Меню Закрыть

Что значит коробка передач вариатор: Вариатор: особенности и специфика устройства

Содержание

Плюсы и Минусы Вариатора (CVT)

Большинство авто производителей внедряют в свои автомобили коробку передач – вариатор, давайте разберемся, почему им так важна коробка CVT и какие у нее достоинства и недостатки для конечного потребителя.

Еще не так давно про данную коробку мало кто знал и использовалась она на скутерах да снегоходах из за ремня который при больших нагрузках просто рвался или растягивался. На данный момент проблема частично решена, но сам вариатор все так же не любит быстрых разгонов. Новые технологии позволили увеличить прочность цепного ремня и всей коробки в целом. На данный момент все больше и больше автогигантов внедряют данную КПП в линейку своих автомобилей из-за ее неоспоримых достоинств по сравнению с обычными автоматами. На нашем сайте также доступна статья с отзывами реальных владельцев автомобилей с вариатором.

Плюсы вариатора

  • Увеличенный ресурс мотора за счет плавного разгона (нет повышенной нагрузки при переключении на пониженную передачу)
  • Один из лучших показателей расхода топлива за счет бесконечного количества передач
  • Нет переключений передач – соответственно меньше потерь в разгонной динамике, отсутствие рывков, провалов, задержек при переключении, так как передач бесчисленное количество
  • При динамичном разгоне (педаль в пол) вариатор поддерживает всегда максимальные обороты двигателя, соответственно на колесах всегда максимальная мощность мотора
  • Отсутствие пробуксовки при езде по льду или влажном покрытии
  • Лучшее сцепление с дорогой при динамичном разгоне
  • Удобство управления автомобилем и комфорт при движении

Минусы вариатора

  • Увеличенный расход на обслуживание ТО по сравнению с остальными коробками передач (более частая замена трансмиссионного масла)
  • Данную коробку устанавливают на автомобили с максимальной мощностью до 220 сил (коробка не любит большие нагрузки на трансмиссию)
  • CVT не любит динамичной езды и «игры в шашки»
  • Ремонт этой коробки обойдется вам дороже ремонта традиционного автомата, как правило, требует обслуживания у официального дилера
  • Если «заморосит» один из датчиков неисправность может сказаться на работе вариатора в целом
  • Более подробно об основных неисправностях вариатора
  • Одно из популярных видео позволит познакомится с коробкой передач Вариатор

Надеюсь, что данная статья о плюсах и минусах вариатора смогла вам помочь при выборе трансмиссии.

Вариатор — это коробка передач или что такое вариатор

В рамках рассмотрения разнообразных коробок передач сегодня речь пойдет о вариаторе. В данной статье мы подробно расскажем что такое вариатор или правильнее, вариаторная коробка передач. Особенно важдной эта информация будет для автолюбителей, которые только приобрели или планирують купить себе железного коня. Чтобы определиться с покупкой автомобиля с вариатором, просто внимательно изучите информацию и сделайте для себя правильные выводы.

Немного пройдемся по истории этой коробки передач для машины. Первый работоспособный автомобиль с этим типом трансмиссии появился не в эпоху Возрождения. А попозже — лет через пятьсот, в 1950-х годах. Вариатор ставился серийно на автомобили DAF (в то время под этой маркой выпускались не только грузовики, но и легковушки). Потом нечто похожее начали делать и на Volvo. Но по-настоящему широкое распространение агреготоры получили в настоящее время.


Все что нужно знать про типтроник в обзоре от TopGears


Вы удивитесь, но принадлежит это изобретение не Хонде и даже не Мерседесу. Патент был выдан в конце XIX века! Более того, первый вариатор придуман и вовсе в 1490 году. Его автором оказался добродушный бородач Леонардо да Винчи.

«Второе рождение» вариаторы переживают с начала 1990-х годов. Причем наиболее преуспели в их применении на автомобилях японские компании. Особенно распространенными стали клиноременные вариаторы. Крутящий момент в которых передается между двумя шкивами изменяемого диаметра посредством специального металлического ремня.


Как проверить мембрану газового редуктора узнаете из нашего обзора


К совершенствованию этого типа трансмиссии инженеры приложили значительные усилия. Постепенно росли показатели крутящего момента, с которым агрегат мог справиться. А соответственно, и рабочий объем двигателя, в паре с которым он мог работать. В результате к началу 2000-х годов вариаторы стали настолько совершенными и выносливыми, что их начали применять не только на малолитражных легковых машинах, но и на кроссоверах и внедорожниках, в том числе достаточно крупных.


Совершенствовался в процессе выпуска не только алгоритм управления, но и сам агрегат


В ходе рестайлинга 2014 года ва­риатор получил радиатор охлаждения, чтобы исключить вероятность его перегрева. А с выпуском автомобиля актуального ныне поколения на смену прежнему агрегату пришел новейший, с индексом CVT8. При разработке этой трансмиссии специалистам Jatco удалось расширить рабочий диапазон передаточных чисел с 7,0 до 8,0. Это позволило обеспечить более интенсивный разгон при старте. А применение масла с более низкой вязкостью позволяет эффективно бороться с потерями на трение.

Что же такое вариатор

Автомобиль, оборудованный вариатором, на первый взгляд, ничем не выдаёт себя — педалей всего две и рычаг переключения режимов трансмиссии — P, R, N, D — такой же, как и у машины с традиционной АКПП. Всё привычно. Но работает вариатор совершенно по-другому. В нём нет фиксированных первой, второй, десятой передач. Попробуйте представить себе, сколько звёзд в нашей Вселенной или сколько песчинок на всех пляжах Земли вместе взятых — у вариатора передач всё равно намного больше. И «переключение» между ними происходит плавно и незаметно.

Не вдаваясь глубоко в технические недра, то вариатор являет собой систему, в которой тяга от двигателя к колесам передает клиновой ремень или цепь. Он в свою очередь натянут между двумя шкивами, которые состоят из пары конусов направленных вершинами друг к другу. За счет того, что конусы в каждом шкиве могут сближаться либо расходиться – выходит шкив с переменным диаметром. Конусы разошлись в стороны – ремень между ними побежал за коротким диаметром. Конусы сблизились – ремень начал «бегать» по большому кругу. Если на одном валу конусы сходятся, то на другом – расходятся, и в соответствии с этим – изменяется передаточное число, которое нужно для быстрого разгона автомобиля, либо для его движения с максимальной скоростью.

При этом фиксированных передаточных чисел, как в какой либо другой коробке передач – в вариаторе нет. Ведь диаметры у шкивов изменяются бесступенчато, максимально незаметно. Отсюда и показательная плавность работы, которая при разгоне лишена каких бы то ни было задержек или рывков, которые присущи даже самым совершенным автоматическим коробкам.

Представить такую трансмиссию можно. Если взять в качестве примера велосипед, у которого вместо набора звездочек стоят два конуса, а вместо цепи — ремень. Если с помощью той же электроники оперативно регулировать надежное перемещение ремня от конуса большого диаметра к конусу малого диаметра на одном конце передачи, то так же будет изменяться и передаточное усилие на другом конце, приводящем в движение колесо. Это и делает велосипедист, передвигая цепь с малой звездочки на большую.

Вариатор вначале отлично зарекомендовал себя на маломощных транспортных средствах (например, на скутерах). А вот мощные двигатели быстро изнашивали ремень. Со временем, ему на смену пришла стальная наборная лента, да и конусы уже давно не используются. Хотя сам принцип передачи крутящего момента остался прежним. А вот для старта с места в большинстве случаев используется гидротрансформатор. Так что потери энергии, хоть и в меньшем количестве, чем у классических трансмиссий, у вариатора есть.


Современные вариаторы достаточно надежны и рассчитаны на весь срок службы автомобиля


Правда, бывают случаи, когда выходит из строя блок управления. А эта «деталька» может стоить несколько десятков тысяч гривен. Ее поломка – удел машин с вариаторами старой конструкции.

Принцип работы вариаторной коробки передач

Как уже указывалось выше, коробка представляет собой эволюционную разновидность классической механической коробки передач. Но если для «механики» присущи переключения со ступени на ступень при помощи шестерен (при этом, важную роль играет сцепление), то здесь передачи переключаются без участия каких-либо зацепных узлов и уж тем более, без сцепления. Именно поэтому по плавности переключения со ступени на ступень этому виду трансмиссии сегодня нет равных. По типу принято различать следующие виды бесступенчатых вариаторов: клиноременные, цепные, торроидные.

Клиноременный вариатор

Клиноременные трансмиссии стали первым типом бесступенчатой коробки передач, которая устанавливалась на легковые автомобили. Как правило, эти машины имели небольшой по объему и мощности двигатель, так как использовавшийся в механизме ремень не выдерживал больших нагрузок и часто выходил из строя.

В основе конструкции такого вариатора лежит ременная передача. Она состоит из двух шкивов конусообразной формы и клиновидного ремня, натянутого между ними. Передача крутящего момента от ведущего шкива к ведомому происходит при помощи специального ремня. То есть за счет сил трения, возникающих в пятне контакта ремня и шкивов. Пятно контакта представляет собой окружность, имеющую свой эффективный диаметр.

Таким образом, если мы будем изменять эффективный диаметр на входном и выходном шкивах, то будет меняться и передаточное отношение, а следовательно, и скорость движения автомобиля. Если диаметр ведомого шкива больше ведущего, то передача будет понижающая, если меньше — то повышающая. Если диаметры входа и выхода равны, то передача прямая. Изменение эффективного диаметра контакта происходит за счет изменения расстояния между конусами шкивов: одна часть шкива закреплена неподвижно, а вторая имеет возможность осевого перемещения.

Цепной вариатор

А ещё в качестве клинового ремня может выступать широкая пластинчатая стальная цепь, соприкасающаяся с конусами своими краями. Именно такой «ремень» работает в вариаторах машин Audi.

Интересно, что для смазки цепи применяется особая жидкость, которая меняет своё фазовое состояние под сильным давлением, возникающим в месте контакта со шкивом. Благодаря этому цепь может передавать значительное усилие, практически не проскальзывая, несмотря на очень маленькую площадь контакта.

Как именно вариатор будет менять передаточное число при разгоне, зависит от выбранной программы управления. Если при разгоне на обычном автомобиле мы на каждой передаче раскручиваем двигатель, затем переходим на следующую передачу и так далее, то при наборе скорости автомобиля с вариатором мотор остаётся на одних и тех же оборотах (скажем, на оборотах, соответствующих максимальному крутящему моменту), зато плавно меняется передаточное отношение.


Как ездить на механике читайте в нашем обзоре


Это создаёт несколько странные ощущения. Жмём газ в пол, мотор выходит на большие обороты, да так и остаётся на них в течение всего разгона, воя как пылесос. Зато темп разгона — высокий, да и на переключения между ступенями время не тратится.

Впрочем, в некоторых случаях механизм настраивают так, чтобы разгон с ним больше напоминал увеличение скорости с обычной коробкой передач, с постепенным ростом оборотов мотора.

Разумеется, при попытке заехать на холм и при замедлении авто, несмотря на нажатие педали газа, умный вариатор не оставит «включённой» высокую передачу. Шкивы для уверенного штурма высоты быстро передвинутся обратно — чтобы увеличить крутящий момент на выходе из коробки.

Конструкция цепного вариатора

Цепной вариант имеет желобчатые конусы (звездочки) 8 и цепь с выдвижными пластинами 9. Вариатор передает момент зацеплением пластин цепи с зубьями звездочек и лишь частично является фрикционным. Пластины клинового сечения смонтированы в специальной обойме 10 и легко перемещаются в поперечном направлении. При работе часть пластин пакета входит во впадины звездочки, а остальные выталкиваются зубом и входят во впадины противолежащей звездочки. Звездочки посажены на вал так, что против выступа одной находится впадина другой. Максимальное изменение частоты вращения в 6 раз, передаваемая мощность до 5о кВт.

Предварительное натяжение цепи создается специальным устройством, состоящим из пластин 1, рычагов 2 и пружины 3. Пружина способствует уменьшению динамических нагрузок.

Звездочки перемещаются вдоль оси рычагами, шарнирно закрепленными на гайках винта. Поворот рычагов осуществляется от электродвигателя 4 через червячную 5 и цепную 6 передачи и винт. На винте расположен червяк червячной передачи, соединенной со стрелкой-указателем 7 частоты вращения. Под стрелкой размещена кнопочная станция, включающая электродвигатель. В привод включена предохранительная фрикционная муфта для предотвращения перегрузок.

Тороидный вариатор

Первый патент на конструкцию трансмиссии с тороидным вариатором был получен Чарльзом Хаитом в 1877 г. Такие трансмиссии производства Perbury-Hayes предлагались для установки на автомобили в 30-х годах прошлого столетия. Однако они могли передавать небольшой крутящий момент и из-за отсутствия соответствующих материалов и технологий имели низкую долговечность. Основная проблема при создании заключается в том, что величина передаваемого крутящего момента прямо зависит от величины сил трения в контакте ролика с колесами, и чем выше передаваемый момент, тем больше должна быть сила трения, причем при очень малой площади контакта.


Высокие контактные напряжения поверхностей деталей вариатора могут привести к их разрушению


На Токийском автосалоне 1999 г. компания Mazda продемонстрировала трансмиссию, которая включает в себя два тороидных вариатора, двухступенчатую планетарную передачу и два автоматических сцепления. При троганьи автомобиля с места планетарная передача понижает передаточное число, в целях получения высокого крутящего момента. На большой скорости привод на колеса осуществляется непосредственно от тороидного вариатора. Коробка включает в себя и главную передачу с дифференциалом и предназначена для поперечной установки на переднеприводные автомобили.

Главные элементы здесь – ролики и соосные диски, между которыми передается крутящий момент. Для изменения отношения должно поменяться положение роликов.

В тороидном вариаторе между двумя колесами со сферической (тороидной) рабочей поверхностью зажимаются ролики. Одно колесо является ведущим, а другое — ведомым. Передача крутящего момента обеспечивается силами трения между рабочими поверхностями колес и роликами. Изменение положения оси роликов в поперечной плоскости приводит к изменению передаточного числа, равного отношению радиусов окружностей, проходящих через точки контакта колес с роликом.

В зависимости от угла поворота ролика ведомое колесо может вращаться с той же скоростью, что и ведущее. С большей или меньшей, если ролик поворачивается. При использовании тороидного вариатора необходимо обеспечить возможность получения заднего хода и отключения вариатора от двигателя с помощью сцепления.

Все типы вариаторов управляются электронными блоками управления. В них аккумулируется информация о крутящем моменте двигателя, скорости автомобиля и прочих характеристиках. На основании этих данных электроника дает команду КПП повышать или понижать передачу.

Коробка передач вариатор — плюсы и минусы


Устройство агрегата основано на принципе ременного или цепного привода передачи крутящего момента на привод. По сути, на вариаторе используется тот же принцип передачи крутящего момента, что и на велосипедах с несколькими скоростями.

Если на обычных коробках применяется планетарный механизм переключения передач, то вариатор не имеет физических передач вообще. Вместо этого используется ремень (или цепь) и конусные шкивы, между которыми и вращается ременный привод (цепной).


Вариатор обеспечивает автомобилю бесконечное количество коэффициентов передачи крутящего момента от двигателя на колеса


Плюсы вариатора

Самое главное достоинство вариаторной коробки передач это то что она позволяет экономить топливо. Автомобили с вариатором кушают на два литра бензина меньше на сотню км пробега, чем конкуренты с АКПП.

  1. Увеличенный ресурс мотора за счет плавного разгона (нет повышенной нагрузки при переключении на пониженную передачу)
  2. Если сравнивать с классическим автоматом, то вариаторной коробке требуется меньше времени для разгона транспортного средства.
  3. Один из лучших показателей расхода топлива за счет бесконечного количества передач
  4. Отсутствует переключение передач – соответственно меньше потерь в разгонной динамике. Отсутствие рывков, провалов, задержек при переключении, так как передач бесчисленное количество
  5. При динамичном разгоне вариатор поддерживает всегда максимальные обороты двигателя. Соответственно на колесах всегда максимальная мощность мотора
  6. Отсутствие пробуксовки на льду или влажном покрытии
  7. Лучшее сцепление с дорожным покрытием при разгоне
  8. Даже разгоняясь, не производит много шума;
  9. Удобное управление автомобилем и комфорт при движении
  10. Самая экологичная трансмиссия. Она не задымляет настолько сильно атмосферу, как его оппоненты МКПП и АКПП.

Минусы вариатора

  1. Увеличенный расход на обслуживание ТО по сравнению с остальными коробками передач.
  2. Устанавливают на автомобили с максимальной мощностью до 220 сил. Вариаторная коробка передач не любит большие нагрузки на трансмиссию.
  3. Грубая и небрежная эксплуатация ведёт к его быстрой поломке
  4. Эксплуатация авто с CVT не допускается в условиях бездорожья. По отзывам такие агрегаты более чувствительны к агрессивной езде.
  5. Ремонт этой коробки обойдется вам дороже ремонта традиционного автомата.
  6. Вариаторные коробки передач сильно зависимы от работоспособности контроллеров и датчиков.
  7. Если один из датчиков покажит неисправность, это может сказаться на работе вариатора в целом
  8. Необходимость регулярной смены трансмиссионной жидкости. Чтобы масло могло выполнять функции, его уровень должен быть в норме.
  9. Ремонт достаточно дорогостоящий и сложный;
  10. Небольшой ресурс ремня у активного водителя;

Признаки неисправности вариатора

Рассмотрим же основные причины поломки и пути их исправления. Почему, несмотря на прогрессивность конструкции и явно высокий интерес к вариаторам со стороны производителей, многие потребители отказываются от приобретения машин с подобными деталями?

В большинстве случаев неисправность вариатора сложно не заметить. На приборке может загореться лампочка «Service required» или «Slow down». Электроника может начать «давить» мотор и не давать ему развивать обороты выше 2 тыс. об./мин. Также возможно появление различных рывков или толчков во время переключения, посторонних звуков и т. д. Точно установить то, что вариатор неисправен, позволяет комплексная диагностика.

