариаторе работа происходит без смены ступеней. При этом передаточное число в нем отдается двумя шкивами. Кроме того, АКПП по сравнению с бесступенчатой трансмиссией имеет более низкий КПД. Происходит так потому, что в АКПП теряется большая часть энергии еще в гидромуфте. По этой причине это отражается на увеличении расхода топлива и низких динамических характеристиках автомобиля в целом. Некоторые отличия присутствуют и в обслуживании этих двух типов трансмиссии. Вариатор требует регулярной замены масла. К нему в вариаторе выдвигаются повышенные требования и цена такого расходного материала гораздо выше соответственно, чем у АКПП.

Стоит ли покупать авто с вариатором?

Понятное дело, что когда дело доходит до покупки автомобиля у потенциального автовладельца в голове возникает определенная дилемма. Каждый начинает прокручивать в голове, что же действительно лучше: АКПП или вариатор? Точный ответ на это не сможет дать никто. Здесь все больше зависит от того, какие для покупателя характеристики и моменты могут считаться более существенными. При этом у вариатора все-таки есть некоторые преимущества. В первую очередь это плавность разгона без рывков. Причем скорость автомобиль с вариатором набирает за минимальное количество времени и все это благодаря отсутствию тех самых ступеней. Автомобили с вариаторами плавно передвигаются без неприятных скатываний с горок. В городских условиях авто с вариатором не глохнет, легко управляется и работает бесшумно. Ну и самое важное транспортные средства с бесступенчатыми коробками имеют пониженный расход топлива и выбрасывают минимальное количество вредных веществ в атмосферу.

Подробнее о вариаторе будет рассказано в этом интересном видеоматериале:

Опубликовано: 23 марта 2019

Вариатор (CVT) — бесступенчатая вариаторная коробка передач

Вариатор (CVT) — бесступенчатая коробка передач, которая в определенном диапазоне позволяет добиться максимально плавного изменения передаточного числа. Главным отличием вариаторной коробки передач от аналогов является достаточно эффективное использование мощности ДВС.

Коробка CVT (от англ. Continuously Variable Transmission, «все время изменяющаяся трансмиссия») позволяет наилучшим образом изменять крутящий момент от ДВС, передаваемый на колеса, с учетом нагрузок на двигатель, скорости движения ТС и т.д. В результате вариатор позволяет добиться высокой топливной экономичности.

Отличительные особенности, устройство и принцип работы вариатора

Начнем с того, что существует несколько типов вариаторных КПП, однако на автомобилях используется клиноременный и тороидный вариатор, при этом клиноременной вариатор встречается намного чаще.

Устройство современной коробки-вариатора включает в себя такие элементы:

Специальный механизм, который отвечает за передачу крутящего момента от двигателя на вариатор, а также разъединяет коробку и ДВС при постановке на нейтральную передачу;
Сама коробка-вариатор (другое название «вариаторная передача»), а также отдельный механизм, который позволяет автомобилю двигаться назад;
Электронная система управления коробкой с входными и выходными датчиками;

Чтобы передать момент от двигателя, могут быть использованы: гидротрансформатор, центробежное автоматическое сцепление, электромагнитное сцепление, которое управляется электроникой, а также многодисковое сцепление. Чаще всего для этих целей используется гидротрансформатор (ГДТ), что позволяет добиться плавности и тем самым увеличить ресурс вариаторной коробки передач.

Что касается самой КПП, клиноременной вариатор включает в себя одну или две ременные передачи. Такая передача фактически является двумя шкивами, которые соединяются при помощи клиновидного ремня. Шкив образует пара конических дисков, причем диски могут сдвигаться и раздвигаться. Так удается менять диаметр самого шкива.

Чтобы сдвинуть конусы, задействовано гидравлическое давление, усилие пружины и центробежная сила. Конические диски расположены под углом наклона 20°. Это позволяет ремню перемещаться по поверхности шкива, при этом сопротивление минимально.

На начальном этапе такие вариаторы оснащались ремнем из резины, однако ресурс самого ремня оказывался небольшим. Сегодня вместо резины устанавливается металлический ремень вариатора. Такой ремень прочный и гибкий, при работе КПП создается меньше шума, а также решение служит заметно дольше, чем резиновый аналог.

Вращение передается посредством силы трения между шкивами вариатора и боковой поверхностью ремня. Также в некоторых вариаторах может использоваться стальная цепь. В этом случае речь идет о клиноцепном вариаторе.

Данный тип отличается от клиноременного вариатора тем, что крутящий момент передается торцевой поверхностью цепи во время ее точечного контакта с коническими дисками. При этом сами конические диски выполнены из прочной стали, а клиноцепной вариатор имеет наилучший КПД.

Еще отметим, что вариатор не способен обеспечить возможность движения назад. Для того, что автомобиль с такой КПП имел задний ход, в коробку интегрируют различные механизмы. Чаще всего это планетарный редуктор, который активно используется в АКПП.

Что касается управления вариатором, система электронная, производит синхронное изменение диаметра шкивов с учетом режимов работы двигателя автомобиля. Также осуществляется управление сцеплением и планетарным редуктором.

Водитель управляет КПП при помощи селектора, а сами режимы напоминают режимы работы гидромеханической АКПП. Более того, в вариаторной коробке можно выбирать фиксированные передаточные отношения, что позволяет реализовать функцию ручного переключения передач, подобно Tiptronic на АКПП.

Еще добавим, что тороидный вариатор отличается от описанных выше ременных и цепных аналогов тем, что имеет два соосных вала. Такие валы имеют сферическую или тороидную поверхность. Между валами зажимаются ролики.

Чтобы изменить передаточное число в таком вариаторе, необходимо менять положение роликов. При этом крутящий момент передается посредством сил трения между рабочими поверхностями.

Как работает вариатор в автомобиле

Если говорить о принципе работы вариаторной коробки, диаметр шкива вариатора постоянно изменяется. Изменение реализует сервопривод. Когда автомобиль только трогается с места, ведущий шкив вариатора имеет самый малый диаметр, то есть конические диски полностью разведены.

Ведомый диск в этот момент имеет самый большой диаметр, когда конические диски максимально сжаты. Когда обороты двигателя начинают расти, диаметр ведущего шкива становится больше, а ведомого уменьшается, что позволяет уменьшить передаточное число.

Как видно, вариатор путем уменьшения и увеличения диаметров шкивов позволяет двигателю работать в оптимальном режиме, чтобы получить максимум мощности и добиться лучшей динамики.

Плюсы и минусы вариатора

Прежде всего, такая трансмиссия является бесступенчатой. Это значит, что во время езды отсутствует необходимость переключаться на так называемы «ступени», при этом происходит постоянное преобразование крутящего момента, нет задержек между переключениями со ступени (передачи) на ступень.

В результате достигается максимальный комфорт при езде на машине с вариатором. Однако данное решение не лишено недостатков. Прежде всего, установка такой трансмиссии предполагает определенные ограничения по мощности и крутящему моменту, то есть вариатор не ставят на автомобили с мощным двигателем. Еще одним минусом является сложность устройства самой вариаторной коробки передач, низкая ремонтопригодность и дороговизна самого ремонта вариатора.

Что выбрать: робот или вариатор

Вариатор и робот – две новые и достаточно перспективные разработки в области автоматических коробок передач. Одна – разновидность автомата, другая – механики. Что лучше вариатор или робот? Проведем сравнительную характеристику обеих трансмиссий, определим их преимущества и недостатки и сделаем правильный выбор.

Все об устройстве вариатора

Вариатор – разновидность автоматической коробки передач. Он предназначен для плавной передачи крутящего момента от двигателя к колесам и бесступенчатого изменения передаточного отношения в фиксированном диапазоне.

Цепной вариатор CVT

Зачастую в технической документации к автомобилю можно встретить в качестве обозначения коробки передач аббревиатуру CVT. Это и есть вариатор, в переводе с английского – «постоянно изменяющая передаточное отношение трансмиссия» (Continuously Variable Transmission).

Главная задача вариатора – обеспечить плавное изменение крутящего момента от двигателя, что делает разгон автомобиля плавным, без рывков и провалов. Мощность машины используется по максимуму, а топливо расходуется по минимуму.

Управление вариатором практически не отличается от управления автоматической коробкой передач, за исключением бесступенчатого изменения крутящего момента.

Кратко о видах CVT

Клиноременный вариатор. Он получил наибольшее распространение. Этот вариатор состоит из ремня, натянутого между двумя раздвижными шкивами. Принцип работы клиннорменного вариатора заключается в плавном изменении передаточного отношения за счет синхронного изменения радиусов контакта шкивов и клиновидного ремня.
Цепной вариатор. Менее распространен. Здесь роль ремня выполняет цепь, передающая тянущее, а не толкающее усилие.
Тороидный вариатор. Достоин внимания и тороидный вариант трансмиссии, состоящий из дисков и роликов. Передача крутящего момента здесь осуществляется за счет силы трения роликов между дисками, а передаточное число меняется посредством перемещения роликов относительно вертикальной оси.

Тороидный вариатор

Детали вариаторной КПП дорогостоящие и труднодоступные, да и сама коробка обойдется недешево, а с ее ремонтом могут возникнуть проблемы. Наиболее дорогим вариантом будет тороидная коробка, для изготовления которой требуется высокопрочная сталь и высокая точность механической обработки поверхностей.

Преимущества и недостатки вариаторной коробки передач

В тексте уже были упомянуты как положительные, так и отрицательные стороны вариатора. Для наглядности представим их в таблице.

ПреимуществаНедостатки

1. Плавное движение автомобиля, бесступенчатое ускорение	1. Высокая стоимость коробки и ее ремонта, дорогие расходные материалы и масло
2. Экономия топлива за счет использования всего потенциала работы двигателя	2. Непригодность к высоким нагрузкам и тяжелым дорожным условиям
3. Простота и меньшая масса коробки в сравнении с классической АКПП	3. «Эффект задумчивости» при переключении передач (хотя, в сравнении с роботом, вариатор «тормозит» меньше)
4. Возможность движения на максимальном крутящем моменте двигателя	4. Ограничения по установке на автомобили с двигателями большой мощности

Чтобы устройство не подвело водителя в процессе эксплуатации, необходимо соблюдать следующие условия:

следить за уровнем масла в трансмиссии и вовремя менять его;
не нагружать коробку в период зимних холодов в начале движения, при буксировке авто и во время движения по бездорожью;
периодически проверять на разрывы разъемы агрегата и проводку;
следить за работой датчиков: отсутствие сигнала любого из них может привести к некорректной работе коробки.

Читайте также: Устройство и принцип работы механической коробки передач

Вариаторная КПП – это новая и пока не доведённая до оптимального состояния, имеющая множество недостатков система трансмиссии. Несмотря на это, разработчики и конструкторы пророчат ей большое будущее. CVT является наиболее простым видом трансмиссии как по техническому устройству, так и по принципу работы.

Несмотря на кажущиеся преимущества, обеспечивающие экономию топлива и комфорт при движении, вариаторная КПП сегодня применяется достаточно редко и, в основном, в легковых машинах или мотоциклах. Посмотрим, как обстоит дело с роботом.