Появление шума объясняется неисправностью подшипников или проблемами с ремнем


Понять, что именно не так, позволяет только комплексная диагностика. Специалисты отмечают, что поиск неисправностей в вариаторе довольно сложный по сравнению с АКПП. Здесь нельзя проверить давление масла, оценить его состояние и дать заключение.

Наиболее частые поломки в вариаторах

  • износ подшипников конусов с характерным гулом автомобиля;
  • рассогласование в работе ведущего и ведомого шкивов и, как следствие, рывки автомобиля при работе;
  • загрязнения радиатора и перегрев автомобиля при работе двигателя;

Износ шкивов большинство сервисов решают путем их шлифовки, однако такая «косметика» не дает значительного эффекта. Более того бытует мнение, что после таких процедур срок службы шкивов значительно сокращается. Сегодня данную методику практически никто не использует. Времена меняются и сегодня нет необходимости что-либо восстанавливать. Любые запчасти, даже для самых «неходовых» коробок можно без проблем достать.


Что делать, если сел аккумулятор — читайте в обзоре от TopGears


Подшипники и шкивы вариаторов в большинстве случаев меняются. Хотя есть среди вариаторов и такие, в которых это сделать невозможно или крайне сложно. По этой причине выполняется полная замена узла в сборе. Проблемы с подшипниками  дают о себе знать характерным гулом, который слышен при определенных условиях. Такой ремонт уже не является чем-то немыслимым и выполняется на большинстве СТО. Подшипники дифференциала выходят из строя по причине перегрева. Однако большой проблемы в этом нет, любые подшипники меняются и их можно купить на портале Термополис, равно как и ремень. Процедура стандартная и сегодня найти специалиста, который правильно ее выполнит не составит труда.

Также к распространенным поломкам можно отнести износ посадочного места редукционного клапана, расположенного в корпусе маслонасоса. В данном случае причина неисправности вариатора заключается в том, что металлическая пыль, попадая на рабочие поверхности, приводит к нарушениям в работе узла. Клапан начинает клинить, в результате давление масла выходит из-под контроля, шкивы начинают не совпадать, а ремень начинает проскальзывать.


Сбои в работе электроники узла также могут вызвать различного рода проблемы вариатора


Неполадками электроники могут служить нарушения контактов в клеммах. Сюда же можно отнести и повреждение жгута электропроводки. Если в работе автомобиля наблюдается своего рода раскачивание в нейтральном положении, то в самую пору обратить внимание на состояние электроники.

Неисправности блока управления вариатора, гидротрансформатора или муфты переднего хода могут привести к проблемам при трогании автомобиля с места или сложностям при переключении передач до конца. Удары при переключении селектора говорят об отклонении давления в магистрали. Причиной неисправности при переключении передач может послужить и лопаточный переключатель. Последствием данной поломки станет проблема при переключении передач вручную.

Свидетельством неисправности вариатора служит запах горелого масла в салоне автомобиля. При проявлении указанного признака стоит проверить уровень и состояние масла. Если в наличии имеется дым, а масло потемнело, то это явные показатели того, что в работе вариатора имеются определенные проблемы.

Автор статьи: TopGears

плюсы и минусы вариаторной коробки передач на авто, надежность и что такое CVT

Вариаторная бесступенчатая коробка передач поддерживает двигатель в необходимом тонусе и регулирует потребление топлива, позволяя хорошо сэкономить. За счет отсутствия ступеней, трансформация передаточного числа происходит плавно и без рывков. Плюсы и минусы вариатора, а также чем он лучше других КПП, мы рассмотрим далее в статье.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Принцип работ

Вариативная КПП делится на несколько типов:

  • цепные;
  • клиноременные;
  • тороноидальные.

Тороноидальные не так популярны, как клиноременные, в основном потому, что устанавливаются на заднеприводные и полноприводные автомобили, у которых двигатель находится продольно.

О коробке вариатор и сколько она служит, узнаем из видеоролика Вести РФ.

В настоящее время клиноременный вариант – самый популярный тип вариаторной коробки передач. Суть качественного ремня в том, что в разрезе он приобретает вид трапеции и вклинивается в шкив боковыми поверхностями. Чтобы понять устройство на основе работы этого ремня, представим перед собой две похожие трубки, которые находятся рядом в вертикальном положении. Если скрутить их друг с другом резинкой и начать крутить одну трубку, вторая повторит движения первой, причем подстраиваясь под ту же скорость, которой следует первая трубка.

Что такое коробка передач CVT и в чем заключается ее надежность, узнаем из видео Artur Bogomolov.

Если одну из двух деталей заменить трубкой большего размера, тогда их скорость будет заметно различаться: трубка с большим диаметром будет вращаться медленнее, что в целом нарушит ритм их слаженной работы. В этом и заключается принцип действия коробки передач: цилиндры постоянно изменяют свой размер, и за счет этого происходит работа.

Галерея «Типы вариаторных КПП»

На картинках можно увидеть виды коробок переключения передач.

В составе КПП находятся конусообразные шкивы, которые «смотрят» друг на друга острыми концами и упираются в клиновидный ремень. Конусы сходятся и расходятся, изменяя размер поверхности шкивов. Когда они отстраняются друг от друга, ремень приобретает горизонтальное положение, становясь ребрами, и проваливается в середину шкива, охватывая меньший радиус его размера.

Если концы встречаются, ремень натягивается и охватывает больший радиус шкива. Работу шкивов тщательно контролирует гидравлическая система. Она наблюдает за тем, чтобы концы конусов равномерно сходились и расставались. Как в случае с примером, где фигурировали трубки, один из конусов является ведущим, а второй ведомым. Один шкив находится на основном валу, который идет от мотора. Второй шкив идет на валу от колес автомобиля.

Благодаря работе шкивов и их удобному расположению, получается бесступенчатая трансмиссия. Передаточное отношение имеет обширные «горизонты». Когда мы сдаем на машине назад, вариатор активирует узел, который задает кружение выходного вала в обратном направлении. Плюсы и минусы вариатора CVT в машине узнаем ниже.

Вариатор фирмы JATCO

Основные достоинства и недостатки

Начнем с плюсов и выясним, чем лучше вариатор:

  1. Рывки и скачки для его конструкции не характерны. В то же время он разгоняется быстрее, ведь КПП вариатор бесступенчатый, и им легче управлять.
  2. Автомобиль, оснащенный вариатором, не заглохнет на светофоре в пробке и не станет барахлить на подъеме, ведь он плавно трогается с места.
  3. Его особенности – 2 педали и простота управления.
  4. Не шумит и не издает рычащих звуков.
  5. Экономнее относится к топливу и это связано с равномерным разгоном и ходом.
  6. Для водителей, которые заботятся об окружающей среде, вариатор отличное решение, потому что это экологическая трансмиссия. Она не выпускает в воздух столько ядовитых испарений, сколько механика и автомат.

Чем плох вариатор на авто?

  1. Большие обороты на ХО для вариаторной коробки позволительны только на короткий срок. Долго так ехать невозможно.
  2. Езда на вариаторе подразумевает покупку специальной жидкости для качественной работы клиновидного ремня. Значит, на жидкость такого типа придется раскошелиться, да еще и отыскать ее проблема.
  3. Если не соблюдать условия, в которых вариатор хорошо себя чувствует, это приблизит время его смерти. А как следствие – дорогостоящий и длительный ремонт.

К поломкам может привести пагубное влияние автолюбителя. Если не проходить плановый техосмотр, это гарантирует проблемы, которые потом выльются в денежные растраты.

Автомобильный вариатор и его плюсы и минусы освещены в ролике от канала АВТОСАЛОН.

Разрыв и другие повреждения ремня – все еще № 1 в списке поломок вариатора.

Чтобы избежать неприятностей, нужно всегда помнить:

  1. Резкое вдавливание педали тормоза в пол почти всегда гарантирует появление трещинок на ремне.
  2. Если постоянно инициировать внезапные торможения, в итоге ремень протрется и лопнет.
  3. Если в клеммах будут нарушены контакты, это приведет к ошибкам в работе узловой системы, и как следствие – повлияют на вариатор.
  4. Когда автомобиль находится в нейтральном положении и вдруг совершает ритмичные покачивания, возможно проблема в электропроводке. Даже микроскопический разрыв жгута приведет к проблемам в вариаторе.
  5. Симптом вышедшей из строя вариаторной коробки передач – аромат гари в салоне.

Минусы вариатора Митсубиси осветит автор видео Александр Степанов.

Чем вариатор отличается от других видов трансмиссий?

Самая популярная КПП – механика. Она состоит из трех валов (ведущий, промежуточный и зависимый), если машина заднеприводная, а двигатель находится в продольном положении. В случае с передним приводом у коробки насчитывается два вала: входящий и выходящий.

В классике переключение контролируется гидроблоком, а в современных вариантах – электроникой.

КПП автомат имеет несколько возможностей передвижения:

  • экономная езда;
  • обычная езда;
  • спортивная езда.

Классика зарекомендовала себя надежностью. Такая коробка передач выжимает без проблем до 400 тысяч км пробега. Условие – правильная эксплуатация. Как и с другими вариантами КПП, в радиатор нужно заливать качественную ОЖ. Среди автоматических коробок передач есть вариант с ручным переключением, которое так любят многие автолюбители.

КПП «Робот» — своеобразный гибрид. Это механика, где передачи переключаются электроникой. Здесь есть две педали и сцепление, но нет гидротрансформатора. Эта коробка передач характеризуется рывками при переключении скоростей. Это особенно заметно на фоне вариатора, у которого нет ни рывков, ни толчков.

В последнее время на рынке появилась новинка — автомобиль, где есть два сцепления в КПП. Одно из них несет ответственность за четные передачи, другое – нечетные. Это нововведение исключило временные «провисания» робота, когда переключение передач длилось до 3 секунд.

 Загрузка …

Видео «Автомат или Вариатор»

Надежен ли в автомобиле вариатор? Или лучше коробка автомат? О плюсах и минусах трансмиссий расскажет Avto-Blogger.ru.

Вариатор или автомат — что лучше? |

Всем известно, что механическая коробка (МКПП) как правило, имеет пять скоростей, коробка «автомат» – около восьми, а вот, что такое вариатор и сколько у него передач? Ответ не каждому известен, на самом деле вариатор имеет бесконечное множество передач.

Сегодня вооружившись всеми своими знаниями, а также знаниями специалистов, хочу поговорить о том, что такое вариатор, и в чем собственно заключается его преимущество перед аналогами, такими как МКПП и АКПП.

Вариатор – это по сути передающее между колесами и двигателем устройство, которое способно очень плавно менять скорость вращения ведущего, а также ведомого диска. Устройства такого типа давно используются производителями мопедов, скутеров, а также водных и снежных мотоциклов. Несмотря на то, что на современный автомобиль вариатор «перекочевал» довольно давно, а если точнее то в середине прошлого века, его по-настоящему активное внедрение и развитие в автоиндустрии произошло сравнительно недавно.

В вопросе вариатор или автомат следует отметить, что в отличие от автоматической коробки передач, вариатор начинает свое движение более ровно, напоминая разгон мощного электродвигателя. При этом набор скорости происходит без каких-либо провалов, сопровождаясь лишь еле слышным нарастающим шумом. Автомобиль, оснащенный вариатором, как правило, ускоряется намного стремительнее своих более мощных собратьев, поскольку не тратит «драгоценное» время на переключение передач. Доказано, что в вопросе кто быстрее набирает обороты, вариатор или автомат, первый будет безусловным лидером.

Автомобиль оснащенный вариатором более лояльно относиться к ошибкам своего хозяина – к примеру, он никогда не заглохнет на светофоре, и уж точно не покатится назад во время подъема, кроме того, процесс трогания всегда будет плавным, в независимости от навыков и умения самого владельца. Благодаря всего двум педалям, так же как и у автоматических коробках, маловероятен риск перепутать педали, это в большей степени касается автомобилистов-новичков.

Некоторые требовательные автомобилисты осуждают вариатор за постоянное ровное, так сказать «жужжание» мотора, присутствующее во всех режимах работы двигателя. Отсутствие спортивного «рыка» во время резкого ускорения также играет не в пользу в вопросе вариатор или автомат. Истинным ценителям не по себе, когда автомобиль, будто и вовсе с нерабочим мотором, начинает стремительно ускоряться. Это, на мой взгляд, нельзя считать полноценным недостатком, поскольку «рычание» несет чисто эстетическое наслаждение и ни в коем случае не влияет на динамические свойства автомобиля.

Этот «недостаток» объясняется довольно просто, все дело в том, что умная электроника не позволяет мотору достигать критических точек, своевременно оптимизируя его работу, заставляя функционировать в оптимальном режиме с номинальной мощностью. Для истинных ценителей классических КПП производителем предусмотрена возможность использования «типтроника», который эмулирует переключения фиксированных скоростей. Кроме того, для тех, кто жаждет мощи, и скорости, вариатор оборудован функцией аналогичной «кик-дауну», которая свойственна для АКПП. Другими словами, после резкого нажатия педали газа до упора, происходит мгновенное изменение передаточного числа, что позволяет автомобилю молниеносно ускоряться.

Учитывая все вышеизложенное, можно сделать вывод и ответить на вопрос, что лучше вариатор или автомат. Безусловно, автомобиль с вариатором имеет множество преимуществ по сравнению с автомобилями, оснащенными аналогичными коробками переключения передач.

Итак, перечислим их:

  1. Более стремительный разгон.
  2. Экономия топлива.
  3. Более оптимизированная нагрузка на двигатель, а также другие элементы привода.
  4. За счет того, что управляет работой двигателя электроника, его режим работы можно характеризовать как «щадящий», что собственно для владельца означает — более дешевое и редкое обслуживание и маловероятный ремонт вариатора.
  5. Кроме всего прочего уровень вредных веществ в отработанных газах автомобиля с вариатором намного ниже, нежели в аналогичных моделях с АКПП или МКПП.
  6. Шум, издаваемый автомобилем с вариатором, почти вдвое тише, нежели у обычных авто.

Однако рассмотрев достоинства вариатора, не указав его недостатков, было бы нечестным по отношению к автоматическим коробкам передач и «механике», поэтому представляю вашему вниманию ряд недостатков, которыми к сожалению обладает это устройство:

  1. Вариатором не принято агрегатировать автомобили, имеющие мощные двигателя, хотя в продаже уже появились некоторые экземпляры;
  2. В отличие от «автомата», вариатор наполняется специальной жидкостью, которая стоит дороже обычного трансмиссионного масла и требует постоянного точного контроля уровня и не подлежит замене на похожее от какой-либо другой модели автомобиля.
  3. После отключения аккумулятора на протяжении примерно 100 км., происходит принудительная калибровка вариатора для его оптимальной и правильной работы.
  4. Ремонт вариатора — очень дорогой, а «умельцев» способных его произвести, как следует — очень мало.
  5. Имеются также ограничения касательно буксировки автомобиля с вариатором, а также относительно буксирования таким автомобилем какого-то прицепа или другого ТС.
  6. Правильная работа вариатора напрямую зависит от сигналов множества датчиков, таких как: датчик давления, датчик скорости, датчик ABS, датчик положения коленвала. В случае выхода из строя хотя бы одного из них, может повлечь за собой целую цепочку проблем, а также неправильную работу данной трансмиссии.

Хот как бы там ни было, по мнению большинства специалистов, будущее — несомненно, за вариатором, именно он станет достойной заменой всем привычной «механике» и роботизированным коробкам передач, а также их близким собратьям «автоматам».

Теперь несколько дельных советов, соблюдая которые можно избежать такой неприятной процедуры, как ремонт вариатора, обеспечив ему оптимальные для работы условия:

  1. Избегайте излишних нагрузок в зимнее время года, особенно в начале движения. Прежде всего, нужно дать всем элементам как следует прогреться.
  2. Постоянно следить за состоянием и уровнем жидкости, и вовремя производить ее замену.
  3. Следует избегать резких нагрузок во время старта, помните, эта трансмиссия не адаптирована для гонок.
  4. Регулярно производите визуальный осмотр всех датчиков и проверяйте их целостность и работоспособность.
  5. И последнее, пожалуй, самое главное, в случае возникновении каких-либо проблем с вариатором — немедленно обратитесь к специалисту и ни в коем случае не пытайтесь произвести ремонт вариатора своими руками, поверьте, ничего хорошего из этого не выйдет.

Источник: АвтоПульсар

Что такое вариатор: изучаем вместе

Для каждого вида коробки передач характерны свои особенные отличия. Самым простым вариантом является механическая коробка передач.

Самая простая коробка — это механическая, она имеет семьскоростей. Автоматика — не более десяти, хотя работают уже и над одиннадцатиступенчатой, а коробка-вариатор лишена фиксированных передач, её можно по праву назвать бесступенчатой. Передача крутящего момента от двигателя к колёсам осуществляется очень плавно.

Вариатор уже давно, до того как устанавливать на автомобили, использовали на мотоциклах. В машинах же известных брендов вариаторная коробка стала использоваться совершенно недавно. Вариатор, как плавная бесступенчатая новинка полюбился сегодня автомобильным пользователям, но в то же время получает и некоторые нарекания разочарованных владельцев, которых не так много, впрочем, но всё же они есть.

Повторимся, нет ничего идеального даже в природе. И факт остаётся фактом даже не обращая внимания на то, что разработки вариатора велись достаточно давно, сегодня эта система пока ещё достаточно «сыровата» и до конца толком не доработана даже самыми известными автомобильными брендами.

Принцип работы

В зависимости от конструктивных различий и устройства вариаторные коробки передач можно разделить на несколько типов: тороидальные, клиноременные, цепные и другие приводы. Наиболее распространённым типом вариаторной коробки передач является клиноременной на основе шкивов с переменным диаметром. О таком вариаторе и пойдёт далее речь.

Для того, чтобы понять устройство вариатора, представим две идентичные трубки, которые находятся на небольшом расстоянии параллельно друг напротив друга. Когда их стянем резинкой и начнём крутить какую-либо из них, то вращение придастся и второй, причём с той же скоростью, что и первой. Но если одну трубку заменить на другую большего диаметра, то скорость их вращения относительно друг друга будет другой: скорость вращения большей трубки будет существенно ниже чем у параллельной меньшего диаметра.

Принцип работы вариаторной коробки идентичен, только цилиндры имеют постоянно изменяющийся диаметр. В состав вариатора входит шкивы конусовидной формы, которые направлены друг к другу вершинами, а между ними зажат ремень специальной клиновидной формы.

Конусы, попарно двигаясь друг к другу и обратно, изменяют диаметр рабочей поверхности шкивов

. При раздвижении конусов, ремень, что обращён рёбрами к ним, провалится в середину шкива и будет огибать его по радиусу меньшего размера. В случае движения конусов навстречу друг другу, огибание шкива ремнём будет происходить наоборот по большему радиусу.

Управление шкивами происходит под строгим контролем гидравлической системы, которая следит за синхронным сближением конусов одного шкива и расхождением в другом. Один шкив располагается на ведущем валу, который идёт от двигателя, а второй прикреплён к ведомому, который идёт уже к колёсам. Благодаря такому расположению шкивов, передаточное отношение налаживается в широчайшем диапазоне.

Что бы осуществить движение назад в автомобиле с вариатором, в нём находится специальный узел, меняющий направление вращения выходного вала. Таким узлом может служить планетарная передача.

История появления и внедрения в автомобили

Первейшим серийным автомобилем, оборудованным вариатором, можно считать по праву DAF 600. Автомобиль, который сошёл в первый раз с конвейера ещё в далёком 1958 году. Эта машина была достаточно не плохим вариантом для передвижения, но завоевать сердца автолюбителей так и не смогла и была снята с производства. Далее целых 13 лет не выпускались автомобили с вариаторной коробкой передач. И о чудо!

В 1972 году свет увидел Volvo 343! Достойный автомобиль и очень прекрасный для своего времени с богатейшим оснащением. Но главным его недостатком оказался именно вариатор.

Вся проблема заключалась в бракованных клиновидных ремнях коробки с ограниченным ресурсом. Но выпуск модели компания сворачивать не собиралась и поэтому на конструкторов была возложена задача поиска альтернативы клиновидному ремню.

И в Volvo решение всё же было найдено братьями Ван Дорн. Они предложили идею использования ремня, состоящего из наборных пластин, которые бы толкали муфту вместо того, чтобы крутить её.Подобного решения не поддержала компания Audi. Её инженеры предложили попросту заменить ремень на цепь. Эти наработки были использованы уже в автомобиле AUDI A6.

А теперь хотим предложить Вам краткую хронологию инновационного развития вариатора:

1490 год – гений эпохи возрождения Леонардо да Винчи опубликовал свои наработки бесступенчатой трансмиссии. Конечно в то время автомобилей не было и в помине, но всё же. 1886 год –подача первого патента на тороидальную CVT.

1935 год — Dodgeпатентует тороидальный вариатор в США.

1939 год – свет увидела коробка автомат, в основе которой лежит планетарная система передач.

1958 год — Dafвыпускает первый серийный автомобиль, оснащённый вариаторной коробкой передач.

1972 год — Volvo 343 достаточно удачное серийное производство автомобилей с вариатором.

1989 год — SubaruJusty GL –первое полноценное производство автомобилей на вариаторе в Америке.

2002 – дебют Saturn на коробке вариатор.

2002 – Ваз 2112 оснастили вариатором на замену механике.

2014 – рынок автомобилей на CVT приближается в количественном соотношении к автомобилям на автомате.

Отличие вариатора от других видов трансмиссий

Механическая коробка

Начнём с самой популярной трансмиссии, то есть механической. Возраст этого ветерана насчитывает уже более века. Но за этот период она изменялась множество раз, дойдя до сегодняшнего времени в лучшем её проявлении.

Коробка вместе с двигателем расположены под капотом автомобиля, а между ними находится узел сцепления. При выжимании водителем педали сцепления, происходит механическое разъединение двигателя и коробки передач, в этот момент и выбирается необходимая для включения передача. Рекомендовано производить «разъединение» МКПП и мотора также во время торможения и при парковании.

Расположение двигателя в автомобилях с задним приводом – продольное. МКПП в таком случае состоит из трёх валов: ведущего, промежуточного и ведомого. Автомобили с передним приводом оснащаются поперечным расположением двигателя, а

коробка в свою очередь имеет только два вала: входящий и выходящий. Это и приводит к различной работе трансмиссии, но это не влияет на функции, они остаются неизменными.

Коробка автомат

Переключение передач в классическом автомате контролируется гидроблоком, которым в современных автомобилях управляет электроника. Поэтому при помощи АКПП можно использовать различные режимы езды: экономичный, обычный и спортивный. В более «навороченных» автоматических коробках бывает ещё полно всевозможных режимов, которые так и остаются не познанными автомобилистами.

Классические автоматы отличаются хорошей надёжностью настолько, что выдерживают пробег в 400 тысяч километров без особых вмешательств в конструкцию коробки. Главное аккуратно эксплуатировать коробку и не «жечь» её на резких стартах со светофоров, а также вовремя заливать в агрегат качественное масло.

Многие современные АКПП позволяют переключать передачи в ручном режиме.

Роботизированная коробка передач («робот»)

Коробка «робот» — это механическая коробка, в которой передачи переключаются электроникой. Как и в случае с автоматом, в автомобиле с роботом присутствуют две педали, но присутствует сцепление, но в отличии от АКПП, гидротрансформатора здесь нет.

Робот характерен наличием существенных толчков при переключениях передач, особенно на малых скоростях, в отличие от АКПП и тем более вариатора, который плавнее чем все остальные коробки. Достаточно недавно в продажу стали поступать автомобили, оснащённые роботизированной коробкой с двумя сцеплениями. Одно из сцеплений отвечает за переключение чётных передач, второе – нечётных.

В данном случае передачи переключаются за доли секунды, что разительно отличает эту коробку от обычного робота, в котором задержки могут достигать и трёх секунд. Данный тип трансмиссии впитал в себя экономичность и динамичность работы механики и удобство автомата.

Преимущества и недостатки

Вариатор обладает существенными преимуществами, что продвинуло эту бесступенчатую трансмиссию на уровень оснащения автомобилей на ровне с автоматом. Рассмотрим их:

— автомобиль на вариаторе разгоняется очень плавно, ибо эта коробка передач лишена каких-либо скачков и рывков в илу своей конструкции;

— разгон на вариаторе происходит быстрее, так как на переключение скоростей абсолютно не затрачивается время.

— автомобили с вариатором, в отличие от автомобилей с механической коробкой передач, плавно трогаются с места и не глохнут на светофорах или подъёмах;

— наличие всего двух педалей и лёгкость управления;

— даже разгоняясь, вариатор не производит много шума;

— вариатор более экономичен по расходу топлива нежели другие коробки передач. Это обусловлено его возможностью динамического разгона и плавного хода;

— вариатор – самая экологичная трансмиссия, так как не задымляет настолько сильно атмосферу, как его оппоненты МКПП и АКПП.

Но не всё так сладко, как может показаться. И вариатор может предоставить хлопоты водителям:

— машина на бесступенчатой трансмиссии не способна долгое время передвигаться на высоких оборотах; — вариатор очень требователен к замене масла, поэтому за этим следует тщательно приглядывать и менять его каждые 20-30 тысяч километров, как минимум;

— вариатор также требует заливать в него определённую жидкость для корректной работы ремня коробки. А найти её достаточно непросто и стоит она недёшево;

— грубая и небрежная эксплуатация вариатора ведёт к его быстрой поломке. Нельзя его насиловать так, как, допустим, механическую коробку передач;

— ремонт вариатора достаточно дорогостоящий и сложный;

— выход из строя хотя-бы одного малейшего датчика может пагубно отразиться на работе всего вариатора.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Вариатор: плюсы и минусы

Вариатор при первом впечатлении с лёгкостью и не кривя душой можно назвать идеальной коробкой переключения передач. Водители автомобилей на вариаторе могут даже кичиться тем, что в их автомобилях стоит бесступенчатая коробка. Сколько-сколько Вы говорите в Вашем автомобиле передач? Шесть? Восемь? А у меня – бесконечность, ведь вариатор не имеет ступеней.

Что ещё, казалось бы так, нужно обычному автомобилисту? Вариатор держит мотор в тонусе всегда, когда это необходимо, благодаря поддержанию оптимальных передаточных чисел, что обеспечивает хорошую динамику и превосходную экономичность топлива.

Принцип работы

В зависимости от конструктивных различий и устройства вариаторные коробки передач можно разделит на несколько типов: тороидальные, клиноременные, цепные и другие приводы. Наиболее распространённым типом вариаторной коробки передач является клиноременной на основе шкивов с переменным диаметром. О таком вариаторе и пойдёт далее речь.

Для того, чтобы понять устройство вариатора, представим две идентичные трубки, которые находятся на небольшом расстоянии параллельно друг напротив друга. Когда их стянем резинкой и начнём крутить какую-либо из них, то вращение придастся и второй, причём с той же скоростью, что и первой. Но если одну трубку заменить на другую большего диаметра, то скорость их вращения относительно друг друга будет другой: скорость вращения большей трубки будет существенно ниже чем у параллельной меньшего диаметра.

Принцип работы вариаторной коробки идентичен, только цилиндры имеют постоянно изменяющийся диаметр. В состав вариатора входит шкивы конусовидной формы, которые направлены друг к другу вершинами, а между ними зажат ремень специальной клиновидной формы. Конусы, попарно двигаясь друг к другу и обратно, изменяют диаметр рабочей поверхности шкивов. При раздвижении конусов, ремень, что обращён рёбрами к ним, провалится в середину шкива и будет огибать его по радиусу меньшего размера. В случае движения конусов навстречу друг другу, огибание шкива ремнём будет происходить наоборот по большему радиусу.

Управление шкивами происходит под строгим контролем гидравлической системы, которая следит за синхронным сближением конусов одного шкива и расхождением в другом. Один шкив располагается на ведущем валу, который идёт от двигателя, а второй прикреплён к ведомому, который идёт уже к колёсам. Благодаря такому расположению шкивов, передаточное отношение налаживается в широчайшем диапазоне.

Что бы осуществить движение назад в автомобиле с вариатором, в нём находится специальный узел, меняющий направление вращения выходного вала. Таким узлом может служить планетарная передача.

Основные преимущества и недостатки

Вариатор обладает существенными преимуществами, что продвинуло эту бесступенчатую трансмиссию на уровень оснащения автомобилей на ровне с автоматом. Рассмотрим их:

— автомобиль на вариаторе разгоняется очень плавно, ибо эта коробка передач лишена каких-либо скачков и рывков в илу своей конструкции;

— разгон на вариаторе происходит быстрее, так как на переключение скоростей абсолютно не затрачивается время.

— автомобили с вариатором, в отличие от автомобилей с механической коробкой передач, плавно трогаются с места и не глохнут на светофорах или подъёмах;

— наличие всего двух педалей и лёгкость управления;

— даже разгоняясь, вариатор не производит много шума;

— вариатор более экономичен по расходу топлива нежели другие коробки передач. Это обусловлено его возможностью динамического разгона и плавного хода;

— вариатор – самая экологичная трансмиссия, так как не задымляет настолько сильно атмосферу, как его оппоненты МКПП и АКПП.

Но не всё так сладко, как может показаться. И вариатор может предоставить хлопоты водителям:

— машина на бесступенчатой трансмиссии не способна долгое время передвигаться на высоких оборотах;

— вариатор очень требователен к замене масла, поэтому за этим следует тщательно приглядывать и менять его каждые 20-30 тысяч километров, как минимум;

— вариатор также требует заливать в него определённую жидкость для корректной работы ремня коробки. А найти её достаточно непросто и стоит она недёшево;

— грубая и небрежная эксплуатация вариатора ведёт к его быстрой поломке. Нельзя его насиловать так, как, допустим, механическую коробку передач;

— ремонт вариатора достаточно дорогостоящий и сложный;

— выход из строя хотя-бы одного малейшего датчика может пагубно отразиться на работе всего вариатора.

Основные неисправности

Вариатор подвержен поломкам, в большей или меньшей степени как и другие типы трансмиссий. Причин для появления их может быть множество: это и халатность по отношению к своей машине во время движения, и просрочке замены масла, и несвоевременное проведение технического обслуживания. Так как вариатор нынче, хоть и уже достаточно встречающееся явление, но это новинка автомобильного мира и это касается также и Украины. Поэтому продиагностировать и устранить неисправность способны далеко не все автосервисы. Наилучшим вариантом будет определение признаков неисправностей на максимально ранних стадиях, ибо в противном случае дорогостоящего ремонта коробки Вам не избежать.

Возглавляющей в списке неисправностей бесступенчатой коробки передач является поломка связанная с повреждением ремня вариатора. Первопричиной для этого может служить экстренное торможение на большой скорости. В таком случае ремень переходит в аварийное положение, в следствии чего появляется на нём множество зазубрин. Систематическое повторение подобных или иных «стрессовых ситуаций» может в конце концов привести к разрыву ремня.

Сбои работы узловой электроники так же влекут за собой всякого рода проблемы с вариатором. Неполадки электроники возникают в следствии нарушения контактов в клеммах. Также к этому пункту можно отнести и повреждение жгута электропроводки. Если Вы заметили в положении нейтрали своеобразные раскачивания, то не затягивайте с этим. Ведь это может служить причиной возникновения проблем с электроникой вариатора.

Причиной неисправностей в работе ЭБУ вариатора, муфты переднего хода или гидротрансформатора могут являться проблемы при трогании машины с места или возникшие сложности при переключении передач до самого конца. Если при переключении селектора прослушиваются удары, то это свидетельствует о перебоях с давлением в вариаторной магистрали.

Также о неисправности работы вариатора свидетельствует и появление в салоне автомобиля запаха горелого масла. Если Вы ощутили этот запах, то проверьте уровень масла и его состояние. Если же кроме этого присутствует и появление дыма, а масло стало более тёмным, то это свидетельствует об определённых проблемах с вариатором.

История появления и внедрения в автомобили

Первейшим серийным автомобилем, оборудованным вариатором, можно считать по праву DAF 600. Автомобиль, который сошёл в первый раз с конвейера ещё в далёком 1958 году. Эта машина была достаточно не плохим вариантом для передвижения, но завоевать сердца автолюбителей так и не смогла и была снята с производства.

Далее целых 13 лет не выпускались автомобили с вариаторной коробкой передач. И о чудо! В 1972 году свет Volvo 343! Достойный автомобиль и очень прекрасный для своего времени с богатейшим оснащением.

Но главным его недостатком оказался именно вариатор. Вся проблема заключалась в бракованных клиновидных ремнях коробки с ограниченным ресурсом. Но выпуск модели компания сворачивать не собиралась и поэтому на конструкторов была возложена задача поиска альтернативы клиновидному ремню.

И в Volvo решение всё же было найдено братьями Ван Дорн. Они предложили идею использования ремня, состоящего из наборных пластин, которые бы толкали муфту вместо того, чтобы крутить её. Подобного решения не поддержала компания Audi. Её инженеры предложили попросту заменить ремень на цепь. Эти наработки были использованы уже в автомобиле AUDI A6.

А теперь хотим предложить Вам краткую хронологию инновационного развития вариатора: 1490 год – гений эпохи возрождения Леонардо да Винчи опубликовал свои наработки бесступенчатой трансмиссии. Конечно в то время автомобилей не было и в помине, но всё же.

1886 год – подача первого патента на тороидальную CVT.

1935 год — Dodge патентует тороидальный вариатор в США.

1939 год – свет увидела коробка автомат, в основе которой лежит планетарная система передач.

1958 год — Daf выпускает первый серийный автомобиль, оснащённый вариаторной коробкой передач.

1972 год — Volvo 343 достаточно удачное серийное производство автомобилей с вариатором.

1989 год — Subaru Justy GL – первое полноценное производство автомобилей на вариаторе в Америке.

2002 – дебют Saturn на коробке вариатор.

2002 – Ваз 2112 оснастили вариатором на замену механике.

2014 – рынок автомобилей на CVT приближается в количественном соотношении к автомобилям на автомате.

Отличия от других видов трансмиссий

Механическая коробка

Начнём с самой популярной трансмиссии, то есть механической. Возраст этого ветерана насчитывает уже более века. Но за этот период она изменялась множество раз, дойдя до сегодняшнего времени в лучшем её проявлении.

Коробка вместе с двигателем расположены под капотом автомобиля, а между ними находится узел сцепления. При выжимании водителем педали сцепления, происходит механическое разъединение двигателя и коробки передач, в этот момент и выбирается необходимая для включения передача. Рекомендовано производить «разъединение» МКПП и мотора также во время торможения и при парковании.

Расположение двигателя в автомобилях с задним приводом – продольное. МКПП в таком случае состоит из трёх валов: ведущего, промежуточного и ведомого. Автомобили с передним приводом оснащаются поперечным расположением двигателя, а коробка в свою очередь имеет только два вала: входящий и выходящий. Это и приводит к различной работе трансмиссии, но это не влияет на функции, они остаются неизменными.

Коробка автомат

Переключение передач в классическом автомате контролируется гидроблоком, которым в современных автомобилях управляет электроника. Поэтому при помощи АКПП можно использовать различные режимы езды: экономичный, обычный и спортивный. В более «навороченных» автоматических коробках бывает ещё полно всевозможных режимов, которые так и остаются не познанными автомобилистами

Классические автоматы отличаются хорошей надёжностью настолько, что выдерживают пробег в 400 тысяч километров без особых вмешательств в конструкцию коробки. Главное аккуратно эксплуатировать коробку и не «жечь» её на резких стартах со светофоров, а также вовремя заливать в агрегат качественное масло.

Многие современные АКПП позволяют переключать передачи в ручном режиме.

Роботизированная коробка передач («робот»)

Коробка «робот» — это механическая коробка, в которой передачи переключаются электроникой. Как и в случае с автоматом, в автомобиле с роботом присутствуют две педали, но присутствует сцепление, но в отличии от АКПП, гидротрансформатора здесь нет.

Робот характерен наличием существенных толчков при переключениях передач, особенно на малых скоростях, в отличие от АКПП и тем более вариатора, который плавнее чем все остальные коробки.