Роботизированная коробка передач

Роботизированная коробка передач (робот) – механическая трансмиссия, в которой функции переключения передач и управления сцеплением автоматизированы. Эту роль здесь выполняют два привода, один из которых отвечает за управление механизмом переключения передач, второй – за включение и выключение сцепления.

Робот призван объединить в себе достоинства механической КПП и автомата. Он сочетает в себе комфорт в управлении (от автомата), а также надежность и экономию топлива (от механики).

Устройство и принцип работы робота

Основными элементами, входящими в состав роботизированной КПП, являются:

механическая коробка передач;
сцепление и привод сцепления;
привод переключения передач;
блок управления.

Принцип действия робота практически не отличается от функционирования обычной механики. Разница заключается в системе управления. Этим в роботе занимаются гидравлические и электрические приводы. Гидравлические элементы обеспечивают быстрое переключение, но требуют затрат дополнительных ресурсов. В электрических же приводах, наоборот, затраты минимальны, но при этом возможны задержки в их работе.

Устройство роботизированной КПП

Роботизированная трансмиссия может функционировать в двух режимах: автоматическом и полуавтоматическом. В автоматическом режиме электронное управление создает определенную последовательность управления коробкой. За основу процесса берутся сигналы входных датчиков. В полуавтоматическом (ручном) режиме передачи переключаются последовательно с помощью рычага переключения. В некоторых источниках роботизированную трансмиссию называют «секвентальной коробкой передач» (от лат. sequensum – последовательность).

Преимущества и недостатки робота

В роботизированной коробке передач собраны все плюсы автомата и механики. Однако при этом нельзя сказать, что она лишена недостатков. К таким недостаткам относятся:

Трудности с адаптацией водителя к КПП и непредсказуемость поведения робота в сложных дорожных условиях.
Некомфортное движение по городу (резкие старты, толчки и рывки при переключении передач держат водителя в постоянном напряжении).
Возможен и перегрев сцепления (во избежание перегрева сцепления необходимо при остановках включать режим «нейтралка», что, само по себе, также утомляет).
«Эффект задумчивости» при переключении передач (кстати, такой же минус у вариатора). Это не только раздражает водителя, но и создает опасную ситуацию при обгоне.
Невозможность буксировки, что также присуще и вариатору.
Возможность скатывания автомобиля назад на крутом подъеме (при вариаторе это невозможно).

Читайте также: Что выбрать: вариатор или механику

Из вышеперечисленного делаем вывод, что роботизированной КПП еще далеко до комфорта автомата. Переходим к положительным моментам роботизированной трансмиссии:

Невысокая стоимость в сравнении с тем же автоматом или вариатором.
Экономичный расход топлива (здесь механика даже уступает, а вот вариатор в этом плане лучше: плавное и бесступенчатое переключение позволяет сэкономить больше топлива).
Жесткая связь двигателя с ведущими колесами, за счет чего можно «газом» выводить машину из заноса или осуществлять торможение двигателем.

Робот с двумя сцеплениями

В связи с многочисленными минусами, присущими роботизированной КПП, разработчики решили пойти дальше и все-таки реализовать идею создания коробки передач, которая бы объединила в себе все плюсы автомата и механики.

Робот с двумя сцеплениями DSG

Так появился робот с двойным сцеплением, разработанный концерном Volkswagen. Он получил название DSG (Direct Shift Gearbox), что в переводе с английского означает «коробка передач с синхронизированным переключением». Преселективная трансмиссия – это еще одно название второго поколения роботов.

Коробка оснащена двумя дисками сцепления: один включает четные передачи, другой – нечетные. Обе передачи постоянно включены. Во время движения автомобиля один диск сцепления находится в постоянной готовности, а другой – в сомкнутом состоянии. Первый включит свою передачу сразу же, как только второй разомкнется. В результате переключение передач происходит практически мгновенно, а плавность работы сравнима с вариатором.

Коробка с двумя сцеплениями обладает следующими характеристиками:

она экономичнее автомата;
более комфортна, чем простая роботизированная коробка;
передает больший крутящий момент,нежели вариатор;
обеспечивает такую же жесткую связь колес с двигателем, как и механика.

С другой стороны, стоимость этой коробки будет выше стоимости механики, а расход выше, чем у робота. С точки зрения комфорта, вариатор и автомат все равно выигрывают.

Делаем выводы

В чем же отличия вариатора от робота, и какая из этих коробок передач все же лучше? Вариатор является разновидностью автоматической коробки передач, а робот – все же ближе к механике. Именно исходя из этого стоит делать выбор в пользу той или иной коробки передач.

Предпочтения в выборе коробки передач обычно исходят от самого водителя и основаны на его требованиях к автомобилю, а также на его манере управления. Вам важны комфортные условия движения? Тогда выбирайте вариатор. В приоритете надежность и возможность езды в тяжелых дорожных условиях? Ваш выбор – определенно робот.

Выбирая автомобиль, водитель должен лично «опробовать» оба варианта коробок. Следует помнить, что как робот, так и вариатор имеют свои преимущества и недостатки. Определиться с выбором поможет и цель, для которой планируется использовать автомобиль. В городском спокойном ритме вариатор будет предпочтительней робота, который просто не «выживет» в бесконечных пробках. За городом, в тяжелых дорожных условиях, при езде на высоких скоростях или при спортивной езде предпочтительнее будет робот.

(14 оценок, среднее: 3,43 из 5) Загрузка...

Что означает коробка передач вариатор

Вариатор КПП: что это такое и как работает

Если говорить об устройстве вариатора, такая коробка является бесступенчатой. Простыми словами, привычных ступеней (передач, скоростей) агрегат не имеет. Как уже говорилось выше, в основе лежит пара шкивов (ведущий и ведомый).

Коробка вариатор: недостатки

Игнорирование данных правил приводит к серьезным неисправностям:

загрязнение/повреждение каналов гидроблока;
проблемы с маслонасосом вариатора и падение давления масла;
повреждения шкивов и валов вариатора, пробуксовка ремня/цепи;
усиленный износ всех трущихся и нагруженных поверхностей, задиры на валах;
износ в ряде случаев приводит к обрыву цепи/ремня вариатора, при этом обломки разрушают агрегат;

Что касается общего ресурса вариатора, срок службы агрегата данного типа сильно зависит не только от обслуживания, но и от того, как владелец эксплуатирует автомобиль. Важно понимать, что вариатор не рассчитан на работу с мощными двигателями, а также не предполагает езду в режимах не только постоянных пиковых, но и даже средних нагрузок.Рекомендуем также прочитать статью о том, какая коробка лучше, вариатор или автомат. Из этой статьи вы узнаете об отличиях вариатора от АКПП, а также на что обратить внимание при выборе типа трансмиссии с учетом определенных особенностей.

Нужна ли вам автомобильная коробка передач с вариатором?

Какие достоинства вариатор имеет перед обычной автомобильной коробкой передач?

От своего следующего автомобиля вы ожидаете плавность хода и улучшенную экономию топлива? Тогда вы можете обратить свое внимание на автомобиль с бесступенчатой (вариаторной) коробкой передач (или CVT, с англ. continuously variable transmission).

Благодаря некоторым техническим хитростям, вы больше никогда не вспомните о толчках при переключении передач. Вариаторная коробка передач обеспечивает гладкое ускорение. В этом материале мы поможем определиться наужен ли вам автомобиль оснащенный бесступенчатой трансмиссией.

КАК РАБОТАТЕТ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ C CVT?

Представьте себе CVT как систему передач на велосипеде. Она состоит из системы шкивов, с конусами на каждом шкиве, которые соединены поясом цепи. Эти конусы сближаются или отдаляются друг от друга, чтобы увеличить или уменьшить диаметр работы пояса. Передаточное число здесь играет большую роль, и выбирается автоматически в зависимости от таких факторов, как позиция педали газа, скорости автомобиля и скорости двигателя. Все это значит, что вариаторная (бесступенчатая) коробка передач абсолютно не переключается, как это делает традиционная коробка переключения передач. Передаточные числа в ней постоянно меняются, чтобы найти идеальное сочетание для скорости и экономичного расхода топлива. Некоторые CVT оснащены кнопкой для переключения между предварительно установленными передаточными числами, которая помогает сымитировать традиционную автоматическую коробку переключения передач. Когда вы впервые окажетесь за рулем автомобиля на котором установлена коробкой передач с вариатором, вы сразу же это почувствуете.

Первое ощущение от CVT бывает немного странным. Количество оборотов двигателя в минуту может очень сильно колебаться во время вождения, особенно при ускорении. А при жестком ускорении, они будут просто сидеть без изменений на уровне высоких оборотов, в то время как автомобиль потянет вперед. По сравнению с автоматической и механической коробками переключения передач, CVT работает в значительной мере более гладко. Она чувствуется как одна длинная передача, в действительности являясь почти бесконечным набором передач, которые находятся в зацеплении друг с другом.

Сегодня, рядовой автолюбитель может запросто купить автомобиль с вариаторной коробкой вместо традиционной автоматики, так как множество современных моделей оснащаются такой бесступенчатой трансмиссией из-за ее эффективности. В частности автомобиль Nissan Altima 2013 года использует бесступенчатую коробку и оценивается как самый экономичный среднеразмерный седан на рынке с расходом топлива в 6 литров на 100 км по трассе. Кроме того, практически во всех гибридах используется CVT, в том числе и в Toyota Prius, что помогает максимально эффективному расходу топлива.

Хотя некоторыми людьми и отмечается недостаток чувствительности (как правило, такую оценку CVT получает от автомобильных энтузиастов), все же коробка передач в вариатором имеет одно ключевое преимущество над автоматическим и механическим аналогами. При движении в гору, где традиционная автоматика справляется с неким усилием, CVT может легко обеспечить мощность не переключая передачи вовсе. Мы высоко оценили вариаторную КПП в модели автомобиля Scion iQ, который без особых усилий взбирался на холмы, при недавно проводимых нами тестах, несмотря на его крошечный 1,3-литровый двигатель и только 94 лошадиные силы мощности. Компания Nissan продает автомобили с CVT уже достаточно долгое время, и внедрение нового типа коробки передач на рынок имеет значительный успех.

По словам Стива Ейгера, представителя компании Nissan North America, «с вступлением в силу новых законов, требующих лучшей топливной экономичности и низкого уровня выбросов, коробка передач с вариатором предоставляет Nissan прекрасную альтернативу традиционной автоматики, и является более эффективной на обоих фронтах». Не забудьте, если вы уже имеете автомобиль с бесступенчатой трансмиссией и ищите, где купить вариаторную коробку передач, мы поможем вам, стоит лишь посетить раздел «Поиск автозапчастей» и заполнить открывшуюся форму.

НЕДОСТАТКИ CVT?

Тем не менее, вариаторная коробка передач переживает не лучшие времена на автомобильном рынке. Оказывается, что многим водителям не нравится громкий и странный шум дико ревущего двигателя автомобиля. Многие водители сравнивают этот звук, и ощущение, со звуком, который издает предохранительная фрикционная муфта в момент пробуксовывания при превышении предельного крутящего момента. Кроме того, вариаторные коробки передач редко сопряжены с мощным двигателем или с двигателями с высоким крутящим моментом.