Достаточно недавно в продажу стали поступать автомобили, оснащённые роботизированной коробкой с двумя сцеплениями. Одно из сцеплений отвечает за переключение чётных передач, второе – нечётных. В данном случае передачи переключаются за доли секунды, что разительно отличает эту коробку от обычного робота, в котором задержки могут достигать и трёх секунд. Данный тип трансмиссии впитал в себя экономичность и динамичность работы механики и удобство автомата.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Что такое вариатор и вариаторная коробка передач?

В настоящее время существует несколько разновидностей автомобильных трансмиссий, которые, как известно определяются типом коробки передач. Среди последних сегодня выделяют: механическую, автоматическую, роботизированную, вариаторную. Сравнивать механику и автомат мы не будем, равно, как и не станем говорить, что лучше автомат или вариатор, поскольку чтобы дать ответ на последний вопрос необходимо разобраться в том, что представляет собой этот самый вариатор. Ну что же, давайте, тогда о нем и поговорим.

Вариаторная КПП (английское обозначение CVT, от Continuously Variable Transmission, что в переводе означает постоянно изменяющаяся трансмиссия) или, как ее чаще именуют автолюбители, вариатор, представляет собой бесступенчатую коробку переключения передач. Внешне вариатор практически невозможно отличить от АКПП, поскольку он также оборудован 2 педалями (газ и тормоз), а рычаг переключения передач имеет несколько позиций, обозначенных традиционными для автомата буквами – P, R, N, D, однако работает бесступенчатая коробка абсолютно иначе.

В силу того, что в вариаторе нет фиксированных передач, переключение (хотя это слово несколько неуместно, ведь передаточное число изменяется по мере разгона или замедления автомобиля) между ними происходит плавно и незаметно во многом благодаря гидравлическому или механическому преобразованию крутящего момента, нет никаких толчков или рывков, чем не может похвастать ни автомат, ни тем более механика.

Несмотря на то, что популярность вариаторная коробка переключения передач завоевала сравнительно недавно, следует сказать, что прототип CVT был предложен Леонардо да Винчи. Первый же серийный автомобиль, оборудованный такой коробкой передач, сошел с конвейера завода DUF в середине ХХ века, когда с подобным шильдиком ездили и легковые авто, а не исключительно грузовики, как сегодня. Естественно, современные вариаторы отличаются от первых экземпляров, так в настоящее время встречаются два вида вариаторов:
• Клиноременный,
• Тороидный.

Конструкция клиномерного вариатора состоит из пары раздвижных шкивов, соединенных между собой при помощи ремня с трапецеидальным сечением, который фактически является металлической лентой. Во время движения шкивы сближаются и удаляются друг от друга. При сближении шкивов ремень начинает выталкиваться и приобретает форму клина, вследствие чего увеличивается радиус шкива, что провоцирует и увеличение передаточного числа, и наоборот. В промежуточном положении ремень остается прямым. За работу шкивов отвечает специальный гидравлический привод, который управляется электроникой.

Конструкция тороидного вариатора заметно разнится от представленной выше. За работу данного типа CVT отвечают ролики и специальные соосные диски, между которыми, собственно, и происходит передача крутящего момента. Для изменения отношения приходится менять радиусы, т.е. положение роликов.

В настоящее время с конвейеров автозаводов сходит все большее количество автомобилей, оснащенных вариаторной коробкой передач. Несомненно, CVT обладает массой преимуществ, однако ощутить их все в полной мере можно лишь в случае бережного эксплуатирования трансмиссии и регулярного осуществления технического обслуживания, в противном случае автовладелец познакомится с главным недостатком трансмиссии подобного типа – дорогостоящим ремонтом.

Берегите свой автомобиль и заботьтесь о нем вне зависимости от того, какой трансмиссией он оборудован, поскольку только тогда вы сможете получать от управления автомобилем только самые положительные эмоции и впечатления.

вариатор как особый вид АКПП. Прогрев вариатора зимой Как ездить на вариаторе зимой

Бесступенчатые коробки передач CVT обеспечивают плавное переключение передач и не имеют фиксированных первой, второй или пятой передач. С принципами езды на автомобилях с вариатором водители познакомились сравнительно недавно. Поэтому следует узнать, как правильно управлять вариатором и каких ошибок нельзя допускать при эксплуатации коробки передач.

[Скрыть]

Режимы вариатора

Сначала разберем основные режимы работы коробки автоматического вариатора.

Движение вперед

На трансмиссии с вариатором движение вперед обозначается символом D. Этот режим считается основным в работе коробки передач; для его включения селектор устанавливается в положение D. Трансмиссия вариатора автоматически изменяет передаточное число во время движения в зависимости от скорости силового агрегата.Модуль управления трансмиссией будет контролировать машину и двигатель машины для обеспечения максимальной эффективности.

Реверс

Для включения этого режима селектор коробки передач перемещают в положение R. Конструктивные особенности трансмиссионного блока: в коробке передач отсутствует передача заднего хода ведомого вала, передающего вращение на колеса автомобиля. Поэтому агрегат укомплектован дополнительными узлами и механизмами, которые включаются в работу при включении режима R. Во избежание неисправностей рычаг переключения передач можно переместить в это положение после полной остановки машины.В зависимости от типа автомобиля для переключения селектора в режим R необходимо дополнительно нажать специальную кнопку. Это можно сделать только после полной остановки автомобиля.

Трансмиссия вариатора

«Нейтралка»

Нейтральная передача обозначается буквой N. Если включить селектор коробки передач в этом положении, двигатель автоматически отключается от коробки передач. Использование нейтральной скорости разрешено при движении в пробках и при длительном простое автомобиля.Также нейтральный режим используется для запуска двигателя автомобиля, но вы не можете включить нейтраль во время короткой остановки.

Стоянка

Режим парковки на вариаторах обозначается буквой P. Когда водитель переводит селектор в это положение, специальный штифт блокирует ведомый вал трансмиссии. Это предотвращает возможность самопроизвольного вождения автомобиля. Использование режима парковки разрешено при полной остановке автомобиля, когда автомобиль находится на стоянке. В большинстве автомобилей для активации парковочного положения нужно нажать на педаль тормоза и поднять ручной тормоз.Это своего рода защита. Чтобы отключить этот режим, необходимо выполнить те же действия в обратном порядке.

Ручное управление

Для ручного переключения передач используется специальная выемка на кузове фургона в салоне с символами «+» и «-». Как таковых в трансмиссии CVT нет шестерен, поэтому для удобства используется ручной режим. Коробка передач вариатора самостоятельно изменяет передаточное число, имитируя работу ступенчатой ​​трансмиссии. Водитель может изменять крутящий момент двигателя во время движения, переключая режимы, но на самом деле это лишь условное переключение передач.

Добиться полного соответствия между функционированием вариаторной трансмиссии и механической коробки не получится, так как модуль управления следит за скоростью силового агрегата. При необходимости он самостоятельно меняет передаточное число. Это сделано для предотвращения воздействия на агрегат повышенных нагрузок.


Схема изменения положения роликов при увеличении и уменьшении оборотов

Дополнительные режимы

Коробки передач вариатора в большинстве современных автомобилей имеют дополнительные режимы трансмиссии:

  1. Спортивный режим (S).При активации он обеспечивает большую маневренность автомобиля и более быстрый старт, когда водитель нажимает на педаль газа. Это положение актуально для использования при эксплуатации автомобиля в интенсивном режиме эксплуатации. Но проблема в том, что агрегаты вариаторов гораздо медленнее меняют передаточное число. Это обеспечивает хорошую тягу при увеличении числа оборотов ДВС.
  2. Экономичный режим (E). Это противоположность спортивному режиму. После активации модуль управления регулирует коробку передач таким образом, чтобы силовой агрегат начал максимально взаимодействовать с коробкой передач.Это гарантирует, что расход топлива машины сведен к минимуму. Конечно, по сравнению с механикой коробки передач CVT работают менее экономично.
  3. Расширенные условия использования (L). Если водитель поворачивает рычаг переключения передач в это положение, то коробка передач обеспечивает наибольшее передаточное число, что способствует увеличению мощности двигателя внутреннего сгорания. Этот режим полезен при движении по бездорожью, буксировке прицепа и т. Д.

Уход и обслуживание

Какие правила вождения необходимо учитывать, чтобы исправно работать вариаторной коробкой передач, мы расскажем ниже.Для начинающих водителей секреты правильной эксплуатации указаны в сервисной книжке. Мы рекомендуем вам ознакомиться с техническим руководством к машине, чтобы избежать ошибок при использовании.

Трансмиссионное масло

Всегда следите за количеством смазки, а также за ее состоянием в коробке передач. Следите за уровнем смазки, потому что важно поддерживать его в пределах стандарта. При недостаточном количестве расходных материалов масло не сможет эффективно смазывать фрикционные детали и узлы трансмиссии CVT.В результате это приведет к их быстрому износу.

Коробки передач

CVT чувствительны к использованию некачественного масла. Заправляйте агрегат продуктами проверенных производителей, а перед заменой жидкости обязательно ознакомьтесь с руководством по обслуживанию. В нем есть все советы по выбору стандартов и спецификаций, которым должен соответствовать расходный материал, конечно, если его замена предусмотрена производителем машины. Если эти требования не выполняются, такая эксплуатация приведет к дорогостоящему ремонту в будущем.

Если инструкции не содержат рекомендаций по выбору смазки, обратитесь к своему дилеру. Менять смазку необходимо только на специализированных станциях. Конструктивные особенности и характеристики вариаторов таковы, что самостоятельно поменять расходник очень сложно.

Резкие нагрузки

Трансмиссии CVT не переносят высоких нагрузок. Большие нагрузки на коробку передач приведут к неисправности коробки передач. В случае, когда вам нужно быстро разогнаться, особенно зимой, рекомендуем сначала прогреть коробку передач до рабочей температуры.Если двигатель прогрелся, это не значит, что масло в коробке передач прогрелось. В двигателе внутреннего сгорания и коробке передач используется одна и та же система охлаждения, но поскольку коробка передач находится дальше от двигателя, для ее нагрева требуется больше времени. Из-за того, что смазка холодная, она не может пройти по всем каналам системы и смазать все трущиеся механизмы. Некоторое время, пока коробка передач не прогреется, эти детали будут работать без смазки.

Как начать водить машину?

Когда автомобиль стоит на некоторое время, смазка течет в поддон трансмиссии.В холодное время года вязкость расходного материала становится выше, поэтому при запуске двигателя в холодную погоду не нужно сразу начинать движение. Подождите некоторое время (не менее трех минут), чтобы жидкость прошла через все каналы. Некоторые производители для более быстрого нагрева смазки рекомендуют включать все режимы трансмиссии по очереди, задерживая каждый из них на несколько секунд. Мы советуем вам делать это только в том случае, если эти рекомендации указаны в руководстве по обслуживанию.

Особенности при маневрировании и поворотах

При езде на автомобиле с вариатором учитывайте, что такие коробки передач чувствительны к увеличению скорости силового агрегата.Изначально водитель увеличивает их количество, нажимая на педаль газа. Затем, в соответствии с выбранным режимом, трансмиссия автоматически регулирует частоту вращения для достижения оптимальных характеристик. Но выбор займет некоторое время. Если вы совершаете маневр во время езды, то в первую очередь учитывайте этот фактор. Сначала увеличьте обороты двигателя, а затем выполните маневр. Это касается и входа в поворот: водителю необходимо нажать на педаль газа в момент, когда рулевое колесо только начинает поворачиваться.

Транспортировка и буксировка

Буксировка автомобилем с вариатором, а также буксировка не допускаются.В противном случае эти действия приведут к быстрому износу трансмиссии или она полностью выйдет из строя. Если производитель автомобиля разрешает буксировку, то обязательно уточните этот момент, изучив правила эксплуатации. Но мы не рекомендуем этого делать, так как на практике встречаются случаи, когда транспортировка других машин приводит к поломке трансмиссии, особенно если речь идет об агрегатах с большим пробегом. Лучше вызвать эвакуатор и потом заплатить больше, чем переплачивать за ремонт. При неисправности мотора буксировка разрешается только при отсоединении полуосей от ведущих колес.

Автомобиль с вариатором нельзя использовать в качестве тягача. Разрешается брать на буксир только один прицеп, вес которого не превышает допустимых пределов. Более точная информация о грузоподъемности и расстоянии, на которое можно буксировать прицеп, указана в сервисной книжке машины.

Off Road

Коробки передач CVT обычно не предназначены для обычного использования на бездорожье. Даже если вы являетесь владельцем кроссовера или внедорожника, этот факт необходимо учитывать.Такие автомобили считаются внедорожниками. Вы можете легко повредить трансмиссию, ударившись о выступ или неровность. Если происходит механическое повреждение агрегата, последствия могут быть серьезными: от утечки смазки до выхода из строя составных элементов. В обоих случаях автовладельцу предстоит сложный и дорогой ремонт. При езде по бездорожью нужно аккуратно водить машину с вариатором.

Пробуксовка также не допускается, так как приводит к быстрому износу коробки передач. Если вы застряли в грязи или сугробе, то не нужно пытаться самостоятельно покинуть препятствие.Если часто переключаться между режимами D и R, это приведет к быстрому износу шлицев. Шестерни могут выйти из строя.

Принцип работы вариаторной трансмиссии показан на видео, опубликованном Сергеем Ивановым.

Работа датчиков

Работа датчиков определяет правильность работы вариаторной коробки передач в целом. Все контроллеры должны быть в хорошем рабочем состоянии, чтобы машина работала экономично. Поломка датчика скорости может привести к сбоям в работе трансмиссии CVT.При поломке этого элемента модуль управления переводит коробку передач в аварийное положение, что приводит к аварийному торможению двигателем. Такая проблема приведет к деформации планки КПП, иногда этот элемент ломается, что часто бывает при движении на высокой передаче. Необходимо следить за рабочим состоянием регулятора уровня масла в коробке передач, датчика давления и других деталей.

Плюсы и минусы вариатора

Преимущества коробок передач вариатора:

  1. Эти трансмиссии обычно работают без рывков.Они позволяют разгонять автомобиль быстрее благодаря упрощенному управлению.
  2. Автомобиль с вариатором вряд ли заглохнет на светофоре или в пробке, так как такие машины движутся плавно.
  3. Экономия топлива по сравнению с классическими автоматическими коробками передач.
  4. Коробки передач CVT — относительно экологически чистые агрегаты. Такие системы не выбрасывают в окружающую среду столько токсичных веществ, сколько традиционные автоматические коробки передач и механические коробки передач.

Недостатки:

  1. Чувствительность трансмиссии к неправильному использованию.При движении на высоких скоростях возможен выход из строя составных элементов коробки.
  2. Необходимость периодической обработки клинового ремня специальным инструментом. Найти такую ​​жидкость в мегаполисе не проблема, а вот в небольших городах и деревнях поиск может быть затруднен.

— это АКПП, с особенностями и принципом работы вариатора вы можете ознакомиться в нашей инструкции, вам нужен отзыв — нажмите. Если вас интересуют и другие коробки передач:, или, вы можете ознакомиться с нюансами правильной эксплуатации, перейдя по этим ссылкам.Еще хочу уточнить, что работа вариаторов разных марок, например: Nissan или Toyota, ничем не отличается.

Чего нельзя делать на вариаторе

  1. Категорически не желательно заводить педаль светофора в пол
  2. Постоянная езда на максимальных оборотах (обороты начинают плавать)
  3. Если застряли, просто спросите у кого-нибудь толкать машину.
  4. Езда с полной нагрузкой с прицепом
  5. Снижение скольжения в любой форме

Можно ли включить нейтраль вариатора при накатывании

Вариаторы, как и стандартные машины, настроены на движение в положении D.Вы сели за руль, поставили селектор в Drive и поехали, на нейтраль нажимать не нужно.

Как управлять вариатором в пробке

Нет необходимости включать положение N при каждой остановке. Если вы знаете, что будете стоять долго, просто поверните переключатель в положение P.

Прогревать коробку или нет

Вариатор, как и любой агрегат с трущимися деталями, требует прогрева. Коробку нужно прогреть. Также рекомендуется ехать на низких оборотах двигателя первые несколько километров для оптимального прогрева двигателя и трансмиссии.

Аварийный режим и вариатор

Если ваш свет загорелся, первое, что нужно сделать, это остановиться и попытаться снова завести машину. Если лампа не гаснет, необходима срочная диагностика коробки. Нет необходимости откладывать это.

Правильное обслуживание

Это обязательная процедура для контроля уровня и состояния жидкости в вариаторе. Согласно регламенту, жидкость в коробке необходимо заменять каждые 60 тыс. Км.

Проверить чистоту радиатора охлаждения коробки, он находится за бампером.Регулярно продувайте или полощите. Перегрев пока никому не пошел на пользу. Надеюсь, вы узнали от нашего руководства что-то новое для себя. Основные неисправности вариатора доступны для просмотра

Также среди достоинств стоит выделить топливную экономичность вариатора по сравнению с АКПП, лучшее распределение нагрузки на трансмиссию и на трансмиссию, что позволяет не перегружать силовой агрегат и увеличить срок его службы.

Казалось бы, с учетом всех достоинств вариатор можно считать более комфортной заменой классической машине, но это не так.Дело в том, что многие водители отмечают существенно меньшую, низкую ремонтопригодность вариаторов, высокие затраты на обслуживание и ряд ограничений при эксплуатации. Давайте разберемся.

  • На первый взгляд работа вариатора ничем не отличается от АКПП. Доступные режимы такие же, P — парковка, D — вперед, N — нейтраль, R — задний ход и т. Д.

Также может быть реализована функция управления механической коробкой передач, которая имитирует уменьшение и увеличение трансмиссии самим водителем (аналогично Tiptronic на автоматической коробке передач).Дополнительно может быть спортивный режим, экономичный режим и т.д.

При этом важно понимать, что вариатор среди всех типов АКПП хуже всего «переваривает» и наименее подготовлен к высоким нагрузкам. Говоря простыми словами, резко заводиться на вариаторе крайне нежелательно.

На такой коробке передач нужно плавно разгоняться, постепенно увеличивая обороты двигателя. В противном случае поломки не заставят себя ждать. На практике не редки случаи, когда у любителей светофоров на новых автомобилях выходили из строя вариаторы на 50-60 тыс. Км.пробег.

  • Также вариатор нужно в обязательном порядке прогревать на морозе. Вариаторы чрезвычайно чувствительны к смазке, а трансмиссионное масло хуже распределяется по коробке передач при понижении температуры.

Причем прогрев вариатора вариатора на месте (включение режимов P-R-N-D с задержкой в ​​несколько секунд) не подходит для этого типа трансмиссии, так как вариатор конструктивно отличается от гидромеханического автомата.

В случае с вариатором нужно прогреть двигатель внутреннего сгорания и на несколько секунд включить режим N, который позволит прогреться гидромуфте.Далее нужно начать движение, снизив нагрузку на ящик до минимума на первые 3-5 км.

При понижении температуры до -30 и ниже от поездки на автомобиле с вариаторной коробкой передач лучше отказаться. Если нужно погонять, то машину нужно будет долго прогревать на холостом ходу, тогда езда разрешена исключительно в щадящем режиме.

  • Также вариатор «боится» пробуксовки и повышенных нагрузок. Это означает, что любой кроссовер с вариатором нельзя считать внедорожником, специально подготовленным для условий бездорожья и рассчитанным на работу в сложных условиях.

Также необходимо помнить, что автомобили и внедорожники с вариатором плохо приспособлены для буксировки прицепов, не рассчитаны на перевозку тяжелых грузов и т. Д. По этой причине владельцам вариаторов необходимо избегать ненужной нагрузки на коробку передач.

Проще говоря, использовать автомобиль с вариатором для буксировки другого автомобиля категорически не рекомендуется. Что касается автоприцепа, важно, чтобы вес не превышал допустимых значений. Также могут быть ограничения по скорости и расстоянию при использовании прицепа.

Если автомобиль с вариатором застрял в грязи или снегу, лучше отказаться от самостоятельного выезда. Переключение селектора между режимами при «раскачивании» автомобиля приведет к быстрому износу шлицевых соединений, заметно снижается ресурс деталей коробки передач.

  • Кстати, если возникла необходимость буксировки неисправного автомобиля с вариатором, оптимально воспользоваться услугами эвакуатора. Если такой возможности нет, то нужно придерживаться правил, указанных в мануале, относительно буксировки вариатора.
Как работает вариатор, чем отличается этот тип коробки от МКПП, АКПП или роботизированной трансмиссии. Достоинства и недостатки вариатора.
  • Механическая или автоматическая коробка передач: какая коробка лучше, МКПП или АКПП. Особенности механической и автоматической трансмиссии, рекомендации.
  • Что такое аварийный режим АКПП. Почему АКПП переходит в аварийный режим: причины, по которым автомат «встает» в аварийном режиме, диагностика.


  • Еще семь лет назад мало кто из автомобилистов нашей страны и сопредельных территорий имел представление о том, что такое вариаторная коробка передач и чем она отличается от традиционной «механики» и уже знакомого «автомата». Но сегодня, наверное, каждый производитель имеет в своем модельном ряду автомобили с такой коробкой передач.

    Из-за своего новаторского духа вариатор еще не полностью известен каждому автомобилисту. Не многие водители умеют правильно водить вариатор, разбираются во всех тонкостях его эксплуатации, а также могут оценить все достоинства и недостатки этой коробки.

    Принцип работы вариатора

    Вариатор — автомобильный или внешне управляемый агрегат , который автоматически изменяет передаточное число, выбирает оптимальные значения в зависимости от нагрузки силового агрегата и его скорости. В результате мощность двигателя используется максимально эффективно. В различных видах техники довольно часто можно встретить похожие конструкции множества разновидностей.

    В автомобилестроении используются всего два типа вариаторных механизмов: тороидальный и клиноременной . Каков принцип работы вариатора как достаточно нового передаточного механизма?

    Вариаторы клиноременного типа известны давно. Основными частями такой коробки передач являются скользящие шкивы, которые связаны между собой ремнем с трапециевидным сечением. Когда половинки шкива скользят друг относительно друга, ремень выталкивается наружу. В результате увеличивается радиус шкива, а вместе с ним увеличивается передаточное число.

    Когда половинки наоборот начинают отдаляться друг от друга, ремень опускается внутрь и работает по меньшему радиусу, что позволяет уменьшить передаточное число.Прямой привод достигается, когда оба шкива находятся в промежуточном положении.

    Различные автомобильные бренды разработали собственные разновидности вариаторов на основе клиновых ремней. Например, Audi использует цепи в своей трансмиссии, а Honda использует ремни с металлическими пластинами. Но принцип работы вариатора от этого никак не меняется. Шкивы работают под управлением: электронных систем, сервоприводов и датчиков.

    Вариатор тороидальный отличается от клиновидного.Здесь конструкция состоит из соосных дисков и роликов, передающих момент между ними. Изменение передаточного числа происходит за счет изменения положения роликов и их радиусов, по которым обкатываются диски. Вся сила передается на пятно контакта, поэтому для поворота роликов используются специальные приспособления, которые преодолеть прижимную силу ролика по отношению к диску.

    Например, вариатор Nissan оснащен прецизионным гидравлическим механизмом с электронным управлением.Эта система перемещает кожухи с роликами на микронные доли, в результате чего они сами вращаются за счет смещения относительно оси диска.

    В связи с постоянно развивающимся техническим прогрессом в области электроники, вариаторы постоянно совершенствуются и широко используются на автомобильном транспорте. Их «ахиллесова пята» — это по-прежнему ремни и места контакта дисков с роликами, которые еще не выдерживают больших нагрузок при работе с мощными силовыми агрегатами. На сегодняшний день рекорд составляет 220 л.с.при 300 Нм для клиноременных вариаторов и 240 л.с. и 310 Нм для тороидальных.

    Если провести сравнительную параллель между коробкой вариатора и АКПП, то первый окажется более совершенным механизмом. CVT обеспечивает лучшую динамику разгона, меньший расход топлива и более плавную езду. По мнению экспертов, в ближайшем будущем такие коробки передач заменят привычные нам механику и автомат.

    Как правильно пользоваться вариатором?

    Общей чертой, которая сближает автомобили с автоматом в его классическом проявлении, является отсутствие педали сцепления.Они отличаются конструктивно и принципами работы. В вариаторе передаточные числа изменяются плавно и плавно за счет изменения диаметров ведущего и ведомого дисков. При такой конструкции спусковой крючок, утопленный в полу, доводит силовой агрегат до высоких оборотов на протяжении всего разгона, в результате чего автомобиль разгоняется значительно быстрее, не тратя время на переключение передач.

    Чтобы более подробно разобраться, как правильно пользоваться вариатором, предлагаем рассмотреть его режимы.Они практически идентичны классическому автомату.

    «П» — парковка. Применяется в случаях, когда машина прибывает на место длительной остановки. В этом режиме все элементы управления заблокированы. Двигатель запускается из того же режима.

    «Д» — привод, движение. Режим, в котором машина движется как обычно, плавно меняя передачи.

    «Н» — нейтраль. В основном используется при остановке на склоне. Для этого остановите автомобиль педалью тормоза, переключите рычаг в этот режим, активируйте ручной тормоз, отпустите тормоз и снова выжмите его.Только после этих манипуляций рычаг вариатора можно перевести в парковочное положение.

    Такая последовательность действий обусловлена ​​тем, что коробка вариатора при парковке блокируется не колесами, а валом в самой коробке передач. Это делается тонкой шпилькой, которая легко может сломаться, если вы неосторожно припаркуетесь на неприемлемой скорости.

    «L» — низкий (от англ. Low). В этом режиме силовой агрегат работает на высоких оборотах с максимальной реализацией тормозного эффекта двигателя.Этот режим необходим только в сложных дорожных условиях или при буксировке. Этот режим можно сравнить с первой передачей на механической коробке передач.

    «S» — спортивный режим. Здесь двигатель использует весь свой потенциал в конкретной ситуации, которая произошла. Подходит для тех, кто любит поиграться и стартовать со светофора.

    «Э» — экономичный. Полная противоположность спортивному антиподу с тихой ездой и минимальным расходом топлива.

    Как и классическую АКПП, вариатор нужно «баловать» частой заменой.Этот же расходник для вариатора относится к отдельной группе. Эти масла смазывают трущиеся поверхности и одновременно предотвращают скольжение. Что сразу сбивает с толку, так это то, как один материал содержит такие противоречивые свойства? Но такой оксюморон ставит масла для ВКПП в отдельную уникальную нишу.

    Несмотря на свои специфические свойства, это масло вполне приемлемо. Если вовремя не поменять масло или долить его до необходимого уровня, то через некоторое время ремень начнет скользить по дискам, тем самым разрушая их.

    Плюсы и минусы использования вариатора

    1. Автомобиль с вариатором разгоняется очень плавно, без рывков и рывков.

    2. С вариатором время, затрачиваемое на разгон автомобиля, сокращается до минимума, потому что отсутствует ступень переключения передач.

    3. Автомобиль с вариатором движется плавно, не катится по склонам, не глохнет на светофорах и пробках.

    4. Этим автомобилем легко управлять, так как у него всего две педали.И зачем тут сцепление, когда коробка передач полностью бесступенчатая.

    5. Даже на высоких оборотах вариатор почти бесшумный.

    6. Благодаря плавности хода и динамичному ускорению вариатор потребляет меньше топлива, чем обычные коробки передач.

    7. Вариатор выбрасывает в атмосферу гораздо меньше вредных веществ, в отличие от аналогов — автомата и механики.

    Наряду с преимуществами вариатор имеет свои ограничения , которые могут доставлять неудобства водителю.

    1. Автомобиль с бесступенчатой ​​трансмиссией не может двигаться с максимальной мощностью и на высоких оборотах в течение длительного времени

    2. Вариатор требует пристального внимания. Масла и фильтры придется менять довольно часто, не реже одного раза в 30 000 км пробега.

    3. В вариатор необходимо заливать специальную жидкость, которая напрямую влияет на работу самого ремня. Стоит недешево и достать сейчас не так-то просто.

    4. Неровная работа (резкие движения, экстренное торможение) может привести к быстрой поломке вариатора.

    5. Вариатор можно устанавливать только на легковые автомобили мощностью до 220 лошадиных сил.

    6. Ремонт вариатора может стоить немного дороже, чем такой же станок. К тому же довольно сложно найти в наших реалиях специализированные СТО и опытных мастеров, разбирающихся в устройстве вариатора.

    7. Выход из строя хотя бы одного из датчиков может отрицательно сказаться на работе всей коробки передач.

    Российские водители сравнительно недавно познакомились с правилами вождения автомобилей с коробкой вариатора. Многим удалось привыкнуть к отсутствию в машине третьей педали (обычная АКПП). Но ошибаются те, кто отождествляет автомат и бесступенчатую коробку передач. Нюансы работы вариатора требуют самого внимательного рассмотрения.Как водить вариатор?

    Правила движения на вариаторе

    CVT — латинское сокращение от интересующего нас типа коробки. Функционально не отличается от других типов коробок передач, но принципиально отличается по принципу действия. Переключение передач плавное, без рывков, благодаря коррекции диаметральной плоскости дисков (ведомые / ведомые). Автомобиль разгоняется без рывков. Человек, сидящий за рулем, не отвлекается на переключение передач.Работа автоматики сокращает время разгона, экономит топливо и выбирает оптимальный режим работы двигателя.

    Независимо от степени нагрузки двигателя, уровень шума силовой установки практически не различим. На таких автомобилях вы никогда не услышите рокота спортивной машины, даже если акселератор «утоплен» до отказа. «Умная» электроника компенсирует резкое изменение параметров рабочего агрегата, снимая лишнюю нагрузку.

    Подробности о плюсах

    Автомобиль, оснащенный вариатором, имеет ряд положительных моментов, выгодно отличающих его от автомобилей с «механикой» и автоматической коробкой передач.К преимуществам однозначно можно отнести:

    • скорость хорошо набирает;
    • более экономичный расход топлива;
    • Оптимизированы критические нагрузки двигателя
    • ;
    • увеличивается срок текущего технического обслуживания и ремонта;
    • повышен класс экологической безопасности.

    Речь идет о масле

    Владелец автомобиля несет ответственность за контроль уровня и качества масла в коробке передач. В случае бесступенчатой ​​коробки передач нужно быть особенно осторожным.Абсолютно все вариаторные коробки «болезненно» реагируют на невнимательное отношение к техническим характеристикам и рабочему объему залитого масла. Вам придется часто его менять.

    Масло

    CVT — это отдельная категория. Особенностью материала является антагонизм функции (обеспечение смазки трущихся поверхностей при одновременном предотвращении их скольжения). Экзотичность трансмиссионного масла никак не сказывается на его стоимости, автомобилистов оно не разорит.

    Замена жидкости в ящике с характеристиками, не соответствующими спецификациям, — большой риск.Техническая документация на автомобиль содержит точную информацию о типе и параметрах масла для коробки передач. Игнорирование этого аспекта с большой долей вероятности приведет к незапланированным расходам, их размер может сильно расстроить владельца автомобиля. Если самостоятельно уточнить информацию о расходном материале не удалось, следует обратиться к дилеру или в официальный технический центр за разъяснениями, где обслуживаются автомобили требуемой марки.

    Рекомендуется полностью заменить жидкость на вариаторе при отметках, кратных 60 тысячам километров, в зависимости от производителя эти данные могут отличаться в большую или меньшую сторону.Российские реалии существенно корректируют этот показатель в сторону понижения (около 30 тыс. Км).

    Работа вариатора (краткая инструкция)

    Латинские буквы вместо цифр на ручке переключения МКПП означают следующее:

    • «П» — режим парковки. Парковка долгая, система управления заблокирована. При розжиге следить за тем, чтобы рычаг находился на той же отметке;
    • «D» — автомобиль в движении.Автомобиль идет вперед с характерной плавной сменой ступеней;
    • «Н» — аналог «нейтрали». В бесступенчатом варианте коробка передач используется для парковки под уклоном.

    Алгоритм действий водителя следующий: нажать педаль тормоза до упора → установить рукоятку КПП напротив «N» → заблокировать автомобиль на ручном тормозе → резко отпустить и снова нажать на тормоз → перейти в режим парковки «П». Необычный порядок манипуляций обусловлен особенностями взаимодействия механических узлов при остановке: вал в вариаторе заблокирован штоком небольшой толщины, который легко деформируется (полностью портится) при неосторожной парковке «на скорости».

    • «L» — превышение скорости и эффект торможения двигателем. Рекомендуется при движении по бездорожью, спуску, буксировке прицепа (аналог 1 ступени на «механике»).

    Многие автопроизводители добавляют еще две позиции:

    • «S» — спорт. Двигатель доведен до полной мощности;
    • «E» — экономичный. Расход топлива сведен к минимуму.

    Не перегружать

    Для машин с вариаторами резко возрастающие нагрузки противопоказаны.Они становятся виновниками внеплановых выездов на СТО и последующего ремонта. Этот недостаток вариаторных коробок конструкторы пока не решили.

    Прогрев вариатора требуется при низких температурах. Холодное масло в трансмиссии плохо распределяется по системе, некоторые элементы и детали остаются без смазки. Не рекомендуется прогревать по типу переключением режимов «P-R-N-D» и наоборот, так как это не улучшает нагрев. Помните, что вариатор устроен совершенно иначе, чем другие коробки передач.Как вариант, можно включить нейтраль — «N» на несколько секунд, это немного нагреет гидромуфту (сцепление).

    Тронуть нужно, предварительно убедившись, что машина прогрелась до необходимого предела. После начала движения придерживайтесь спокойной манеры езды хотя бы километр, это позволит полностью прогреться всем элементам бокса. Избыточные расходы на топливо сэкономят затраты на установку новой коробки передач.

    Чем ниже температура окружающей среды, тем больше времени требуется для прогрева коробки.Если температура составляет -35 ° С, лучше не эксплуатировать машину с вариатором. Если все же решились на поездку в сильный мороз, то рекомендуется прогреться не менее 30 минут и всю дорогу придерживаться очень щадящего режима вождения.

    В Европе (Финляндия) нашли альтернативу холостому ходу двигателя для прогрева. Автомобили укомплектованы электросистемой для поддержания рабочей температуры. Аппарат питается от сети через стандартную вилку. Автомобили с таким оборудованием легко узнать по характерным вырезам на бампере.

    По бездорожью не рулит

    Не рекомендуется ездить на автомобилях с вариатором по бездорожью. Не дайте автолюбителям обмануть всемирно известных производителей кроссоверов. Внедорожники с вариатором автоматически зачисляются на счет внедорожников.

    Владельцам вариаторов лучше придерживаться городских и асфальтированных трасс.


    Вы можете повредить бесступенчатую трансмиссию, проехав по выступу, ухабу, когда колеса наедут на ямы, выбоины и другие неровности проезжей части.Такие приключения небезопасны для МКПП, а в случае с вариатором-автоматом последствия могут быть фатальными.

    Буксировка запрещена

    Занос, как и буксировка, на вариаторе не стоит. Эти действия небезопасны для агрегата. Есть вариант буксировки автомобиля — при работающем двигателе (смазка защитит детали от чрезмерного трения) следует ознакомиться с инструкцией по эксплуатации. И даже несмотря на это бывают случаи поломок, особенно бывшего в употреблении КПП, поэтому не рекомендуем буксировать его, ведь эвакуатор намного дешевле ремонта.Неисправность двигателя приводит к неизбежному общению со службой эвакуации, есть еще один, но очень трудоемкий вариант, отсоединение полуосей от ведущих колес.

    Соответственно, настоятельно не рекомендуется использовать автомобиль в качестве тягового устройства для другого автомобиля. Предельно допустимым условием является перевозка прицепа, масса которого не превышает допустимую. Точная информация о грузоподъемности и расстоянии, на которое можно буксировать прицеп для конкретной модели, указана в техпаспорте.

    Поскользнуться — очень вредное действие. Заглохнув на кочках или в грязи, стоит перестать пытаться уйти самостоятельно. Перемещением переключателя между отметками «D» и «R» можно добиться лишь кратковременного износа шлицевых соединений. Заметно сократится ресурс шестерен. Для устранения поломки агрегат будет разобран, что существенно ударит по карману автовладельца.