И, в конце концов, не все CVT хорошо оснащены для того, чтобы справится с буксированием. Кроме того, надежность современных вариаторных коробок еще следует проверить. Nissan Murano, который вы можете видеть на фотографии слева, был первым автомобилем, который предлагался только с CVT, и у него были некоторые довольно серьезные проблемы в трансмиссии. Некоторые из них были настолько глобальны, что коробку передач пришлось полностью заменить. Купить авто с вариаторной коробкой после такого провала пропадало желание у многих.

Однако с тех пор, после ряда исследований и усовершенствования трансмиссии своих автомобилей, компания Nissan распространила гарантию на свою коробку передач с вариатором на 10 лет или на 190 000 км. Эта гарантии должна помочь смягчить любые опасения покупателя, которые могут быть связаны с вопросом купить или не купить автомобиль с вариаторной коробкой передач. Если же вам нравится доводить обороты двигателя вашего «железного коня» до красной черты, и чувствовать тяговое усилие, всякий раз, когда вы переключаете передачу, то в таком случае CVT, возможно, не для вас. Если же наоборот, то CVT является прекрасным выбором в мире экономичных автомобилей. Эта коробка экономна с топливом и предоставляет плавную езду. Сожалеем по поводу шума, но вы сможете к нему привыкнуть.

ОПРЕДЕЛИТЕСЬ, ЧЕГО ВЫ ХОТИТЕ?

Итак, подведем итоги. Бесступенчатая коробка передач имеет ряд преимуществ: она довольно экономичная, предоставляет сравнительно плавный ход и достаточно универсальна для повседневного вождения. Но также CVT имеет несколько недостатков. Она предоставляет далеко не такую увлекательную езду, как механическая коробка переключения передач, или коробка с двойным сцеплением. Некоторые считают коробку с вариатором довольно шумной. Имейте все эти моменты в виду при выборе вашего следующего автомобиля. В первую очередь определитесь для себя чего именно вы хотите, и какую роль в вашей жизни играет коробка переключения передач.

Если на протяжении всей статьи вы не поняли намека на то, что дешево и сердито купить коробку передач с вариатором для своего автомобиля, вы можете только у нас, то заявляем вам об этом прямо и приглашаем оставить запрос на страницах нашего сайта.

Для того, чтобы наглядно показать работу бесступенчатой коробки передач, мы продемонстрируем вам этот ролик, в котором 2-х литровый Mitsubishi Lancer с коробкой CVT плавно набирает скорость. Следите за стрелкой спидометра и тахометра.

Что надежнее автомат или вариатор?

Дата: 20.12.2014

Понятие «вариатор» появилось в середине прошлого века, и на данный момент этот тип трансмиссии уже занял заслуженное место у производителей скутеров, байков и снегоходов. Современная автоиндустрия начала осваивать данную коробку передач не так давно, но ведущие компании уже выпустили модели, укомплектованные коробкой этого типа. В среде автолюбителей возникают сопутствующие вопросы: что лучше выбрать, автомат или вариатор; какая коробка надежнее; в чем состоит их отличие; какие преимущества и недостатки у данных коробок? Для того чтобы разобраться в этих вопросах следует выяснить, что представляют собой эти типы трансмиссий.

Вариатор (бесступенчатая коробка передач) — это устройство, которое передает крутящий момент от двигателя к колесам автомобиля. Благодаря тому, что работа вариаторам не требует переключения передач, он способен очень плавно менять скорости вращения дисков.

Автомат — тип трансмиссии, состоящий из 2 основных компонентов: гидротрансформатора, обеспечивающего функцию сцепления, а также переключение передач и редуктора.

Основные отличия вариаторов от автоматов

Транспортные средства, укомплектованные как вариатором, так и автоматом, имеют по 2 педали, что значительно упрощает процесс вождения и позволяет водителю не отвлекаться. Управление бесступенчатой коробкой происходит с помощью компьютера, именно он после анализа условий движения, выбирает наиболее приемлемое передаточное отношение. Благодаря этому работа двигателя происходит в щадящем режиме, плавно и без рывков. Также благодаря оптимизации работы двигателя, при наличии вариатора отсутствует звук, характерный для набора скорости.

Обе коробки требуют больших затрат при ремонте. Причем при поломке вариатора необходимо обращаться только к официальным дилерам, в связи с малоизученностью трансмиссии этого типа. Ремонт автомата, провести легче, но он потребует больших финансовых вложений.

Обе коробки требуют регулярной замены масла. Трансмиссионная смазка для вариатора отличается высокой ценой, но ее требуется меньше, а саму замену нужно проводить реже. Масло в автомате можно менять самостоятельно, в продаже есть огромный ассортимент смазочных материалов для АКПП, но заниматься заменой нужно чаще и требуемый объем масла гораздо больше.

Автомобили с вариатором и автоматом требуют специального режима при буксировке и имеют ряд ограничений для этого.

Сравнение бесступенчатых коробок и автоматов

Автомобили, оснащенные вариатором, имеют ряд преимуществ и недостатков по сравнению с автоматами.

Основные достоинства бесступенчатых КПП:

Разгон у них более стремительный, без рывков, что объясняется отсутствием необходимости переключения передач; набор скорости происходит без «провалов», в отличие от автоматов.
Автомобили, укомплектованные трансмиссией этого типа, прощают водителям некоторые ошибки при вождении. Например, на светофоре машина не заглохнет, не покатится назад при движении в гору, а процесс движения с места всегда будет плавным и комфортным, независимо от навыков и опыта водителя.
Благодаря выбору оптимального режима работы двигателя, автомобили с вариатором более экономичны.
Нагрузки на двигатель и другие элементы привода оптимизированы, по сравнению с автомобилями, укомплектованными автоматом, они в меньшей мере подвержены износу и требуют более редкого ремонта.
Уровень шумов, которые издают автомобили с бесступенчатой КПП, примерно вдвое ниже, чем у оборудованных автоматом.
Также уровень выброса вредных веществ в отработанных газах у транспортных средств с такой коробкой намного меньше.

Кроме преимуществ, автомобили с вариаторами имеют и ряд недостатков:

Бесступенчатая коробка в основном не устанавливается на автомобили с мощным двигателем.
После отключения на длительное время аккумуляторной батареи, включается режим принудительной калибровки работы КПП, который длится на протяжении первых 100 километров пробега.
Ремонт вариаторов обойдется значительно дороже, к тому же специалистов, способных его произвести, найти тяжело.
У автомобилей с этой КПП имеются ограничения при буксировке прицепа или другого транспортного средства.
Для правильной работы вариаторов учитываются показатели огромного количества датчиков: скорости, положения коленчатого вала, контроля АБС, давления и многих других; при их выходе из строя трансмиссия будет работать некорректно.

Надежность вариаторов, используемых в автомобилях Тойота Королла

Короллы, оснащенные вариатором, появились еще в 2006 году. Надежность коробок этого типа у моделей до 11 поколения не является высокой и вызывала нарекания владельцев. Это было обусловлено такими причинами:

Вариаторы работали в основном за счет трения, что вызывало интенсивный износ ремня и рабочих поверхностей самой коробки.
Корректная работа этой КПП зависит от показаний большого количества электронных приборов; выход из строя одного из них способен вызвать сбой работы вариатора.

Исходя из этого, можно заключить, что у автомобилей Тойота Королла, выпущенных до 2013 года, коробка автомат надежнее, чем бесступенчатая КПП.

У Королл 11 поколения после долгой и кропотливой работы указанные недостатки вариаторов удалось устранить, поэтому новые модели с автоматом не выпускаются. Новая бесступенчатая коробка передач CVT Mulridrive S позволяет чувствовать себя надежно и уверенно за рулем автомобиля, а также существенно экономить на расходе топлива.

Правила использования бесступенчатых коробок автомобилей Тойота Королла

Для большей надежности работы вариатора следует соблюдать основные правила их эксплуатации:

При использовании в зимний период не стоит давать на вариатор сильных нагрузок, особенно, если он не успел прогреться. Оптимальный температурный режим значительно продлит срок его эксплуатации.
Состоянию и уровню жидкости в коробке этого типа нужно уделять особое внимание, вовремя ее менять и доливать.
Так как этот тип трансмиссии не приспособлен для участия в гонках, не стоит ее перегружать.
Своевременно производите осмотр датчиков, проверяя их целостность и работоспособность.
При обнаружении каких-либо неполадок в вариаторе не пытайтесь устранить их самостоятельно, лучше обратитесь на специализированную СТО.

Другие статьи

Вариатор: в чём он выигрывает у механики и автомата? | Автомобильные запчасти, автозапчасти в Красноярске

Обычно механическая коробка передач на современном автомобиле имеет 4-5 скоростей. Коробка-автомат – от 5 до 8. Вариатор имеет бесконечно много скоростей. В чем же отличие вариатора от других разновидностей трансмиссии, какие он имеет преимущества – об этом данная статья.

Что такое вариатор

Вариатор – это разновидность бесступенчатой автоматической трансмиссии, которая отличается принципиально простой системой действия и технологией производства. Изменение крутящего момента двигателя и частоты оборотов в вариаторе происходит плавно. Наиболее популярны вариаторы в относительно немощных (до 200 лошадиных сил) автомобилях и других транспортных средствах.

Вариаторы относительно давно используются в скутерах, водных мотоциклах, мопедах, снегоходах, вездеходах и других транспортных средствах. Первые автомобили с вариаторами появились еще в середине 20-го века, однако широкое применение они получили только в настоящее время.

Отличие вариатора от других трансмиссий

При разгоне автомобиль, оснащенный системой вариатора, начинает двигаться ровно, постепенно набирая обороты, при постепенно нарастающем шуме. При этом экономится время на переключении передач, что дает преимущество перед другими автомобилями. Если два автомобиля с одинаковыми двигателями будут соревноваться в скорости, то быстрее будет автомобиль с трансмиссией вариатор.

Автомобиль с вариатором, как и с коробкой автомат, имеет две педали. Он не откатывается при подъеме, плавно трогается при любой ситуации, не глохнет на светофорах, на трансмиссию исключена дополнительная нагрузка. Использование вариатора удобно как на трассе, так и в городе.

В отличие от механической или автоматической коробки передач, двигатель, работающий на вариаторе, не ускоряется резко, а равномерно «жужжит» при любом режиме работы, так как работа двигателя оптимизирована компьютером, в связи с чем он всегда работает на номинальной мощности.

Помимо автоматического переключения скоростей, можно использовать «типтроник», который представляет собой эмулятор переключения передач

Также вариатор имеет функцию для быстрого разгона, которую можно сравнить с функцией «KickDown» на коробке «автомат».

Таким образом, вариатор имеет следующие преимущества по сравнению с другими типами трансмиссий:

нагрузка на двигатель и привод хорошо оптимизирована;
скорость набирается быстрее за счет экономии времени на переключение передач;
экономия топлива;
низкий уровень шума и вредных веществ;
двигатель медленней изнашивается.

Стоит отметить, что вариатором, как правило, не комплектуются машины с мощным двигателем, однако в настоящее время уже есть серийные варианты таких автомобилей.

Специалисты отмечают, что будущее в автомобилестроении невозможно без вариатора. Возможно, со временем он вытеснит не только классическую «механику», но и «автомат». Однако вариатор требует более бережной эксплуатации, но если соблюдать простые правила, то он прослужит долгое время без ремонта. Если у вас автомобиль с вариатором, вам следует тщательно следить за уровнем жидкости в трансмиссии, не перегружать систему при начале движения, следить за состоянием датчиком и электроники. Не следует ремонтировать вариатор самостоятельно, лучше доверить это специалистам.

автомобильные запчасти

Положения вариаторная коробка передач - Вариаторная коробка передач

Вариаторная коробка передач (вариатор) делает езду комфортнее | Все про авто

Вариатором называют бесступенчатую коробку передач. В быту она носит название вариаторная коробка передач. Ее действие основано на плавном изменении значения передаточного числа. У вариатора есть свои плюсы по сравнению с другими видами коробок передач. Это эффективность использования мощности двигателя (достигается путем соотношения нагрузки и оборотов коленчатого вала), в связи с этим удается экономно расходовать топливо.

В авто, оснащенном вариатором, легко почувствовать комфорт и удобство при езде, так как это возможно благодаря непрерывному крутящему моменту и отсутствию рывков.

В основном, такие коробки применяются в легковых автомобилях из-за ограниченной величины мощности, но, тем не менее, область их использования постоянно расширяется. Стоит отметить сложность исполнения вариатора, как с технологической, так и с технической точки зрения.

Устройство вариатора

В общем, вариаторная коробка передач серьезно отличается от механической коробки передач, что стоит на автомобилях ВАЗ, и имеет следующую конструкцию. Она состоит из:

специального механизма, обеспечивающего передачу крутящего момента, а также разъединение при нейтральном положении вариаторной коробки передач от двигателя;
самого вариатора;
устройства, реализующего работу заднего хода авто;
системы управления.

Первый механизм, позволяющий передавать крутящий момент, может быть выполнен в таких вариантах: сцепление автоматическое, центробежное, гидротрансформатор и многодисковое сцепление с электронным управлением. Наиболее популярно сцепление гидротрансформатора и двигателя. В этом варианте наблюдается наиболее плавная передача и меньший износ коробки передач.

Вариатор может быть клиноременным, цепным, тороидальным и т. д.

Клиноременный и клиноцепной вариатор

Данный вид вариатора наиболее востребован у автопроизводителей. Он состоит из ременной передачи (иногда из 2 передач). Такая передача представлена ремнем и шкивами. Первые ремни были недолговечными и быстро изнашивались. Их изгиб был небольшим, поэтому они не могли дать широкий диапазон значений.

Рекомендуемая статья: Вопросы при покупке нового недорогого автомобиля?

Клиноременный вариатор еще называют вариатор CVT. Когда двигатель набирает обороты, в действие приходит гидротрансформатор. С его помощью крутящий момент передается на первичный вал. Гидроцилиндр воздействует на ведущий шкив, сходятся «щеки» и увеличивается трение с ремнем.

Затем усилие от трения передается на ведомый шкив, соединенный с вторичным валом. Так реализуется низкая передача. Далее при увеличении оборотов происходит изменение диаметров и передаточное число изменяется.

Такой вариатор работает плавно, без резких рывков, так как электронная система сама выбирает необходимое количество оборотов двигателя и значение передаточного числа на шкивах.

В некоторых вариаторах вместо ремня используется цепь. Она представляет собой пластины с осями. Такое устройство вариатора дает еще большую гибкость. Такая коробка имеет минимальные потери крутящего момента, а также высокий КПД.

Особенности работы вариатора

Вариатор оснащен электронной системой. С ее помощью можно менять синхронно диаметры шкивов под каждый режим работы, управлять работой сцепления, управлять планетарным редуктором. Управлять вариаторной коробкой можно с помощью селекторного рычага. У него режимы управления схожи с режимами АКПП.

Рекомендуемая статья: Присадки для двигателя надо использовать осторожно

Когда обороты увеличиваются, изменяется значение диаметров: у ведущего шкива он увеличивается, а у ведомого шкива уменьшается. Таким образом, передаточное число становится меньше. Далее вариатор просто поддерживает необходимые обороты двигателя, что обеспечивает лучшую мощность и динамические характеристики автомобиля.

Чтобы вариатор служил долго

Для долгой и качественной работы вариатора необходимо:

проверять уровень жидкости, при необходимости заменять ее;
в зимнее время не перегружать трансмиссию;
следить за работой датчиков и разъемами и проводкой на предмет обрыва.

Такие действия помогут для реализации безаварийной работы вариатора.

А вот видео про то, как работает вариатор, жаль, что его достаточно сложно поставить на ВАЗ 2106 тюнинг:

Alex S Октябрь 30th, 2013

Опубликовано в: Полезные советы и устройство авто

Метки: Как устроен автомобиль

avto-all.com

Вся работа силовой установки автомобиля направлена на получение вращения коленчатого вала. Это вращение и является полезным его действием. Но данное вращение еще нужно правильно перераспределить на ведущие колеса, ведь условия движения авто постоянно меняются. Перераспределение вращения выполняется одним из элементов трансмиссии – коробкой передач. Она устанавливается сразу за двигателем, с ее помощью изменяется передаточное число. То есть, при надобности она увеличивает передаточное число для повышения тягового усилия, или же уменьшает его для увеличения скорости вращения колес.

Из имеющихся четырех типов коробок передач, устанавливаемых на авто, три из них меняют передаточное число ступенчато. То есть, каждая ступень, она же передача коробки, соответствует определенному значению крутящего момента. И только один из видов коробок передач – вариатор, не имеет ступеней, он меняет передаточное число по нарастающей или понижающей. Тем самым такая коробка передач более точно передает крутящий момент.

История вариаторной коробки

Вариаторы как один из видов КПП стал популярным сравнительно недавно, хотя первое его использование на автомобилях датировано 1959 годом. Впервые вариаторную коробку передач начали устанавливать на автомобили DAF. Эта коробка получила название Variomatic. Особого распространения она тогда не получила, об этом говорит то, что приемником Variomatic стала вариаторная коробка Transmatic, которая появилась только в 1984 году. Использовался Transmatic как один из видов предлагаемой коробки передач на автомобилях Форд и Фиат.

Глядя на селектор переключения передач вариаторной коробки (на фото именно он), невозможно понять с чем мы имеем дело: обычный автомат с гидротрансформатором, робот или вариатор.

Постепенно многие автокомпании заинтересовались вариаторами, и начали производство своих версий. Так, у Мерседес-Бенц вариаторная коробка обозначается как Autotronic, Форд сейчас занимается выпуском Ecomatic и Durashift CVT, концерн VAG называет свой вариатор Multitronic. Японцы тоже не отстают и создают свои версии: Subaru – Lineatronic, Toyota – Multidrive, Honda – Multimatic, Nissan – Xtronic и Hyper.

Все знают кто такой Леонардо Да Винчи, но мало кто знает, что именно он разработал протопип первой вариаторной трансмиссии. Это было примерно в 1490 году. После этого людям понадобилось 400 лет, чтобы вновь вернуться к этой идее.

Виды вариаторных коробок передач

Вообще было разработано большое количество всевозможных вариаторов, однако на автотранспорте применение нашли только два из существующих вариантов вариаторной коробки – клиноременной и тороидный. Первый является более предпочтителен у автопроизводителей.

Клиноременной вариатор

Клиноременной вариатор использует принцип изменения диаметров ведущего и ведомого валов. Примерно такой принцип используется на горных велосипедах.

Имеется два вала – ведомый и ведущий. Первый принимает крутящий момент от вала двигателя, а второй передает его на ведущие колеса. Эти валы связаны между собой клиноременной передачей, установленной между шкивами валов.

Конструкция шкивов такова, что они состоят из двух конических половин, способных менять расстояние между собой. Именно изменением расстояния и достигается бесступенчатое изменение передаточного числа.

Чтобы обеспечить максимальное передаточное число, диаметр ведущего шкива должен быть минимален, а ведомого наоборот – максимальным. Поэтому половины шкива ведущего вала максимально разведены, а ведомого – соединены. При надобности снижения передаточного числа, на ведущем валу шкивы начинают сдвигаться, а на ведомом – раздвигаться. Таким образом обеспечивается плавное бесступенчатое изменение передаточного числа.

Тороидный вариатор

У тороидного вариатора клиноременной передачи нет. У такого типа вариатора ведущий и ведомый валы расположены на одной оси, а рабочие поверхности их имеют тороидные поверхности. Между этими поверхностями зажаты ролики, передающие вращение. Изменение передаточного числа у такого вариатора достигается изменением положения роликов относительно валов. Для обеспечения максимального передаточного числа, ролики обращены в сторону ведомого вала. Тороидальная поверхность при таком положении в месте контакта с роликами обеспечивает минимальный диаметр ведущего вала, и максимальный – ведомого. Для уменьшения передаточного числа, ролики начинают поворачиваться в сторону ведущего вала, при этом диаметр вала в месте контакта с роликами увеличивается, а ведомого – уменьшаться.

Но это только принцип работы используемых на авто вариаторных коробок. На деле же все несколько сложнее, поскольку конструкторам пришлось решать ряд важных проблем.

На фото великий и ужасный тороидальный вариатор Extroid CVT, который компания Nissan ставила на свои заряженные автомобили. Из-за своей стоимости, он так и не пошел в массовое производство.

Конструкции и особенности вариаторных коробок передач

Вариаторная коробка передач включает в себя несколько составных элементов. Первым из них является механизм передачи крутящего момента от вала двигателя к ведущем валу вариатора — сцепление. Причем этот механизм должен обладать возможностью полного разъединения этих элементов между собой, так называемое нейтральное положение, когда двигатель работает, но момент от него не передается на коробку.

Механизмы сцепления

Самым распространенным в вариаторах стал гидространсформатор, обеспечивающий передачу усилия за счет жидкости и двух лопастных турбин. Большинство производителей авто используют именно этот механизм. Хотя и встречаются и другие – центробежное сцепление с автоматическим управлением (используются на вариаторах типа Transmatic), электромагнитное сцепление с электроуправлением (Hyper), многодисковое «мокрое» сцепление, тоже с электроуправлением (Multitronic, Multimatic).

Особенности клиноременного вариатора

Далее в конструкции идет сам вариатор. Что касается клиноременных вариаторов, то большинство из них оснащены одним ремнем, хотя встречаются конструкции, включающие два ремня.

Сам ремень является таковым только условно. Хотя на первых вариаторах использовался резиновый ремень, однако из-за недолговечности работы от него отказались, хоть и не полностью. Многие скутеры и сейчас оснащаются вариаторами с резиновым клиновидным ремнем.

На автомобилях же сейчас больше используют ремень, состоящий из стальных лент, связанных между собой фасонными лентами-«бабочками». Передача усилия таким ремнем осуществляется его боковыми поверхностями за счет трения с поверхностью шкивов. Чтобы снизить сопротивление углы шкивов составляют 20 град.

Второй вариант привода вариатора – цепной, он же клиноцепной, хоть по классификации он относится к ременной передаче. Такая цепь состоит из большого количества пластин, соединенных в цепь осями.