    Внимание, датчики!

    Невозможно обеспечить безопасность движения без правильной работы органов управления.Крайне важно постоянно следить за их состоянием. Нарушение работы одного датчика может привести к выходу из строя всего агрегата.

    При повреждении датчика контроля скорости блок управления автоматически переводит приводной ремень в среднее аварийное положение, двигатель срочно тормозит. Угроза деформации ремня становится более чем реальной. При движении в высокоскоростном режиме может даже оборваться ременная передача. Снижение оборотов увеличивает выживаемость вариатора.

    Для желающих купить подержанную машину есть незыблемое правило — поменять датчик скорости. Мы настоятельно рекомендуем покупать оригинальную версию у производителя и у проверенного поставщика. То же самое нужно сделать с датчиками уровня и давления масла. Весь комплект датчиков должен быть в хорошем состоянии.

    Заключение

    Выводы, не требующие специального обоснования:

    1. С вариатором «решиться» невозможно. Неизбежны поломки и сокращение срока эксплуатации.
    2. Ограничьте поездки в городские районы, где полностью реализованы преимущества вариатора.
    3. Не начинать движение с холодным маслом.
    4. Следите за уровнем жидкости и работоспособностью контрольных устройств.

    Стиль вождения водителя и общее состояние дорог в регионе проживания автовладельца являются важными факторами, влияющими на окончательное решение при покупке автомобиля с вариатором.

    Бесступенчатая коробка передач | Трактор и строительный завод Wiki

    Бесступенчатая трансмиссия ( CVT ) — это трансмиссия, которая может плавно изменять бесконечное количество эффективных передаточных чисел между максимальными и минимальными значениями.Это контрастирует с другими механическими трансмиссиями, которые предлагают фиксированное количество передаточных чисел. Гибкость вариатора позволяет ведущему валу поддерживать постоянную угловую скорость в диапазоне скоростей на выходе. Это может обеспечить лучшую экономию топлива, чем другие трансмиссии, позволяя двигателю работать с наиболее эффективными оборотами в минуту (об / мин) для различных скоростей автомобиля. В качестве альтернативы его можно использовать для максимизации производительности транспортного средства, позволяя двигателю вращаться с частотой вращения, при которой он производит пиковую мощность.Обычно это выше, чем частота вращения, при которой достигается максимальная эффективность.

    использует

    A Вариатор с цепным приводом

    Принцип вариатора

    Многие небольшие тракторы для дома и сада имеют простые вариаторы с резиновым ремнем. Например, в линейке небольших грузовых автомобилей John Deere Gator используется ремень с системой конических шкивов. Они могут обеспечивать изобилие мощности и развивать скорость 10–15 миль в час (16–24 км / ч), и все это без использования сцепления или переключения передач.Почти все снегоходы, старые и новые, а также мотороллеры используют вариаторы, обычно с резиновым ремнем и регулируемым шкивом.

    Некоторые комбайны имеют вариатор. CVT позволяет регулировать поступательную скорость комбайна независимо от частоты вращения двигателя. Это позволяет оператору замедлять или ускоряться по мере необходимости, чтобы приспособиться к изменениям толщины культуры.

    Трансмиссии

    CVT используются в системах выработки электроэнергии в самолетах с 1950-х годов, а в гоночных автомобилях Formula 500 Американского клуба спортивных автомобилей (SCCA) — с начала 1970-х годов.CVT были запрещены в Формуле 1 в 1994 году из-за опасений, что команды с лучшим финансированием будут доминировать, если им удастся создать жизнеспособную трансмиссию F1 CVT. [1] Совсем недавно были разработаны системы бесступенчатой ​​трансмиссии для картинга, которые, как было доказано, увеличивают производительность и ожидаемый срок службы двигателя. В линейке внедорожников Tomcar также используется система вариатора.

    Некоторые сверлильные станки и фрезерные станки содержат вариатор на основе шкивов, где выходной вал имеет пару регулируемых вручную половин конического шкива, через которые проходит широкий приводной ремень от двигателя.Шкив двигателя, однако, обычно имеет фиксированный диаметр или может иметь ряд ступенек заданного диаметра, что позволяет выбирать диапазоны скоростей. Маховик на сверлильном станке, отмеченный шкалой, соответствующей желаемой скорости машины, установлен на системе понижающей передачи, чтобы оператор мог точно контролировать ширину зазора между половинами шкива. Таким образом, ширина зазора регулирует передаточное отношение между фиксированным шкивом двигателя и регулируемым шкивом выходного вала, изменяя скорость патрона.Ролик натяжителя реализован в ременной передаче, чтобы компенсировать или ослабить провисание ремня при изменении скорости. В большинстве случаев скорость необходимо изменять при работающем двигателе.

    Вариатор

    следует отличать от трансмиссий Power Sharing Transmission (PST), используемых в новых гибридных автомобилях, таких как Toyota Prius, Highlander и Camry, Nissan Altima и гибридных внедорожниках Ford Escape новой модели. Технология CVT использует только один вход от первичного двигателя и обеспечивает регулируемые выходные скорости и крутящий момент; тогда как технология PST использует два входа первичного двигателя и меняет соотношение их вкладов в выходную скорость и мощность.Эти передачи принципиально разные. Однако гибриды Mitsubishi Lancer, Honda Insight, Honda Fit и Honda CR-Z, Nissan Tiida / Versa (только модель SL), Nissan Cube, Juke, Rogue, Altima, Murano, Maxima, Honda Capa, Jeep Patriot и Compass использовать вариатор.

    Типы

    Toyota Super CVT — i

    Шкив переменного диаметра (VDP) или привод Ривза

    В этой наиболее распространенной системе вариатора [2] есть два клиноременных шкива, которые разделены перпендикулярно их осям вращения, между которыми проходит клиновой ремень.Передаточное число изменяется путем перемещения двух шкивов одного шкива ближе друг к другу и двух шкивов другого шкива дальше друг от друга. Из-за V-образного поперечного сечения ремня это заставляет ремень двигаться выше на одном шкиве и опускаться на другом. Это изменяет эффективный диаметр шкивов, что, в свою очередь, изменяет общее передаточное число. Расстояние между шкивами не меняется, как и длина ремня, поэтому изменение передаточного числа означает, что оба шкива должны быть отрегулированы (один больше, другой меньше) одновременно, чтобы поддерживать необходимое натяжение ремня. .

    Клиновой ремень должен быть очень жестким в осевом направлении шкива, чтобы совершать только короткие радиальные движения при скольжении в шкив и выходе из него. Этого можно добиться с помощью цепи, а не однородной резины. Чтобы выскочить из шкивов, одна сторона ремня должна давить. Это снова можно сделать только с помощью цепочки. Каждый элемент цепи имеет конические стороны, которые идеально подходят к шкиву, если ремень движется по крайнему радиусу. По мере того, как ремень входит в шкивы, площадь контакта уменьшается.Площадь контакта пропорциональна количеству элементов, поэтому в цепи много очень мелких элементов. Форма элементов определяется статикой колонны. Толщина ремня в радиальном направлении — это компромисс между максимальным передаточным числом и крутящим моментом. По той же причине ось между шкивами максимально тонкая. На шкивы нанесена пленка смазки. Он должен быть достаточно толстым, чтобы шкив и ремень никогда не соприкасались, и он должен быть тонким, чтобы не тратить энергию, когда каждый элемент погружается в смазочную пленку.Кроме того, элементы цепи стабилизируют около 12 стальных лент. Каждая полоса достаточно тонкая, чтобы легко гнуться. При изгибе он имеет идеальную коническую поверхность на боку. В стопке лент каждая лента соответствует немного разному передаточному отношению, поэтому они скользят друг по другу и нуждаются в масле между ними. Также внешние ленты скользят по стабилизирующей цепи, а центральная лента может использоваться как звено цепи. [примечание 1]

    Nissan Motors Extroid CVT

    Тороидальный или роликовый вариатор (Extroid CVT)

    Тороидальные вариаторы состоят из дисков и роликов, которые передают мощность между дисками.Диски можно изобразить как две почти конические части, расположенные один за другим, со сторонами, выпуклыми так, чтобы эти две части могли заполнить центральное отверстие тора. Один диск — это вход, а другой — выход (они не совсем соприкасаются). Мощность передается с одной стороны на другую с помощью роликов. Когда ось ролика перпендикулярна оси почти конических частей, он контактирует с почти коническими частями в местах одинакового диаметра и, таким образом, обеспечивает передаточное число 1: 1. Ролик можно перемещать вдоль оси почти конических частей, изменяя угол по мере необходимости для сохранения контакта.Это приведет к тому, что ролик будет контактировать с почти коническими частями различного диаметра, давая передаточное число, отличное от 1: 1. Системы могут быть частичными или полными тороидальными. Полные тороидальные системы являются наиболее эффективной конструкцией, в то время как частичные тороидальные системы могут по-прежнему требовать преобразователя крутящего момента и, следовательно, терять эффективность.

    Схемы:

    Магнитный вариатор

    Магнитная система непрерывной переменной передачи была разработана в Университете Шеффилда в 2006 г. и теперь (2011 г.) коммерчески доступна. [3] Два вращающихся передаточных диска, каждый с прикрепленными магнитами, вращаются синхронно. Изменение радиуса магнитов на каждом из дисков вызывает изменение передаточного числа.

    Бесступенчатая трансмиссия (IVT)

    Конкретным типом вариатора является бесступенчатая трансмиссия (IVT), в которой диапазон соотношений скорости выходного вала и скорости входного вала включает нулевое передаточное число, к которому можно непрерывно приближаться, начиная с определенного «более высокого» передаточного числа.Нулевая выходная скорость (низкая передача) с конечной входной скоростью подразумевает бесконечное соотношение входной и выходной скоростей, к которому можно непрерывно приближаться от заданного конечного входного значения с помощью IVT. Низкая передача указывает на низкое отношение выходной скорости к входной. Это низкое передаточное число доводится до крайнего предела с IVT, что приводит к «нейтральному» или не ведущему «низкому» пределу передачи, при котором скорость на выходе равна нулю. В отличие от нейтральной передачи в обычной автомобильной трансмиссии, выходное вращение бесступенчатой ​​трансмиссии может быть предотвращено, поскольку передаточное отношение заднего хода (обратная работа бесступенчатой ​​коробки передач) может быть бесконечным, что приводит к недопустимо высокому крутящему моменту обратного хода; Однако выход IVT с храповым механизмом может свободно вращаться вперед.

    IVT был построен до 1930-х годов; оригинальная конструкция преобразует вращательное движение в колебательное и обратно во вращательное движение с помощью роликовых муфт. [4] Ход промежуточных колебаний регулируется, изменяя выходную скорость вала. Этот оригинальный дизайн все еще производится сегодня, а пример и анимацию этого IVT можно найти здесь. [5] Пол Б. Пирес создал более компактный (радиально-симметричный) вариант, в котором вместо роликовых муфт используется храповой механизм, поэтому для управления выходом не нужно полагаться на трение.Статью и эскиз этого варианта можно найти здесь. скорость, равная разнице между двумя другими скоростями в IVT. Эта конфигурация IVT использует его вариатор в качестве бесступенчатого регулятора (CVR) скорости вращения любого из трех ротаторов планетарной системы передач (PGS).Если две скорости вращения устройства PGS являются входом и выходом CVR, существует настройка CVR, которая приводит к нулю выходной скорости IVT. Максимальное соотношение выходной / входной мощности можно выбрать из бесконечных практических возможностей путем выбора дополнительных входных или выходных шестерен, размеров шкивов или звездочек, не влияя на нулевой выходной сигнал или целостность всей системы. IVT всегда включен, даже во время регулировки нулевого выхода.

    IVT могут в некоторых реализациях предложить лучшую эффективность по сравнению с другими вариаторами, как в предпочтительном диапазоне работы, потому что большая часть мощности проходит через планетарную зубчатую передачу, а не через регулирующий CVR.Возможность передачи крутящего момента также может быть увеличена. Также существует возможность ступенчатого разделения мощности для дальнейшего повышения эффективности, возможности передачи крутящего момента и лучшего поддержания эффективности в широком диапазоне передаточных чисел.

    Примером настоящего IVT является SIMKINETICS SIVAT, в котором используется CVR с храповым механизмом. Его храповой механизм CVR обеспечивает минимальную пульсацию на выходе IVT во всем диапазоне передаточных чисел.

    Еще одним примером настоящего IVT является гидристор, поскольку передний блок, подключенный к двигателю, может перемещаться от нуля до 27 кубических дюймов за оборот вперед и от нуля до -10 кубических дюймов за оборот назад.Задний блок способен производить от нуля до 75 кубических дюймов за оборот.

    CVT с храповым механизмом

    CVT с храповым механизмом — это трансмиссия, основанная на статическом трении и основанная на наборе элементов, которые последовательно включаются, а затем отключаются между приводной системой и ведомой системой, часто используя колебательное или индексирующее движение в сочетании с односторонними муфтами или храповики, которые исправляют и суммируют только «поступательное» движение. Передаточное отношение регулируется путем изменения геометрии рычажного механизма в колеблющихся элементах, так что суммарная максимальная скорость рычага регулируется, даже когда средняя скорость рычага остается постоянной.Мощность передается от входа к выходу только тогда, когда сцепление или храповик включены, и, следовательно, когда он заблокирован в режиме статического трения, когда ведущая и ведомая вращающиеся поверхности мгновенно вращаются вместе без проскальзывания.

    Эти бесступенчатые трансмиссии могут передавать значительный крутящий момент, потому что их статическое трение фактически увеличивается по сравнению с пропускной способностью крутящего момента, поэтому проскальзывание невозможно в правильно спроектированных системах. Эффективность обычно высока, потому что большая часть динамического трения вызывается очень незначительными переходными изменениями скорости сцепления.Недостатком вариаторов с храповым механизмом является вибрация, вызванная последовательным изменением скорости, необходимой для ускорения элемента, который должен вытеснять ранее работавший и замедляющий элемент, передающий мощность.

    CVT с храповым механизмом отличаются от VDP и вариаторов на роликах тем, что являются устройствами на основе статического трения, в отличие от устройств на основе динамического трения, которые тратят значительную энергию из-за проскальзывания скрученных поверхностей. Примером вариатора с храповым механизмом является прототип велосипедной трансмиссии, защищенной U.Патент S. 5,516,132, в котором сильный крутящий момент при педалировании заставляет этот механизм реагировать на пружину, перемещая узел зубчатого венца / звездочку в концентрическое положение пониженной передачи. Когда крутящий момент педалирования снижается до более низкого уровня, трансмиссия автоматически настраивается на более высокие передачи, что сопровождается увеличением вибрации трансмиссии.

    Действующий прототип и анимация работающего двухступенчатого вариатора с храповым механизмом можно найти ниже:

    Гидростатические вариаторы

    Мотоцикл

    Honda DN-01: Анимация автомата перекоса.

    В японском танке Тип 10 используется гидравлическая механическая трансмиссия (HMT).

    Гидростатические трансмиссии используют насос переменной производительности и гидравлический двигатель. Вся мощность передается гидравлической жидкостью. Эти типы обычно могут передавать больший крутящий момент, но могут быть чувствительны к загрязнению. Некоторые конструкции также очень дороги. Однако у них есть преимущество, заключающееся в том, что гидравлический двигатель может быть установлен непосредственно на ступице колеса, что позволяет создать более гибкую систему подвески и исключить потери эффективности из-за трения в приводном валу и компонентах дифференциала.Этот тип трансмиссии относительно прост в использовании, поскольку все скорости движения вперед и назад могут быть доступны с помощью одного рычага.

    В интегрированной гидростатической трансмиссии (IHT) используется единый корпус как для гидравлических элементов, так и для элементов редуктора. Этот тип трансмиссии, чаще всего производимый Hydro-Gear [ цитата: ] , эффективно применяется во множестве недорогих и дорогих версий садовых газонокосилок и садовых тракторов. Многие версии ездовых газонокосилок и садовых тракторов с приводом от гидростатической трансмиссии способны тянуть культиватор с реверсивными зубьями и даже плуг с одним ножом.

    Один из классов ездовых газонокосилок, который в последнее время стал популярным среди потребителей, — это косилки с нулевым радиусом поворота. Эти косилки традиционно оснащались гидравлическими двигателями, установленными на ступицах колес, с приводом от бесступенчатых насосов, но такая конструкция относительно дорога. Компания Hydro-Gear создала первую экономичную интегрированную гидростатическую трансмиссию, подходящую для движения потребительских косилок с нулевым радиусом поворота.

    Некоторое тяжелое оборудование может также приводиться в движение гидростатической трансмиссией; е.грамм. сельскохозяйственная техника, включая комбайны, комбайны и некоторые тракторы. Разнообразное тяжелое землеройное оборудование производства Caterpillar Inc., например В компактных и малых колесных погрузчиках, гусеничных погрузчиках и тракторах, погрузчиках с бортовым поворотом и асфальтовых катках используется гидростатическая трансмиссия. Гидростатические вариаторы обычно не используются для длительных применений с высоким крутящим моментом из-за тепла, выделяемого текущим маслом.

    Мотоцикл Honda DN-01 — первый дорожный потребительский автомобиль с гидростатическим приводом, в котором используется аксиально-поршневой насос переменной производительности с наклонной шайбой с регулируемым углом наклона.

    Трансмиссия с регулируемым зубчатым колесом

    Трансмиссия с регулируемым зубчатым колесом — это не настоящий вариатор, который может изменять свое передаточное число с бесконечными приращениями, а скорее приближается к возможностям вариатора, имея большое количество передаточных чисел, обычно 49. Эта трансмиссия опирается на зубчатое колесо, которое положительно связано с цепью, где зубчатое колесо имеет возможность добавлять или удалять зуб за раз, чтобы изменить его соотношение по отношению к цепи, которую оно ведет. «Зубчатое колесо» может иметь множество конфигураций, включая лестничные цепи, приводные штанги и зубья звездочки.Огромным преимуществом этого типа вариатора является то, что он представляет собой механический привод с принудительным приводом и, таким образом, не имеет потерь на трение и ограничений, присущих вариаторам с роликовым приводом или вариаторам с VDP. Задача в этом типе вариатора состоит в том, чтобы добавить или вычесть зуб из зубчатого колеса очень точно и контролируемым образом, чтобы поддерживать синхронизированное сцепление с цепью. Этот тип трансмиссии может изменять передаточные числа под нагрузкой из-за большого количества передаточных чисел, в результате чего разница в изменении передаточного числа между передаточными числами составляет порядка 3%, поэтому муфта или гидротрансформатор необходимы только для трогания с места.Никакие вариаторы этого типа не используются в коммерческих целях, вероятно, из-за вышеупомянутой проблемы разработки.

    Хотя iCVT работает, у него есть следующие недостатки:

    Высокие потери на трение

    Шкив вариатора iCVT блокируется двумя небольшими блокирующими шкивами. Здесь один блокирующий шкив расположен на натянутой стороне цепи iCVT. Следовательно, на этот блокирующий шкив оказывается значительная нагрузка, величина которой пропорциональна натяжению его цепи.Каждый блокирующий шкив поднимается двумя сегментами цепи: один сегмент цепи слева и один справа от блокирующего шкива; здесь, если два сегмента цепи параллельны друг другу, то нагрузка на блокирующий шкив вдвое превышает натяжение цепи. Но поскольку два сегмента цепи, скорее всего, не параллельны друг другу во время работы iCVT, предполагается, что нагрузка на блокирующий шкив в 1–1,8 раз превышает натяжение его цепи.

    Кроме того, стопорный шкив очень мал, так что его моментный рычаг очень мал.Плечо с большим моментом снижает усилие, необходимое для вращения шкива. Например, использование длинного гаечного ключа с большим плечом момента для открытия гайки требует меньшего усилия, чем использование короткого ключа с небольшим плечом момента. Если предположить, что диаметр ограничивающего шкива в два раза больше диаметра его вала, что является большой оценкой, тогда сила сопротивления трения на внешнем диаметре блокирующего шкива составляет половину силы сопротивления трения на валу блокирующего шкива.

    Ударопрочность и прочность

    Передаточное число iCVT должно быть изменено на один шаг менее чем за один полный оборот его шкива вариатора.Необходимо изменить одно приращение означает, что передаточный диаметр шкива вариатора должен быть изменен с диаметра, имеющего окружную длину, равную целому числу зубьев, на другой диаметр, имеющий окружную длину, равную целому числу. количество зубов; например, изменение диаметра передачи шкива вариатора с диаметра, имеющего длину окружности 7 зубцов, на диаметр, имеющий длину окружности 8 зубцов, например.Это связано с тем, что если передаточный диаметр шкива вариатора не имеет окружной длины, равной целому числу зубцов, например, окружной длине 7½ зубьев, неправильное зацепление между зубьями шкива вариатора и его цепью произойдет. Например, представьте себе велосипедный шкив с 7½ зубьями; здесь будет происходить неправильное зацепление между шкивом велосипеда и его цепью, когда зуб за промежутком 1/2 зуба вот-вот войдет в зацепление с его цепью, поскольку он расположен на расстоянии 1/2 зуба слишком поздно по отношению к его цепи.

    Что касается предыдущего абзаца, цепь iCVT образует разомкнутую петлю на шкиве вариатора, которая частично закрывает шкив вариатора, так что существует открытый участок, который не покрывается цепью. Это похоже на звездочку велосипеда, где есть часть звездочки, покрытая цепью, и часть звездочки, которая не покрывается цепью. За один полный оборот зубчатая часть шкива вариатора iCVT проходит через открытую часть и снова входит в зацепление с цепью.Здесь, если передаточный диаметр шкива вариатора не представляет собой целое число зубьев, произойдет неправильное повторное зацепление между зубьями шкива вариатора и его цепью. Кроме того, диаметр передачи шкива вариатора не может быть изменен, пока зубчатая часть шкива вариатора покрывает всю открытую часть его цепной петли. Поскольку это аналогично тому, когда пластина приклеивается к открытому участку петли цепи, что не допускает расширения или сжатия петли цепи, как это требуется для изменения диаметра трансмиссии шкива вариатора.Следовательно, диаметр трансмиссии шкива вариатора должен быть изменен на одно приращение в течение интервала, в котором шкив вариатора вращается из исходного положения, когда часть зубчатой ​​части шкива вариатора расположена на открытом участке петли цепи, но не закрывает всю открытую часть до конечного положения, когда зубчатая часть шкива вариатора проходит через открытую часть петли цепи и собирается снова войти в зацепление с цепью. Поскольку для поворота шкива вариатора из исходного положения в его конечное положение, упомянутое в предыдущем предложении, требуется менее одного полного оборота, диаметр трансмиссии шкива вариатора должен быть изменен на один шаг менее чем за один полный оборот.

    Кроме того, по мере увеличения диаметра трансмиссии цепь должна подталкиваться вверх по наклонным поверхностям половинок шкива вариатора, в то время как натяжение цепи имеет тенденцию тянуть цепь в противоположном направлении. Следовательно, для изменения диаметра трансмиссии требуется большая сила, превышающая натяжение цепи. Поскольку передаточное число должно быть изменено менее чем за один полный оборот шкива вариатора, к половинкам шкива необходимо приложить большую силу в течение очень короткого промежутка времени.Если, например, шкив вариатора вращается со скоростью 3600 об / мин, что эквивалентно 60 оборотам в секунду, то сила, необходимая для изменения передаточного числа, должна быть приложена в течение 1/60 секунды. Это было бы похоже на удар молотком по чему-нибудь. Следовательно, здесь при изменении передаточного числа на шкив вариатора действуют значительные ударные нагрузки, что увеличивает диаметр трансмиссии. Эти ударные нагрузки вызывают проблемы с комфортом водителя автомобиля, использующего iCVT.Также iCVT должен быть спроектирован так, чтобы выдерживать эти ударные нагрузки, которые, скорее всего, увеличат стоимость и вес iCVT.

    Возможность и надежность передачи крутящего момента

    Зубья шкива вариатора iCVT образованы штифтами, которые проходят от одной половины шкива до другой половины шкива и скользят в канавках половин шкива шкива вариатора. Здесь крутящий момент от цепи передается на пальцы, а затем от пальцев к половинкам шкива.Поскольку штифты круглые, а канавки изогнутые, линейный контакт между штифтами и канавками используется для передачи усилия от штифтов к канавкам. Величина силы, которая может передаваться между двумя частями, зависит от площади контакта двух частей. Поскольку площади контакта между штифтами и их канавками очень малы, величина силы, которая может передаваться между ними, и, следовательно, также допустимый крутящий момент iCVT, ограничены.

    Еще одна возможная проблема с iCVT заключается в том, что штифты шкива вариатора могут выпасть, когда они не находятся в зацеплении со своей цепью.А износ штифтов и канавок половин шкива может вызвать серьезные проблемы с производительностью и надежностью.

    Схема и видеоролик:

    Однозубчатый вариатор с конусом

    Бесфрикционный вариатор с коническим конусом и одним зубом. Как и iCVT, конус с одним зубом не зависит от трения для передачи крутящего момента; тем не менее, у него нет недостатков, присущих iCVT.

    Конус вариатора

    Фрикционный конус Эванса, разновидность конуса CV

    Конусный вариатор изменяет эффективное передаточное число с помощью одного или нескольких конических роликов.В простейшем типе вариатора с конусом, в версии с одним конусом, используется колесо, которое движется по наклону конуса, создавая разницу между узким и широким диаметрами конуса.

    В вариаторе с колеблющимися конусами крутящий момент передается посредством трения от переменного числа конусов (в соответствии с передаваемым крутящим моментом) на центральную бочкообразную ступицу. Боковая поверхность ступицы выпуклая с определенным радиусом кривизны, который меньше радиуса вогнутости конусов.Таким образом, в любой момент времени будет только одна (теоретическая) точка контакта между каждым конусом и ступицей.

    Новый вариатор Warko, использующий эту технологию, был представлен в Берлине во время 6-го Международного симпозиума CTI по ​​инновационным автомобильным трансмиссиям 3–7 декабря 2007 года.

    Отличительной особенностью Warko является отсутствие сцепления: двигатель всегда соединен с колесами, а задний привод осуществляется посредством планетарной системы на выходе. [7] Эта система, названная «делением мощности», [8] позволяет двигателю иметь «нейтральную передачу»: [9] , когда двигатель вращается (соединенный с солнечной шестерней планетарной системы) , вариатор (т.е. планетарные шестерни) будут компенсировать вращение двигателя, поэтому внешняя кольцевая шестерня (которая обеспечивает выходную мощность) остается неподвижной.

    Схемы:

    Ролик радиальный вариатор

    Принцип работы этого вариатора аналогичен принципу работы обычных маслокомпрессионных двигателей, но вместо сжатия масла сжимаются обычные стальные ролики.

    Подробнее см. EP1688645A1

    Прототип приложений для ветряных электростанций Видео 1

    Внутренние механические детали Видео 2

    Передаче движения между роликами и роторами способствует адаптированная тяговая жидкость, которая обеспечивает надлежащее трение между поверхностями и замедляет их износ.В отличие от других систем, радиальные ролики не показывают изменение тангенциальной скорости (дельта) вдоль линий контакта на роторах. Благодаря этому достигается большая механическая эффективность и срок службы. Основными преимуществами этого вариатора являются дешевизна изготовления и высокий КПД.

    История

    Леонардо да Винчи в 1490 году придумал бесступенчатую бесступенчатую трансмиссию. [10] Первый патент на вариатор с фрикционным ремнем был подан в Европе [требуется уточнение , ] Daimler and Benz в 1886 году, а патент США на тороидальный вариатор был выдан в 1935 году. [11] [12]

    В 1910 году компания Zenith Motorcycles построила мотоцикл V2 с Gradua-Gear, который был вариатором. Эта марка Zenith-Gradua была настолько успешной в соревнованиях по горному восхождению, что ее в конечном итоге запретили, чтобы другие производители имели шанс на победу.

    В 1912 году британский производитель мотоциклов Rudge-Whitworth построил Rudge Multigear. Multi был значительно улучшенной версией Zenith Gradua-Gear. Rudge Multi был настолько успешным, что с 1913 года в знаменитой гонке Tourist Trophy (которая была самой важной гонкой на мотоциклах до Первой мировой войны) в конечном итоге была запрещена трансмиссия CVT.

    В 1922 году Браун предложил мотоцикл с храповым механизмом с регулируемым ходом и торцевым храповым механизмом. [13]

    Одно из первых применений вариатора было в британском автомобиле Clyno, представленном в 1923 году.

    Вариатор под названием Variomatic был разработан и построен Хабом ван Дорном, соучредителем Van Doorne’s Automobiel Fabriek (DAF), в конце 1950-х годов специально для производства автоматической коробки передач для небольшого недорогого автомобиля. Первый автомобиль DAF с вариатором Ван Дорна, DAF 600, был выпущен в 1958 году. [14] Патенты Ван Дорна были позже переданы компании под названием VDT (Van Doorne Transmissie B.V.), когда подразделение легковых автомобилей было продано Volvo; его вариатор использовался в Volvo 340.

    На многих снегоходах используется вариатор с резиновым ремнем. В 1974 году компания Rokon предложила мотоцикл с резиновым ремнем вариатора.

    Вариаторы

    используются в некоторых квадроциклах. Первым квадроциклом, оснащенным вариатором, стал Suzuki LT80 mini в 1987 году.

    В начале 1987 года Subaru представила Justy в Токио с бесступенчатой ​​трансмиссией с электронным управлением (ECVT), разработанной Fuji Heavy Industries, которой принадлежит Subaru.В 1989 году Justy стал первым серийным автомобилем в США, предлагающим технологию вариатора. В то время как Justy имел лишь ограниченный успех, Subaru продолжает использовать вариатор в своих кей-карах по сей день, а также поставляет его другим производителям. [15]

    Летом 1987 года Ford Fiesta и Fiat Uno стали первыми массовыми европейскими автомобилями, оснащенными вариатором со стальным ремнем (в отличие от менее прочной конструкции DAF с резиновым ремнем). Этот вариатор Ford CTX был разработан Ford, Van Doorne и Fiat, а работа над трансмиссией началась в 1976 году. [15]

    Nissan March 1992 года содержал Nissan N-CVT на основе Fuji Heavy Industries ECVT. [15] В конце 1990-х годов компания Nissan разработала собственный вариатор, обеспечивающий более высокий крутящий момент, и включал преобразователь крутящего момента. Эта коробка передач использовалась в ряде моделей японского рынка. Nissan также является единственным производителем автомобилей, который в последние годы представил на рынок роликовый вариатор. Их тороидальный вариатор, получивший название Extroid, был доступен на японском рынке Y34, Nissan Gloria и V35 Skyline GT-8.Однако коробка передач не была перенесена, когда Cedric / Gloria был заменен Nissan Fuga в 2004 году. Nissan Murano, представленный в 2003 году, и Nissan Rogue, представленный в 2007 году, также используют вариатор в своих моделях с автоматической коробкой передач. В пресс-релизе Nissan от 12 июля 2006 года компания Nissan объявила об огромном переходе на трансмиссии CVT, когда они выбрали технологию XTronic CVT [16] для всех автоматических версий автомобилей Nissan Versa, Cube, Sentra, Altima и Maxima на Севере. Америка, сделав CVT основной системой трансмиссии.Одним из основных факторов, побудивших Nissan перейти на вариаторы, было участие в их «Зеленой программе 2010», направленной на сокращение выбросов CO2 к 2010 году. На сегодняшний день Nissan добился наибольших успехов в производстве своих вариаторов в больших объемах и в широком диапазоне. транспортных средств. Вариатор, установленный в Nissan Maxima, Murano и версии V6 в Altima, считается первым в мире ременным вариатором класса 3.5L и может выдерживать гораздо более высокие нагрузки крутящего момента, чем другие ременные вариаторы. [17]

    После многолетнего изучения вариатора на основе шкивов, Honda также представила свою собственную версию на Honda Civic VTi 1995 года.Эта коробка передач CVT, получившая название Honda Multi Matic, допускает более высокий крутящий момент, чем традиционные вариаторы со шкивом, а также включает гидротрансформатор для «медленного» действия. В настоящее время вариатор также используется в автомобилях Honda City ZX, производимых в Индии, и Honda City Vario, производимых в Пакистане.

    Toyota использовала трансмиссию Power Split Transmission (PST) в Prius 1997 года, и все последующие гибриды Toyota и Lexus, продаваемые на международном уровне, продолжают использовать эту систему (продаваемые под названием Hybrid Synergy Drive).HSD также называют бесступенчатой ​​трансмиссией с электронным управлением. PST позволяет либо электродвигателю, либо двигателю внутреннего сгорания (ДВС), либо обоим приводить в движение транспортное средство. В режиме только ДВС часть мощности двигателя механически связана с трансмиссией, а другая часть проходит через генератор и двигатель. Количество мощности, проходящей через электрический путь, определяет эффективное передаточное число. Toyota также предлагает негибридный вариатор Multidrive для таких моделей, как Avensis.

    Audi с 2000 года предлагает цепной вариатор (Multitronic) в качестве опции для некоторых моделей с более крупными двигателями, например, для A4 3,0 л V6.

    В 2000 году Fiat предлагал вариатор конического типа в качестве опции для своей популярной модели Fiat Punto (16v 80 PS ELX, Sporting).

    BMW использовала вариатор с ременным приводом в качестве опции для MINI низкого и среднего диапазона в 2001 году, отказавшись от него только на версии автомобиля с наддувом, где повышенный крутящий момент требовал использования обычной автоматической коробки передач.При желании вариатор можно также «переключать» вручную с помощью программно смоделированных точек переключения.

    GM представила свою версию вариатора, известную как VTi, в 2002 году. Она использовалась в моделях Saturn Vue и Saturn Ion. Эта трансмиссия была быстро снята с производства в моделях 2005 года из-за большого количества отказов. [ необходима ссылка ]

    Компания Ford представила вариатор с цепным приводом, известный как CFT30, в своих автомобилях Ford Freestyle, Ford Five Hundred и Mercury Montego 2005 года выпуска. Трансмиссия была разработана в сотрудничестве с немецким поставщиком автомобилей ZF Friedrichshafen и производилась в Батавии, штат Огайо, на заводе Batavia Transmissions LLC (дочерняя компания Ford Motor Company) до 22 марта 2007 года.Завод в Батавии также производил вариатор CFT23 с ременным приводом, который использовался в Ford Focus C-MAX. Ford также продавал в Европе модели Escort и Orion с вариаторами в 1980-х и 1990-х годах.

    Контрактные соглашения были заключены в 2006 году между MTD Products и Torotrak на первую полностью тороидальную систему, которая будет произведена для наружного силового оборудования, такого как водные мотоциклы, ски-мобиль и газонокосилки. [18]

    Dodge Caliber 2007 года и связанные с ним Jeep Compass и Jeep Patriot используют вариатор, использующий систему регулируемых шкивов в качестве дополнительной автоматической коробки передач. [19]

    Модель Mitsubishi Lancer 2008 года выпуска доступна с бесступенчатой ​​трансмиссией в качестве автоматической коробки передач. Модели DE и ES получают стандартный вариатор с ведущей и понижающей передачами; Модель GTS оснащена стандартным приводом, а также режимом Sportronic, который позволяет водителю использовать 6 различных предустановленных передаточных чисел (либо с переключателем, либо с подрулевыми переключателями на рулевом колесе).

    SEAT Exeo 2009 доступен с автоматической коробкой передач CVT (multitronic) в качестве опции для 2.0 TSI Бензиновый двигатель мощностью 200 л.с. (149 кВт) с возможностью выбора «шести скоростей». [20]

    Subaru предлагает вариатор на Legacy 2010 и Outback 2010 (Lineartronic).