На фото отчетливо видно, что цепь, используемая в вариаторах, состоит из большого числа металлических пластин, соединенных в единое целое. Такой вариант является более выйгрышным по сравнению с резиновым аналогом.

У цепи, в отличие от клиноременного привода, передача усилия выполняется торцевой поверхностью цепи. При этом контакт с поверхностью шкивов у цепи является точечным, поэтому цепь изготавливается из высокопрочной стали.

Передвижение шкивов по своим валам в разных конструкциях вариатора может выполняться давлением жидкости, центробежной силой, усилием, создающимся пружинами.

Особенности тороидного вариатора

Что касается тороидных вариаторов, у которых отсутствует клиноременной или цепной приводы, то в этой конструкции тоже есть свои нюансы. Передача усилия в этом вариаторе осуществляется тоже за счет трения, но между валами и роликами, поэтому они тоже выполнены из высокопрочной стали. К тому же зачастую тороидальный вариатор включает в себя две тороидных передачи.

Механизм заднего хода

Одной из особенностей вариатора является отсутствие возможности реверсного движения, поскольку ведомый вал всегда вращается в ту же сторону, что и ведущий. Поэтому в конструкцию вариаторной коробки включен механизм, обеспечивающий задний ход.

Данный механизм чаще всего представляет собой обычный планетарный редуктор, позволяющий менять направление вращение. Такой редуктор применяется на классических автоматических коробках передач. При движении вперед этот редуктор не задействован, и крутящий момент от вариатора передается дальше посредством привода на ведущие колеса. При движении назад, редуктор начинает работать, изменяя сторону вращения.

Механизм управления

Также в конструкцию вариаторной коробки входит механизм управления, который может воздействовать на все составные части данной коробки. Так, механизмом управления осуществляется включение и отключение сцепления, изменение расстояния половин шкивов, в зависимости от работы силовой установки, включение и отключение планетарного редуктора.

Причем особой сложности в управлении вариаторной коробкой с таким механизмом управления нет – все выполняется селектором, выведенным в салон авто. Перемещение селектора в определенное положение обеспечивает требуемую работу всех механизмов коробки (N – нейтраль, D – движение вперед, R – движение задним ходом).

Напоследок следует отметить, что многим автолюбителям не всегда по душе плавность изменения передаточного числа. Поэтому во многих вариаторах реализована функция, которая обеспечивает фиксированные передаточные числа. По сути, вариатор в таком режиме работает, как и любая ступенчатая коробка передач. При этом водитель сам решает, когда ему изменить передаточное число на вариаторе.

На видео Игорь Сероштан, ведущий канала «Первый автомобильный» вполне доступным языком рассказывает и показывает как работает и как устроен вариатор.

okorobke.ru

Когда речь идет о современных коробках передач, чаще всего встречается вариаторный тип. Вариатором называют КПП, в котором нет ступеней, что позволяет значительно повысить мощность двигателя. Срок эксплуатации двигателя в этом случае увеличивается, а расход топлива уменьшается.

Принцип работы вариаторной коробки передач

Инженеры разработали множество типов вариаторных кпп, но автомобильные компании используют тороидный и клиноременной виды. В основе двух типов лежит принцип бесступенчатой трансмисии и отсутствие рывков пи передаточном числе от коленвала. Именно при такой организации функционала повышается КПД и разгон двигателя проходит плавно.

Устройство клиноременного вариатора и его компоненты

Два шкива, один из которых ведущий, другой выполняет роль ведомого. Шкив представляет собой конический диск. Оба они соединены ремнем клиновидного типа. Скорость автомобиля и обороты в определенный момент движения определяются при помощи положения шкивов.
Клиновидный ремень, который представляет собой металлический гибкий ремень с насаженными на него пластинами трапециевидного типа. Иногда наблюдаются изменения конструкции. Так, компания Audi заменяет ленту металлической цепью.
Комплекс сервоприводов. Их основная задача – сдвигать и раздвигать шкивы.
Система, контролирующая разъединение и соединения коленвала и ведущего шкива. Изменения в устройстве возможны. Все зависит от компании-разработчика. Наиболее распространёнными вариантами являются такие, как электромагнитное, автоматическое центробежное, «мокрое» многодисковое и сцепление гидротрансформаторное.
Автоматика, которая управляет работой вариаторной коробки передач. Она определяет, какой диаметр должны иметь ведущий и ведомый шкивы в данное время и обеспечивает его, передавая необходимый сигнал на сервоприводную систему. В функции автоматики также входит контроль за работой системы соединения и разъединения коленвала и ведущего шкива.

Тороидная КПП вариатор

Ввиду сложности конструкции системы такой тип вариатора встречается крайне редко. Он представляет собой полусферу, состоящая из двух дисков с роликом. Ролик зажимается между ними, а изменение передаточного числа прямо пропорционально зависит от смены положения ролика. Когда ролик двигается налево, левый диск двигается медленнее. Потому правая часть ролика цепляется за край правого диска, заставляя его вращаться быстрее. Дальнейшая передача крутящего момента обеспечивается сложной системой шестерёнок и роликов.

Теперь, когда стал понятен принцип работы вариатора, следует пояснить, какие основные особенности в работе имеет этот механизм.

Вариатор клиноременного типа и механизм его работы

Когда автомобиль начинает двигаться, ремень двигается максимально ввиду того, что конусы ведомого шкива сдвинуты. Позже, когда они раздвигаются на максимум, движение ремня уже проводится по минимальному охвату. В результате крутящий момент доходит до максимальной отметки, и автомобиль начинает движение.

Автоматика подает сигналы сервоприводам при увеличении скорости и приводит в движение конусы ведомого шкива. Как результат происходит смена передаточного числа в кпп вариатор клиноременного типа.

Минусы коробки передач типа вариатор

Сравнительная сложность конструкционной системы и её относительно недолговечный период эксплуатации, что влечет за собой высокую себестоимость деталей (не нужно забывать при этом о трансмиссионном масле, необходимый объём которого составляет 5-6 литров) и обслуживание. При этом наиболее часто в первую очередь замене подлежит ремень, потому что на него приходятся постоянные нагрузки.
Автомобиль испытывает сложности буксировки, если возникает какая-то поломка. В этом случае поможет только эвакуатор. Проблемы при буксировке автомобиля в случае его поломки и необходимость его перемещения исключительно на эвакуаторе.
Невозможность резкого перехода при движении на предыдущую передачу и конструктивное ограничение по передаче крутящего момента.

Преимущества коробки вариатор

Двигатель работает с низким уровнем шума, обеспечиваемая тем, что во время движения вариатор не выводит обороты двигателя на максимальные. Однако, это зачастую пугает водителей, ранее эксплуатировавших автомобили, оснащённые классическими коробками переключения передач.
Плавный ход. Ни один тип коробок переключения передач, даже такие как роботизированная коробка передач и коробка передач dsg не способны дать такой эффект, так как в кпп вариатор ступени отсутствуют физически. Отметим, что ряд моделей с коробкой cvt имеют заявленную функцию ручного переключения передач, но это всего лишь автоматически зафиксированные положения ведомого и ведущего шкивов.

Также к преимуществам коробки вариатор зачастую причисляют низкий расход топлива и более быстрый разгон автомобиля. Теоретически это совершенно правильно, ведь применение вариатора даёт больший КПД двигателя, но практика показывает, что это всего лишь миф и авто с классическими типами кпп разгоняются с той же скоростью и потребляют немногим больше топлива.

Если подытожить всё вышесказанное, то можно сказать, что на сегодняшний день коробки переключения передач вариаторного типа несомненно являются одной из самых технологичных разработок и гарантируют плавность хода и комфорт во время движения. Однако это компенсируется недолговечностью конструкции и высокой стоимостью её обслуживания. Поэтому, если Вы не готовы выкладывать круглую сумму за ремонт авто, но при этом предпочитаете агрессивный и спортивный стиль вождения, обратите своё внимание на роботизированные кпп либо на автомобили, оснащённые автоматическими коробками передач с функцией типтроник.

Поделитесь статьей с друзьями:

blog-mycar.ru

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.

autoustroistvo.ru

Электромеханическая коробка передач с бесступенчатой регулировкой скорости на JSTOR

Abstract

Предложена электромеханическая бесступенчатая трансмиссия (eVT), состоящая из пары планетарных поездов, соединенных между собой двумя электрическими машинами и сцеплениями. Коробка передач использует преимущества конфигурации с разделением выходной мощности для низкоскоростной работы и составной конфигурации с разделением мощности для высокоскоростной работы. Он может работать в нескольких рабочих режимах, включая режим только eVT и гибридный режим, когда он оборудован бортовыми накопителями энергии.Трансмиссия представляет собой компактное, высокоэффективное и потенциально недорогое решение трансмиссии как для обычных транспортных средств, так и для гибридных электромобилей. Прототип виртуальной трансмиссии был построен в EASY5. Базовая модель автомобиля была также построена в среде EASY5 с использованием компонентов библиотеки Ricardo Powertrain Library. Эксплуатационные характеристики предлагаемой трансмиссии оценивались в контексте базового автомобиля по эффективности трансмиссии, ускорению автомобиля, расходу топлива и выбросам в различных циклах движения.Произведено сравнение с обычной четырехступенчатой автоматической коробкой передач. Результаты оценки продемонстрировали превосходные характеристики предлагаемого eVT по сравнению с обычными автоматическими коробками передач. EVT имеет высокий КПД 92% в большей части диапазона преобразования скорости. Бесконечный диапазон преобразования eVT увеличивает тяговое усилие автомобиля, улучшая его ускорение. Это сокращает время разгона на 7,5% с 0 до 60 миль в час и на 9,5% с 30 до 50 миль в час. Плавно регулируемое передаточное число вместе с возможностью быстрого изменения передаточного числа электрической системы позволяет трансмиссии значительно улучшить топливную экономичность транспортного средства и снизить выбросы транспортных средств.Даже в режиме работы только eVT (для обычных транспортных средств) легко достижима 11% экономии топлива при движении по городу и 9% при движении по шоссе. Прогнозируется, что сокращение выбросов NOx составит около 12% при езде по городу и 5% на шоссе. Электромеханический eVT допускает различную степень гибридизации, чтобы обеспечить дополнительный выигрыш в экономии топлива и экологической приемлемости.

Информация для издателей

SAE International - это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой промышленности.Основные направления деятельности SAE International - обучение на протяжении всей жизни и разработка добровольных согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является SAE Foundation, который поддерживает множество программ, включая A World In Motion® и Collegiate Design Series.

varmec var, механический вариатор скорости сухой тяги, частичный до 10 лошадиных сил

5 ~ 1 переменная диапазон
ATEX Доступен
Руководство или Электрическая регулировка скорости.
Мотор-редуктор
или только вариатор
1,2 или 3 ступени винтового вывода
11 исправлено передаточные числа
Семь Размеры рамы Стандартные
Фут или фланцевое крепление.
Монтажные позиции B3, B6, B7, B8, V1, V3, B5, V5 и V6 соответствуют вашим потребностям.
НИЗКИЙ ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
Плавная скорость регулировка ходовая или статическая.
со смазкой с завода
Надежный бесступенчатое регулирование скорости.
Предпочитает лучшие машины в мире.
1/8 до 10 л.с.

Varmec s.r.l. VAR сухой тяговые вариаторы остаются эталоном тихой, плавной, надежной механическая регулировка скорости на насосах, конвейерах, смесительном оборудовании и марки ленточных пил, деревообрабатывающего оборудования, отделочного оборудования и станки, требующие почти идеальных характеристик трансмиссии.

Проста в эксплуатации, «тупо-стойкости» нет. необычное описание и настолько беспроблемное, что у большинства владельцев нет представление о том, как это работает или где взять другую или запчасть, если нужно когда-либо требоваться.TVT America - это служба и поддержка в Северной Америке центр Varmec VAR, но очень мало продаж осуществляется по частям, очень редко Графитовое приводное кольцо ² (ниже) иногда требуется для более старых моделей или моделей с неисчислимым количеством часов работы, например любой редуктор с косозубым вторичным редуктором (который 1,2, или три доступны ступени) потребуют нечастой замены масла (от 12500 до 20000 часов ... 2-5 лет) и в итоге новый сальник на выходе вал.В отличие от частотно-регулируемых приводов, VAR не имеет привередливые потребности в электричестве, только мотор, и никакого программиста из отряд ботаников необходим для его создания. Да, вы можете купить более сложное устройство для изменения скорости, но, вероятно, не лучшее.

Принципы работы

Мощность передается через трение между конусом ¹ на входе и приводным кольцом ² что приводит к выводу ⁵ (либо напрямую, либо через 1, 2, или 3 ступени косозубых шестерен).Давление между конусом ¹ и Drive Ring ² поддерживается пропорционально выходу крутящий момент через кулачок Dog-Clutch ⁴. Пружина ³ внутри трансмиссионного вала оказывает низкое контактное давление между Конус и кольцо на холостом ходу или на холостом ходу, что также позволяет регулировать скорость. регулируется в статике или в движении; это значительный дизайн преимущество перед другими типами вариаторов.

Изменение скорости достигается за счет движение двигателя по линейным направляющим через рейку ⁷ и шестерню ⁶ который приводится в движение маховиком регулировки скорости или, опционально, Система привода мотор-редуктора, разработанная для электрического дистанционного управления VAR.

VAR-MEC

Плюсы и минусы покупки автомобиля с трансмиссией CVT

На главную »Плюсы и минусы покупки автомобиля с трансмиссией CVT

Обновлено: 15 мая 2020 г.

Многие современные автомобили используют бесступенчатую трансмиссию или вариатор. Технология вариатора умна и проста, но имеет свои недостатки. Давайте рассмотрим плюсы и минусы и посмотрим, как работает вариатор.Здесь речь идет только о механическом вариаторе с вариатором; электронный вариатор, используемый в Toyota Prius и других гибридных автомобилях, совершенно другой и здесь не рассматривается.

Ключевым узлом вариатора является вариатор.

Он состоит из цепи, проходящей между двумя шкивами (в некоторых вариаторах вместо цепи используется стальной ремень). Каждый шкив состоит из двух обращенных друг к другу конусов. Рабочая поверхность конусов гладкая. Размер каждого шкива можно изменить, толкая конусы по направлению друг к другу или от них, используя гидравлическое давление.Гидравлическое давление создается масляным насосом.

Взгляните на этот Audi CVT на иллюстрации. Двигатель работает с комплектом шкивов 1. Комплект шкивов 2 соединен через дифференциал с ведущими колесами. Прямо сейчас конусы набора шкивов 1 оттянуты друг от друга, в то время как конусы набора шкивов 2 сжимаются. Это соответствует пониженной (1-й) передаче в штатной коробке передач. По мере ускорения транспортного средства трансмиссия «переключается на более высокую передачу», постепенно увеличивая размер комплекта шкивов 1 и уменьшая размер комплекта шкивов 2.См. Иллюстрацию ниже.

Реклама - Продолжить чтение ниже

Какие плюсы и минусы у бесступенчатой трансмиссии?

Высокая и Низкая передачи трансмиссии CVT.

Одним из основных недостатков вариатора является ограниченный крутящий момент. Поскольку поверхности конусов гладкие, конусы должны сжимать ремень или цепь с большой силой. Если двигатель имеет слишком большой крутящий момент, ремень или цепь могут проскальзывать.

Производители работают над способами увеличения крутящего момента вариаторов, но пока это все еще ограничено. Вот почему вы не видите вариаторов в пикапах и маслкарах, поскольку их двигатели имеют гораздо больший крутящий момент. Автопроизводители программируют компьютеры CVT, чтобы они дольше оставались на «пониженной передаче» при ускорении. Это снижает нагрузку на вариатор CVT. Вот почему многие обозреватели часто упоминают более громкий шум двигателя и более медленный разгон вариаторов.
Еще один минус в том, что вариаторы дорогие в замене.Замена блока вариатора в некоторых автомобилях может стоить более 4000 долларов.

Главное преимущество вариатора - лучшая экономия топлива, особенно при езде по городу. Автомобиль с обычной автоматической коробкой передач теряет часть импульса при переключении с одной передачи на другую. Вариатор не имеет фиксированных шестерен. Он плавно меняет передаточное число, не теряя при этом инерции. В нем также меньше движущихся частей.

CVT хорошо подходят для малых и средних автомобилей и внедорожников и лучше подходят для экономичной езды по городу и умеренных нагрузок.Если вам нужен автомобиль для длительных поездок, буксировки или спортивного вождения, лучше подойдет обычная автоматическая коробка передач. Конечно, многие любители спортивных автомобилей отдают предпочтение механической коробке передач.

Надежны ли трансмиссии CVT?

Количество жалоб на вариатор варьируется не только у разных производителей, но даже у разных годов выпуска одного и того же автомобиля. Например, качество вариаторов Nissan не всегда стабильно. Мы видели, что некоторые из первых внедорожников Nissan Murano все еще продаются с пробегом более 200 тысяч, но у некоторых других моделей были проблемы.Например, согласно CarComplaints.com, в 2013 модельном году наблюдался всплеск проблем с вариаторами Nissan Altima. Согласно этой странице на веб-сайте Nissan в США, Nissan продлил гарантию вариатора на модели 2003-2010 годов до 10 лет / 120 000 миль. Chrysler и Mitsubishi также имели проблемы со своими вариаторами в некоторые годы выпуска. Компания Mitsubishi провела отзыв на предмет проблем с вариатором, подробнее читайте в этой статье CNet. Honda также выпустила отзыв 15V-574 для Civic 2014-2015 годов и Honda Fit 2015 года выпуска.

Subaru CVT дисплей.

Subaru продлила гарантию на свои вариаторы на некоторые модели, подробнее читайте в этой статье Forbes.
Учитывая все это, о надежности трансмиссии CVT следует судить в индивидуальном порядке. Где можно проверить надежность той или иной модели подержанного автомобиля?
ConsumerReports - для доступа к их рейтингам в Интернете вам потребуется платная подписка.Вы также можете найти распечатанную копию их руководства по покупке автомобиля в книжном магазине или в местной библиотеке.
Safercar.gov - перейдите в меню «Владельцы транспортных средств» и затем «Поиск проблем безопасности». Если вы сравните количество жалоб от одного модельного года к другому, легко увидеть модели с наибольшим количеством проблем.
CarComplaints.com - вы также можете увидеть годы моделей, которых следует избегать.
Еще один лайфхак - проверить стоимость автомобиля после продажи. Что он вам скажет? Дилеры знают, какой автомобиль хороший, а у какой много проблем, и соответственно устанавливают стоимость обмена.Проверьте стоимость обмена на KBB.com или CanadianBlackBook.com, и если она очень низкая по сравнению с аналогичными автомобилями, вы знаете, что автомобиль следует избегать.

Когда менять жидкость вариатора?

Многие производители не включают замену жидкости вариатора в график технического обслуживания для нормальных условий движения, но советуют менять жидкость, если автомобиль эксплуатируется в тяжелых условиях вождения.

К тяжелым условиям, как правило, относятся буксировка, езда по пыльным или грязным дорогам, при низких или очень высоких температурах и т. Д.Однако многие специалисты советуют чаще менять жидкость вариатора. Если вы хотите, чтобы жидкость для вариатора оставалась свежей, вы можете попросить вашего дилера проверить жидкость и при необходимости заменить ее. Например, инструкция по эксплуатации Nissan Maxima 2017 года гласит:

... попросите дилера осмотреть данные о порче жидкости с помощью CONSULT. Если данные износа более 210000, заменить жидкость вариатора.

CONSULT - это название диагностического прибора Nissan.

Многие проблемы трансмиссии вызваны перегревом. По этой причине многие автолюбители рекомендуют модернизировать охладители жидкости вариатора, чтобы жидкость не перегревалась. Это особенно важно, если вы любите энергичное вождение или буксируете свой автомобиль. На эту тему есть много видео на YouTube.

Torotrak обрисовывает в общих чертах достижения в своем полнотороидальном вариаторе с тяговым приводом с использованием PitchSteer; Приложения для электромобилей, а также

На Международном конгрессе VDI 2016 «Трансмиссия для транспортных средств» во Фридрихсхафене, Германия, Джон Фуллер, директор по концепциям и интеллектуальной собственности Torotrak Group, представил и обсудил последние достижения компании в области оптимизации ее полнотороидальной вариаторной технологии для рынка легковых автомобилей. в бесступенчатых трансмиссиях (CVT).

Вариаторы главного привода Torotrak сочетают в себе вариатор с полным тороидальным тяговым приводом и другими традиционными компонентами трансмиссии. Объединив свой обширный опыт работы с трансмиссиями с главным и вспомогательным приводами, Torotrak разработал концепцию вариатора с передаточным числом до 12, управляемую недорогой исполнительной системой.

Torotrak ожидает, что разработки, которые обеспечат более широкий разброс передаточных чисел и бесперебойную подачу мощности, будут еще больше стимулировать популярность вариаторов, которые, по прогнозам, достигнут мировых продаж в 12 миллионов в год к 2020 году.

Вариатор подходит как для переднеприводных, так и для заднеприводных платформ и должен иметь высокую масштабируемость, при этом традиционная гидравлическая версия уже продемонстрировала мощность, превышающую 300 кВт.

Рыночные предпочтения меняются от обычной автоматики к вариаторам. Наше решение может ускорить эту тенденцию, удовлетворяя потребности как переднего привода, так и потенциально заднеприводной компоновки, где высокие уровни крутящего момента и ограничения упаковки могут быть более сложными для традиционной технологии CVT.

—Джон Фуллер

Опыт Torotrak Group в области вспомогательных приводов привел к снижению стоимости системы, в частности, за счет использования экономичного управления передаточным числом вариатора с использованием технологии компании PitchSteer.

Torotrak представил PitchSteer в ноябре 2105 года (более ранняя публикация) как недорогой метод управления, который снижает требования к мощности срабатывания регулируемого привода Torotrak для таких устройств, как нагнетатели, например, Torotrak V-Charge.

В то время компания заявила, что, по ее мнению, PitchSteer, а также DriveDisconnect, который обеспечивает возможность нулевой выходной скорости в самом вариаторе, чтобы обеспечить функциональность разъединяющей муфты без потери стоимости или веса, также могут быть использованы в другие приложения, такие как вариаторы главного привода и бесступенчатые трансмиссии.

В вариаторе использование PitchSteer обеспечивает широкий диапазон передаточного числа, что может улучшить эффективность автомобиля различными способами: во-первых, за счет уменьшения количества рассеиваемой энергии при трогании с места и, во-вторых, за счет того, что двигатель будет работать на более низких скоростях во время движения.

Кроме того, широкий разброс передаточных чисел вариатора позволяет использовать простые и эффективные конструкции трансмиссии, которые максимально используют разделение мощности, при котором только часть движущей силы передается вариатором, а остальная часть передается по прямому механическому пути.

Трансмиссия также может быть сконфигурирована как IVT (бесступенчатая трансмиссия) с нейтральной передачей, которая может дополнительно улучшить экономию топлива за счет устранения необходимости в неэффективном пусковом устройстве транспортного средства, которое теряет мощность при скольжении.

Система может быть приспособлена к предпочтениям водителей на отдельных рынках, например, для создания привычных ощущений от вождения преобразователя крутящего момента.

Фуллер сказал, что электромобили также могут извлечь выгоду из последних разработок вариаторов.

За счет увеличения крутящего момента колеса на низких скоростях транспортного средства тороидальный вариатор может улучшить способность преодолевать подъемы и характеристики, или быть инструментом для уменьшенной электрической трансмиссии, которая имеет более низкую стоимость и вес.С вариатором, настроенным на достижение КПД более 95%, также есть потенциал для увеличения диапазона электромобилей.

—Джон Фуллер

В презентации Torotrak Group также было рассмотрено влияние тороидальных вариаторов и бесступенчатых трансмиссий при использовании в автономных транспортных средствах. Обеспечивая постоянный крутящий момент за счет плавного переключения передач, технология позволяет преодолеть неприятное ощущение прерывания крутящего момента, к которому люди в таких транспортных средствах очень чувствительны.

Редуктор скорости

по сравнению с коробкой передач | Что такое коробка передач? Сравните оба сегодня с Torque

В последнее время мы сталкиваемся с множеством вопросов о коробках передач и редукторах скорости. Итак, в этой статье мы соберем всю информацию, необходимую для понимания редукторов и коробок передач.

Редуктор и коробка передач

При сравнении редуктора и коробки передач часто единственная разница заключается в терминологии. Это потому, что все редукторы являются коробками передач. Однако не все коробки передач являются редукторами.Это может показаться немного сложным, но на самом деле все довольно просто.

Редукторы скорости - это зубчатые передачи между двигателем и механизмом. Назначение редуктора скорости - уменьшить число оборотов, передаваемых между этими двумя конечными точками. Редукторы скорости принимают крутящий момент, создаваемый двигателем (входом), и умножают его. Во-вторых, редукторы скорости, как следует из названия, уменьшают скорость (выходную скорость в минуту) на входе так, чтобы на выходе была правильная скорость.

Термин «коробка передач» - это просто общий термин для зубчатой передачи между двигателем и частью механизма.Следовательно, все редукторы - это редукторы.

Однако не все коробки передач снижают скорость входа. Редукторы, хотя и не являются обычным явлением, на самом деле могут быть настроены для увеличения скорости входа. Безусловно, наиболее распространенным типом коробок передач являются редукторы, но было бы неправильно говорить, что все коробки передач являются редукторами.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о том, что такое редуктор скорости?

Что такое угловая коробка передач?

Недавно мы опубликовали статью, непосредственно посвященную этому вопросу, которую вы можете прочитать здесь.Проще говоря, угловой привод - это механизм с зубчатой передачей, который может передавать крутящий момент / частоту вращения на 90 градусов для поворота.

Как работают редукторы?

Вы можете найти ответ в этой статье. Однако быстрый ответ заключается в том, что выходная шестерня редуктора скорости имеет больше зубьев, чем входная шестерня. Таким образом, в то время как выходная шестерня может вращаться медленнее, уменьшая скорость входа, крутящий момент увеличивается.

Как выбрать коробку передач или поставщика коробок передач?

Недавно мы написали руководство специально для вас! В этом руководстве мы рассмотрим десять наиболее важных моментов, которые следует учитывать при выборе поставщика коробки передач.

Сюда входят:

Купить у производителя или у дистрибьютора?
Как установить стандарты качества
Определение технических характеристик продукта
Из чего складывается стоимость коробки передач
Что такое разумное время выполнения заказа?
Процесс проектирования
Цитирование
Тестирование
Формальный процесс рисования и окончательное предложение
Утверждение и заказы на поставку

Руководство «Как выбрать поставщика коробки передач» позволит вам с уверенностью выбрать поставщика и пройти через процесс заказа.

Нажмите здесь или на кнопку «Загрузить сейчас» выше, чтобы получить бесплатную копию руководства!

Возможности и трудности винтокрылых аппаратов, использующих приводы с регулируемой трансмиссией

КПД

Преимущество трансмиссии с регулируемой частотой вращения несущего винта можно увидеть на рис. 13. На этом рисунке показана мощность, необходимая для различных скоростей полета с постоянной скоростью несущего винта. (сплошная линия) в диапазоне скоростей, вычисленных в каждом заданном состоянии полета.Результаты расчетов получены с использованием типовой модели в главе 2.1. Он включает динамику несущего винта и дифференты в заданных условиях полета. Нижняя линия (пунктирная линия) показывает расчетную потребляемую мощность с использованием оптимальной скорости несущего винта в каждом заданном состоянии полета. Скорость вращения ротора увеличивается с увеличением скорости полета, чтобы учесть увеличение подъемной силы. Снижение мощности является результатом снижения мощности профиля. Это исследование чувствительности к параметрам показывает, что снижение общей мощности винтокрылого аппарата на 23% возможно в условиях полета, которые поддерживают максимальную продолжительность полета.

Рис.13

Потребляемая мощность с (пунктирная линия) и без (сплошная линия) переменной скоростью ротора

Предлагаемое преимущество в мощности, конечно же, должно быть оплачено дополнительным весом от коробки передач с регулируемой скоростью. Дополнительный вес снижает полезную нагрузку вертолета и, следовательно, снижает выигрыш в мощности.

Конечный запас мощности может быть использован для экономии топлива и экологической эффективности. Диапазон полета также может быть расширен, например скорость полета, продолжительность, дальность и маневренность.

Диапазон полета: увеличение скорости полета

В этом разделе дается оценка снижения общей мощности винтокрылого аппарата из-за изменения скорости несущего винта при ускоренном полете вперед. Уравновешенный полет вперед со скоростью 70 м / с имеет общую потребляемую мощность 630 кВт, показанную на рис. 5. Уменьшенные тяга несущего винта (верхняя) и мощность (нижняя) на общем шаге 7,5 ° приведены на рис. 14. Максимальная мощность доступная мощность для главного ротора оценивается в 600 кВт. Следовательно, условия полета не могут быть достигнуты при номинальной частоте вращения несущего винта 424 об / мин (рис.13). Потребность в мощности для постоянной скорости ротора во всех заданных точках выше для постоянной скорости ротора. Это потому, что результаты относятся только к прямому полету. Для других условий полета, таких как набор высоты или маневрирование, которые здесь не рассматриваются, требуется более высокое значение числа оборотов в минуту.

Рис.14

Тяга и мощность несущего винта

Вертолет может быть спроектирован для нескольких условий полета, но оптимизирован только для одного условия полета. Конечно, все остальные условия не оптимальны.Технология переменной скорости выиграет от этого.

Предполагая, что общий шаг 10 ° увеличивает тягу несущего винта, можно уменьшить скорость несущего винта, чтобы получить ту же тягу, которая необходима для полета со скоростью 70 м / с. Тяга и скорость ротора имеют линейную корреляцию (верхний график на рис. 14), но скорость и мощность ротора имеют полиномиальную (кубическую) корреляцию (нижний график на рис. 14). В приведенном здесь примере частота вращения ротора снижается до 82% от номинальной скорости, а мощность снижается на 40% при той же выходной мощности.Профильная мощность несущего винта снижена на 130 кВт, а оптимизированная полная мощность винтокрылого аппарата составляет 500 кВт. Технология ротора с регулируемой скоростью обеспечивает рабочую скорость 70 м / с и создает возможность летать с еще большей скоростью. Дальнейшие аспекты будут изучены в будущем, чтобы подтвердить, что другие требования винтокрылого аппарата, такие как характеристики авторотации, срыв лопастей и ограничения нагрузки на звено шага, не препятствуют более высоким скоростям.

Диапазон полета: увеличение высоты потолка

Учитывая конфигурацию вертолета с несущим винтом и рулевым винтом, тяга рулевого винта также может изменяться в зависимости от его скорости вращения.На рисунке 15 показаны требования к мощности винтокрылого аппарата, крутящему моменту несущего винта и тяги рулевого винта при работе на различных высотах. Для достижения триммированного полета тяга рулевого винта должна быть достаточной, чтобы противодействовать крутящему моменту несущего винта, со следующим соотношением (7):

$$ M_ {z, {\ text {mainRotor}}} = T_ { \ text {TailRotor}} I _ {\ text {LeverArm}} $$

(7)

Рис.15

Пределы высоты потолка зависания

Плечо рычага в выбранной модели - 5.5 мес. Рулевой винт имеет достаточную тягу для потолка парения 4000 м.

Хвостовой винт ограничен высотой> 4000 м, потому что он не может обеспечить достаточную тягу для противодействия крутящему моменту несущего винта. Пределы сваливания достигаются для дальнейшего увеличения управления общим шагом рулевого винта. Здесь анализировалась только противодействующая перегородка тяги рулевого винта. Тяговая способность рулевого винта должна быть даже выше, чем у противовеса за счет необходимого запаса скорости рыскания.

Увеличение зоны полета до более высокого потолка требует увеличения тяги рулевого винта. Следовательно, не влияя на геометрию ротора, можно просто увеличить скорость вращения ротора. На рисунке 16 показаны тяга и мощность рулевого винта для различных высот и трех скоростей вращения винта. Снижение тяги из-за более низкой плотности на больших высотах можно контролировать, изменяя скорость вращения. Это приводит к более высоким уровням потолка для диапазона операций винтокрылых судов. Предполагается, что мощность двигателя достаточно мощная, поскольку мощность растет как кубическая функция, а тяга увеличивается линейно.Вывод состоит в том, что рулевой винт, как ранее упоминалось для несущего винта, может быть оптимизирован по тяге в соответствии с индивидуальным режимом полета.

Рис.16

Тяга и мощность рулевого винта

Динамическое поведение ротора

Динамическое поведение ротора характеризует вибрационные нагрузки всего вертолета. Лопасти ротора, как правило, конструируются таким образом, что его частота закрылков, запаздывания и крутильных колебаний не совпадает с гармониками ротора при номинальной скорости ротора.

На рис. 17 показаны частоты плоской лопасти ротора (частота 1-го запаздывания выше 1 Ом). Частоты отображаются с изменяющейся скоростью вращения, а гармоники ротора представлены пунктирными прямыми линиями. Ротор, который вращается с номинальной частотой 7,3 Гц, имеет первую гармонику 1 Ом на этой частоте, вторую 2 Ом при 14,6 Гц, третью 3 Ом при 21,9 Гц и т.д. за счет усиления конструкции за счет центробежных сил.Регулировка частот лезвия обычно выполняется путем изменения структурных свойств лезвия и с помощью регулировочных грузов вдоль лезвия. Если какая-либо низкая собственная частота ротора соответствует гармонике, это может быть критичным для безопасности. Резонанс от эффектов сцепления несущей конструкции может значительно повлиять на усталостную прочность критически важных для безопасности компонентов вертолета. Кроме того, воздушный резонанс также может привести к резонансной катастрофе. Тогда _{В -} 1) Ом, Н _B Ом и (N _B + 1) Частоты Ω особенно важны для контроля колебаний в невращающейся раме.Эти вибрационные нагрузки могут значительно возрасти при возникновении резонанса. Должен быть допустим коэффициент безопасности не менее ± 10% [18]. Исходя из этих требований, можно ожидать ограничений для эксплуатационного использования технологии переменной скорости вращения ротора. Современная и инновационная конструкция лезвия имеет важное значение для безопасности и отказоустойчивости системы. Для создания лопастей ротора с низким уровнем вибрации используются современные материалы, такие как углеродное волокно или стекловолокно, а также продуманная последовательность наращивания по профилю лопасти.Материальные и прочностные характеристики пока полностью не изучены. Современные материалы дадут лучший эффект за счет распределения массы и формы лопастей и, следовательно, также будут способствовать развитию систем ротора с регулируемой скоростью. Что касается настройки частот лопаток, следует различать несколько случаев:

Рис. 17

Ротор может быть откалиброван до расчетной точки, если предполагается работа с постоянной скоростью вращения. Следует избегать резонансов.

Работа с несколькими конкретными скоростями вращения, которые используются при переключении передач, требует настройки ротора для нескольких расчетных точек. Следует снова избегать резонансов. Ротор будет освобожден от нагрузок при переключении между передачами. Гармоники проходят максимально быстро; следовательно, переключение передач должно происходить в режиме полета с достаточным запасом хода.

Использование непрерывных систем редукторов дает возможность работать с произвольной частотой вращения.Как следствие, роторная система должна работать с нагрузками, близкими к гармонике ротора. Следует допускать высокие вибрационные нагрузки. Следовательно, конструкция лезвия, касающаяся устойчивости и жесткости, имеет большое значение. Возможные решения могут заключаться в использовании активных систем демпфирования или регулятора скорости вращения. Таким образом, скорость вращения может изменяться непрерывно, а динамические критические области избегаются с помощью действующих правил. Система динамически регулируется до более низких или высоких частот, чтобы избежать гармоник.Однако эффективная и оптимизированная работа может быть обеспечена во всем диапазоне состояний полета. Вибрации системы сведены к минимуму, а затраты на техническое обслуживание можно контролировать и сводить к минимуму.

Изменение частоты вращения несущего винта может осуществляться в рамках осуществимости, сертификационных спецификаций и соблюдения общих ограничений диапазона полета (см. Рис. 18). Слишком низкая скорость вращения может не соответствовать требованиям авторотации. Очень высокая скорость вращения влияет на пределы шума.Эффекты сжимаемости могут возникать в условиях высокоскоростного полета. Чтобы противодействовать срыву лопастей, скорость вращения ротора также должна быть минимальной в высокоскоростном полете. Вышеупомянутые ограничения основаны на физических требованиях, а также на стандартах безопасности и сертификации. В этих пределах можно реализовать оптимизацию системы с помощью технологий ротора с регулируемой частотой вращения. Современные материалы, такие как углеродное волокно или стекловолокно, а также продуманные последовательности наращивания по профилю лопасти и по радиусу используются для разработки лопастей ротора с низким уровнем вибрации.Материальные и прочностные характеристики пока полностью не изучены. Современные материалы дадут лучший эффект за счет распределения массы и формы лопастей и, следовательно, также будут способствовать развитию систем ротора с регулируемой скоростью.

Рис.18

Ограничения диапазона полета

Коробка передач - технологические соображения

Как описано выше, существует несколько способов изменения скорости несущего винта винтокрылого летательного аппарата. Но как такие системы работают в полете и в чем их недостатки?

Во-первых, необходимо учитывать переключение передач во время полета винтокрылого летательного аппарата.Прерывистые передачи предназначены для одиночных рабочих точек. Это выгодно для конструкции ротора, поскольку для каждой ступени редуктора существует одна расчетная точка. Например, двухступенчатая коробка передач может быть рассчитана на режим зависания и ускоренного полета. Профиль миссии для такого винтокрылого аппарата может выглядеть следующим образом: взлет и зависание на первой передаче, ускорение и инициализация полета вперед на первой передаче. На некоторой заданной скорости есть точка, в которой эффективность первой передачи меньше, чем эффективность второй передачи.Затем самолет переключается на вторую передачу. Затем вертолет продолжает ускоряться до тех пор, пока не будет достигнута скорость движения, и таким образом будет достигнута расчетная точка второй передачи. Во время замедления и посадки происходит обратный процесс. Рисунок 19 качественно показывает эффективность двухступенчатой трансмиссии с переменной скоростью полета.

Рис.19

КПД трансмиссии выше скорости полета

График относится к изменяющейся мощности ротора и, следовательно, к изменению оптимальной скорости ротора.Минимум вызван уменьшением потребности в индуцированной мощности от скорости зависания до умеренной скорости прямого полета. На высокой скорости в силе преобладают паразиты и профильное сопротивление.

Переключение приводит к изменению частоты вращения и крутящего момента на выходном валу. Это происходит внезапно, потому что один элемент трансмиссии включен, а другой отключен. Вход находится на постоянном уровне мощности и скорости. Удары и вибрационные нагрузки влияют на всю трансмиссию. Во избежание сбоев системы, а также для снижения вибрации и затрат на техническое обслуживание необходимо обеспечить плавное переключение передач.Кроме того, для быстрой смены состояний полета, как и при маневрах, следует поддерживать быстрое переключение передач. Это снова может привести к ударам и высокой нагрузке на трансмиссию.

При использовании бесступенчатой трансмиссии всегда можно оптимизировать мощность привода турбины и ротора. Изменение скорости ротора может происходить плавно, и оно намного более адаптивно, чем система переключения. Удары и вибрационная нагрузка могут быть уменьшены. Возникает вопрос: как можно реализовать систему бесступенчатой трансмиссии?

Недостатком фрикционных решений является износ.Износ и тепловая нагрузка увеличиваются в режимах полета с большой мощностью и, следовательно, приводят к снижению максимальной передаваемой мощности. Этот порочный круг продолжается и в худшем случае может привести к полному отказу системы передачи. Помимо технических проблем, также необходимо учитывать требования сертификации.

Системы электропередачи должны быть резервными из-за их резкого повреждения. Это приводит к увеличению веса трансмиссионной системы.

Передача мощности зависит от вязкости жидкости в гидравлической бесступенчатой трансмиссии. Вязкость жидкости зависит от температуры жидкости. Чем выше температура, тем ниже способность жидкости передавать мощность. Чем выше передаваемая мощность, тем выше температура и ниже способность жидкости передавать мощность. Это приводит к повышению температуры. Из-за перегрева гидравлики вся система трансмиссии может перестать нормально работать.

Следовательно, при использовании системы переменной передачи в винтокрылых летательных аппаратах появляются новые сценарии отказов, которые необходимо тщательно рассматривать и соответственно выбирать технические характеристики. Эффективность винтокрылого аппарата повышается за счет возможности настройки скорости несущего винта в соответствии с текущими условиями полета. Таким образом, турбина и вспомогательное оборудование также могут работать в своей проектной точке. Оптимизирована требуемая мощность ротора.

Следовательно, необходимо учитывать и дополнительный вес.Система регулируемой трансмиссии сложнее односкоростной коробки передач и, соответственно, имеет увеличенный вес. Возможный выигрыш за счет оптимизации мощности от ротора уменьшается. НАСА сравнило несколько систем с регулируемой скоростью в одном из своих исследований [19]. Исследована двухступенчатая коробка передач с регулируемыми турбинами. Этот анализ показал, что турбины имеют хорошее соотношение мощности к массе. Для своего исследования НАСА предполагало прибавку веса на 10% для коробки передач с регулируемой трансмиссией и, следовательно, было вариантом с наибольшим весом.Штраф за вес коробки передач основан на различных исследованиях НАСА [20]. Все системы показали разницу в расходе топлива всего 5%. Делается вывод, что все сравниваемые системы имеют потенциал, и для каждой системы необходим точный анализ.

Труды 7-й Европейской конференции по науке о механизмах

Конструкция вариатора с двумя степенями свободы и с характеристиками, соответствующими требованиям

и достаточными условиями существования, обеспечивает передачу всей энергии от тяги

. двигатель на выходном валу вариатора как при пуске, так и в рабочих условиях.Вариатор допускает полную остановку выходного вала при работающем тяговом двигателе,

, а также обеспечивает адаптацию усилия к переменной нагрузке в рабочих условиях эксплуатации. В рабочих условиях движения

плавное изменение скорости выходного вала происходит при

плавном изменении момента сопротивления, как при увеличении, так и при уменьшении момента сопротивления

Адаптивный зубчатый вариатор - это высокоэффективная самоуправляемая соединительная передача

, которая может использоваться для машин с переменным технологическим сопротивлением во всех отраслях

машиностроения, от автомобильной промышленности до робототехники.

Благодарности

Первый автор выражает благодарность правительству Мексики

Foundation CONACYT за стипендию для продолжения ее обучения в докторантуре

LARM в 2017-2018 учебном году.

Ссылка

1. Ланг, К.Р .: Бесступенчатая трансмиссия. Обзор прошлых исследований CVT,

Настоящее и будущее (2000). http://www.cs.montana.edu/~halla/egen310/cvt/cvt.pdf

2.Ким, С., О, Дж., Чой, С .: Управление переключением передач в трансмиссии с двойным сцеплением с использованием оптимального распределения

. Теория механизмов и машин 113, 109-125 (2017).

3. Иванов К.С. Теория бесступенчатой передачи с двумя степенями свободы-

dom: Парадокс механики. В ASME 2012 International Mechanical Engineering Con-

gress and Exposition, Vol. 3: Дизайн, материалы и производство, части A, B и C, стр.

933-942.Хьюстон, Техас, США (2012). doi: 10.1115 / IMECE2012-85762

4. Иванов К.С., Джилисбаева К .: Парадокс в механизме. В «Новые тенденции в образовательной деятельности в области теории механизмов и машин», стр. 132-138. Спрингер,

Чам (2014).

5. Иванов К.С., Чеккарелли М., Тултаев Б .: Адаптация силы в трансмиссиях роботов.

Симбиоз. Международный журнал перспективных роботов и автоматизации, 2 (2), 1-8 (2017).

6. Чеккарелли М., Балбаев Г., Иванов К .: Экспериментальное испытание новой планетарной трансмиссии

. Международный журнал механики и управления, 15 (2), 3-7 (2014).

7. Балбаев Г., Чеккарелли М .: Конструкция и характеристики новой планетарной передачи

Коробка