    См. Также

    • Система рекуперации кинетической энергии (в автоспорте)
    • Список автомобилей с бесступенчатой ​​трансмиссией
    • Планетарная передача

    Примечания

    Список литературы

    1. ↑ Забанен! Бесступенчатая трансмиссия
    2. Фишетти, Марк (январь 2006 г.), «No More Gears», Scientific American 294 : 92.
    3. ↑ Магнитная передача Magnomatics CVT
    4. ↑ Джонс, Франклин Д. и др. (1930). Гениальные механизмы для конструкторов и изобретателей . Промышленная пресса. ISBN 0831110848. стр. 343–345, том I.
    5. ↑ «Диски». Zero-max.com. Проверено 19 сентября 2009 года.
    6. ↑ «Бесступенчатая трансмиссия FEVj». Fuel-efficient-vehicles.org (2 августа 1994 г.). Проверено 19 сентября 2009 года.
    7. ↑ «Toyota Prius — Power Split Device». Eahart.com.Проверено 14 декабря 2010.
    8. ↑ «John’s Stuff — Toyota Prius Education — Power Split Device». John1701a.com (31 января 2006 г.). Проверено 14 декабря 2010.
    9. ↑ [1] [ мертвая ссылка ]
    10. ↑ Берч, Стюарт. «Audi переносит вариатор из 15 века в 21 век». SAE International. Проверено 30 ноября 2007 г.
    11. ↑ Харрис, Уильям. «Как работают вариаторы». HowStuffWorks, Inc .. Проверено 3 декабря 2007 г.
    12. ↑ МакГарри, Бен. «Предлагаемая IVT-трансмиссия Дурнина — обзор д-ра.Бен МакГарри, главный инженер e3k Think «. Бесступенчатая трансмиссия. Проверено 11 августа 2010 года.
    13. ↑ Цикл, апрель 1974 г., стр. 52.
    14. 15,0 15,1 15,2

      Poulton, M.L. (1997). Топливосберегающие автомобильные технологии . Публикации по вычислительной механике, 69. ISBN 1853124478.

    15. ↑ «Обзор деятельности Nissan в области технологических разработок: Xtronic Cvt». Nissan-global.com. Проверено 19 сентября 2009 года.
    16. CVT , Jatco, http://www.jatco.co.jp/ENGLISH/CVT/JF010E.html
    17. ↑ «Torotrak объявляет о соглашении о создании совместного предприятия для крупносерийного производства технологии IVT». Торотрак. Проверено 4 декабря 2007 г. [ мертвая ссылка ]
    18. ↑ «Dodge Caliber, Jeep Compass и Jeep Patriot». Экологический центр. Архивировано 10 марта 2008 года. Проверено 4 декабря 2007 года.
    19. ↑ «SEAT Exeo 2.0 Техническая информация TSI «. Проверено 14 сентября 2009 г.

    Внешние ссылки

    v · d · e

    Шестерни

    Зубчатые передачи Цилиндрические зубчатые передачи • Червячная передача • Рейка и шестерня • Эпициклическая (планетарная) передача • Солнечная и планетарная шестерня • Гармонический привод • Циклоидальный привод • Некруглое зубчатое колесо
    Форма шестерни

    Цилиндрическая шестерня • Коническая шестерня • Спирально-коническая шестерня • Цилиндрическая шестерня • Елочная шестерня

    Профили зубчатых колес

    Эволюция • Циклоида

    Зубчатая передача
    Примеры В велосипедах: Зубчатая передача • Шестерни переключателя • Ступица • Велосипед с приводом от вала • Звездочка
    В часах: Колесная передача
    См. Также Шариковый винт • Ходовой винт • Домкрат • Ременный привод • Цепной привод • Изготовление шестерен • Механизм свободного хода • Lego Technic
    Выделенная гибридная трансмиссия

    | Симпозиум Schaeffler 2018

    Гибридная трансмиссия

    Специальная гибридная трансмиссия

    Как трансмиссия становится трансмиссией

    Андреас Кинигаднер
    Кристиан Лауингер
    Мартин Форнем

    И.Введение

    Подключаемые гибридные автомобили сочетают в себе вождение без вредных выбросов на местном уровне с низким расходом топлива в гибридном режиме и высоким уровнем удовольствия от вождения. В дополнение к этому, более строгие законодательные требования приведут к увеличению емкости аккумулятора и электрической мощности по мере увеличения производительности. Это приводит к большим трудностям в отношении пространственной интеграции и общей конструкции приводных передач этих типов. Более высокая стоимость электрических компонентов заставляет использовать любую возможность для упрощения технического проектирования.

    Низкое общее количество гибридных транспортных средств привело к тому, что электропривод представляет собой в первую очередь конфигурацию P2 между двигателем внутреннего сгорания и трансмиссией, а компоненты классической трансмиссии остаются в основном такими же. Ожидание увеличения количества означает, что оптимизация всей системы становится приоритетом [1]. Это также включает в себя возможность упрощения механической трансмиссии, возможно, путем удаления задней передачи и интеграции по крайней мере одного из электродвигателей в трансмиссию, чтобы полностью взять на себя эту функцию.Эти концепции передачи являются примерами выделенной гибридной передачи (DHT) [2].

    Выделенные гибридные трансмиссии могут быть разработаны на основе существующих концепций трансмиссии, то есть трансмиссий с двойным сцеплением, планетарных автоматических трансмиссий (AT), бесступенчатых трансмиссий (CVT) или автоматических ручных трансмиссий. Электродвигатель становится частью трансмиссии и затем может быть подключен к различным (приводным) валам, см. Рисунок 1.В дополнение к параллельным (или последовательным) гибридным режимам можно достичь одного или нескольких режимов разделения мощности при использовании планетарного редуктора.

    Рисунок 1 Функция специализированных гибридных трансмиссий с одним или двумя электродвигателями

    Многие приводные конструкции могут включать в себя более одного электродвигателя и, таким образом, обеспечивать ряд различных способов удовлетворения конкретных требований.Как и в случае с концепциями только с одним электродвигателем, возникает основной вопрос, достигается ли необходимый комфорт с помощью бесступенчатой ​​работы, например, путем разделения мощности или последовательной работы. Поскольку при работе двигателя внутреннего сгорания необходимо поддерживать высокий КПД подключаемых гибридов, для этого требуется соответствующий разброс передаточных чисел.

    Для этого исследования выбраны две конструкции, каждая с одним электродвигателем, чтобы упростить систему.

    Первый концепт основан на вариаторе, который отличается высоким уровнем комфорта и хорошей динамикой; планетарный редуктор заднего хода и соответствующие переключающие элементы здесь не используются. Вторая концепция основана на автоматизированной механической коробке передач и предназначена, прежде всего, для таких рынков, как Китай и Европа, где ступенчатые трансмиссии достигают значительных объемов.

    II. Специальные гибридные трансмиссии с бесступенчатым регулированием передаточного числа

    Schaeffler разрабатывает и производит ключевые компоненты для бесступенчатых трансмиссий почти 20 лет, поставив за этот период более 12 миллионов цепей и более четырех миллионов комплектов шкивов.Компания Schaeffler значительно расширила модульную концепцию цепи бесступенчатой ​​трансмиссии, и теперь ее диапазон простирается от компактной цепи 05 до цепи 08, которая может выдерживать крутящий момент более 500 Нм [3]. Цепь 05 впервые используется в вариаторе с крутящим моментом 180 Нм, который Hyundai Motors запускает в серийное производство в ближайшем будущем, см. Рис. 2. Она отличается высокой удельной мощностью и очень хорошей эффективностью при небольшом пространстве. [4]. Небольшой шаг цепи обеспечивает очень хорошие акустические характеристики.Благодаря многолетнему развитию массового производства комплектов шкивов вариатора и гидравлики вариатора, компания Schaeffler также обладает детальными знаниями в области проектирования систем бесступенчатых трансмиссий.

    Рисунок 2 Трансмиссия вариатора Hyundai Motors с цепью Schaeffler 05

    III. Вариатор DH в схеме P2

    Основные характеристики бесступенчатой ​​передачи усилия особенно хорошо подходят для передачи мощности электродвигателю, рабочие точки которого также можно свободно выбирать в широком диапазоне скоростей.В дополнение к этому, вариатор также позволяет двигателю внутреннего сгорания работать эффективно.

    Бесступенчатые трансмиссии с дополнительным электродвигателем на стороне двигателя уже производятся серийно. Однако в этих трансмиссиях для движения задним ходом используется планетарный ряд. В будущем станет возможным добиться обратного движения исключительно с помощью электродвигателя за счет увеличения крутящего момента в электроприводе и большей емкости аккумулятора.Это обходится без планетарной передачи, привода, необходимого для переключения передачи, и сцепления. Характеристики электродвигателя позволяют снимать и преобразователь крутящего момента. Все остальные операции соответствуют классической гибридизации P2, см. Рисунок 3.

    Рисунок 3 Режимы работы вариатора DH с электроприводом заднего хода

    В показанном здесь вариаторе DH CVT электродвигатель имеет пиковую мощность 80 кВт и максимальный крутящий момент 330 Нм и полностью встроен в корпус трансмиссии, см. Рисунок 4.Таким образом достигается компактная длина осевого сечения около 340 мм. По сравнению с другими гибридными трансмиссиями этого класса производительности и с архитектурой P2 эта осевая длина представляет собой нижний предел.

    Рисунок 4 Поперечное сечение и конструкция DH CVT

    Влияние коэффициента спреда на потребление исследовалось отдельно. Разброс передаточного числа до 7 дает доказанное и заметное преимущество в расходе без снижения разгонной способности.Поэтому для концепции был выбран коэффициент спреда 7. После установки второго шкива вариатор можно отделить от колеса с помощью кулачковой муфты. Это означает, что аккумулятор можно заряжать даже на неподвижном автомобиле. Это аварийная функция, позволяющая ехать задним ходом только после короткого периода зарядки, когда аккумулятор полностью разряжен.

    Гидравлика, включающая механический насос высокого давления, обычно используется в обычных вариаторах.Исходя из цикла потребления WLTC, примерно одна треть потерь энергии происходит в насосе. Причина этого заключается в том, что размер насоса рассчитан на экстремальные условия движения, такие как быстрая регулировка вариатора после переключения на пониженную передачу. Кроме того, по мере увеличения степени гибридизации становится необходимым наличие дополнительного электрического насоса.

    Электрификация трансмиссии позволяет проектировать исполнительные механизмы для зажима и переключения передач, которые также значительно более энергоэффективны.Новая технологическая концепция приводов Schaeffler является логическим продолжением существующих подходов [5]. Он предлагает разделить функции «зажима» и «переключения» и установить два электропривода насоса (EPA), которыми можно управлять по мере необходимости. Для приводов предусмотрены двигатели BLDC. Другой электрический масляный насос обеспечивает охлаждение и смазку компонентов трансмиссии. Таким образом, средняя потребляемая мощность насосов WLTC снижается с 340 Вт для стандартной гидравлики до 61 Вт для приводов EPA.Это представляет собой экономию потребления примерно на 4% для WLTC, см. Рис. 5. Компоненты модели трансмиссии CVT характеризуются измерениями. Таким образом, в моделирование включены карты данных для двигателя внутреннего сгорания, многодискового сцепления с мокрым ходом и электродвигателя с силовой электроникой и литий-ионной батареей. Данные измерений для различных условий эксплуатации также используются для вариатора, гидравлики и подшипников. Приводы EPA и их электродвигатели описаны с помощью существующих карт данных.

    Рис. 5 Сравнение требований к мощности стандартного гидроагрегата с технологией срабатывания EPA

    При использовании инновационной концепции EPA в гибридной трансмиссии необходимо определить конкретные дорожные ситуации, которые имеют отношение к конструкции приводов насосов и их силовой электроники. К ним относятся ускорение при полной нагрузке и связанные с ним быстрые изменения передаточного числа или ситуации с постоянной максимальной нагрузкой крутящего момента на вариаторе.

    Клапан быстрого переключения используется для того, чтобы освободить переключающий насос от высокого объемного расхода из первичного шкива, установленного во время быстрого поворота вариатора, см. Рис. 6. Он либо управляется электронно, либо регулируется через объемный поток через переключающий насос. Клапан быстрого переключения позволяет использовать один и тот же электродвигатель для обоих приводов. Предварительная нагрузка на привод зажима с использованием давления охлаждающего масла улучшает эффективность и динамику.

    Рисунок 6 Гидравлический агрегат DH CVT с инновационной технологией привода EPA

    На рис. 7 слева показан пример зависимости от времени передаточного числа вариатора и входного крутящего момента вариатора во время быстрой регулировки вариатора в результате быстрого нарастания крутящего момента после опрокидывания.На рисунке 7 справа показаны рабочие точки двух электродвигателей EPA для одной и той же ситуации. Из-за выбранной конструкции максимальная мощность двигателя для каждого привода в этой ситуации составляет примерно 200 Вт. Сплошной линией отмечена максимальная непрерывная механическая мощность электродвигателей, достигающая в угловой точке примерно 450 Вт.

    Рисунок 7 Маневр опрокидывания. Слева: зависимость передаточного числа и крутящего момента вариатора от времени.Справа: потребление мощности для обоих приводов EPA (пунктирная линия) и максимальная непрерывная механическая мощность для электродвигателей В предыдущем разделе показано, что инструменты моделирования, разработанные Schaeffler, позволяют найти оптимальный размер насоса, двигателей и электроники привода. для конкретных требований заказчика. Компактный EPA позволяет реализовать такие высокоэффективные концепции срабатывания бесступенчатой ​​трансмиссии.

    IV. Специальные гибридные приводы на базе автоматизированных механических коробок передач: Dedicated Hybrid Shift Transmission (DH-ST)

    Schaeffler с 1997 года поставляет решающие электромеханические подсистемы, которые преобразуют обычные механические коробки передач в автоматизированные механические коробки передач и DCT.Срабатывание сцепления разрабатывалось для разных технологий [6], а также срабатывание переключателя передач.

    На основе этого опыта серийного производства в настоящее время разрабатывается новая концепция трансмиссии. Это позволяет использовать преимущества автоматизированной механической коробки передач в электрифицированном приводе. Сложность и стоимость меньше по сравнению с коробкой передач P2 с двойным сцеплением. Отсоединяющая муфта (K0) между двигателем P2 и коленчатым валом, а также одна из двух двойных муфт, а также один приводной вал с подшипниками и шестернями больше не используются.Это также снижает усилие срабатывания. С функциональной точки зрения переключение мощности достигается за счет взаимодействия двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. Следовательно, мощность электродвигателя равна или больше, чем у двигателя внутреннего сгорания. Изображенный дизайн сочетает в себе шестиступенчатую коробку передач с мощным электродвигателем (пиковая мощность 147 кВт). Трансмиссия работает всего с пятью зубчатыми передачами на двух валах. Разброс передаточного числа равен 6, что позволяет преодолевать подъемы более 25% и скорость транспортного средства более 200 км / ч.Рис. 8. В результате получается компактный осевой диапазон 410 мм, который совместим с диапазоном типичной трансмиссии с поперечным расположением передних колес с крутящим моментом 350 Нм.

    Рис. 8 Поперечное сечение и конструкция DH ST 6 + 2 с шестью двигателями внутреннего сгорания и двумя электрическими редукторами

    Передачи можно разделить на две частичные передачи. Электродвигатель, работающий параллельно двигателю внутреннего сгорания, работает в одной из частичных трансмиссий.Он интегрирован в конструкцию трансмиссии таким образом, что он имеет два передаточных числа, доступных через две пары шестерен, см. Рис. 9. Две ступени редуктора доступны в другой частичной трансмиссии, когда система работает только с двигателем внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания также может использовать частичную передачу электрического пути либо напрямую, либо через передаточное число, задействуя две дополнительные колесные пары. Они образуют тип передачи с умножением между двумя частичными передачами.Это означает, что доступны еще четыре передачи. Таким образом, двигатель внутреннего сгорания может работать с шестью передачами, а электродвигатель — с двумя скоростями. Поскольку одна колесная плоскость используется дважды, для шести передач требуется только 5 колесных плоскостей.

    Рисунок 9 Схема трансмиссии для гибридной трансмиссии с шестью двигателями внутреннего сгорания и двумя электрическими шестернями

    Эта комбинация одного сцепления и трех элементов переключения позволяет достичь других условий движения и потоков мощности, например, чисто электрической передачи заднего хода.Выбор передачи осуществляется с помощью одного привода, который также может управлять блокировкой парковки.

    Существенным преимуществом этой конструкции является то, что тяговое усилие может быть увеличено электродвигателем во время переключения двигателя внутреннего сгорания. Эта структура обеспечивает полностью электрическое движение, аналогичное существующим электрическим приложениям, работающим исключительно от батарей. После переключения режимов с электрического на гибридное вождение и соответствующего запуска двигателя внутреннего сгорания электродвигатель можно переключить на вторую передачу.Это позволяет комфортно переключаться на высшие передачи за счет увеличения тягового усилия. При высоких скоростях движения шесть передач, используемых в двигателе внутреннего сгорания, и вторая электрическая передача обеспечивают благоприятный расход топлива и снижение шума.

    При проектировании трансмиссии предполагалось, что целевая максимальная скорость превышает 200 км / ч, а также должна быть возможна электрическая езда до 140 км / ч. Если цель ускорения и, при необходимости, требования к комфорту переключения передач при высоком положении педали акселератора уменьшены, можно использовать электродвигатели меньшего размера.Ориентированный на стоимость вариант с пиковой электрической мощностью, например, 100 кВт (максимальный крутящий момент 170 Нм) возможен в дополнение к варианту исполнения трансмиссии, см. Рисунок 10.

    Рисунок 10 Зависимость крутящего момента оси от скорости движения для двух вариантов электродвигателя (147 и 100 кВт), а также двух различных ступеней передаточного числа в электрических передачах

    Существует базовое предположение, что гибридные автомобили с подзарядкой от электросети преодолеют значительные расстояния в электрическом режиме при достаточной емкости аккумулятора.За пределами определенной скорости движения или требуемого крутящего момента двигатель внутреннего сгорания может запускаться в зависимости от заряда аккумулятора. Это достигается за счет предварительного выбора подходящей передачи и замыкания фрикционной муфты. Поэтому шестеренчатый стартер не требуется, см. Рисунок 11. Как только двигатель внутреннего сгорания достигает крутящего момента, электродвигатель можно переключать вверх. Кроме того, точка переключения с первой на вторую электрическую передачу может регулироваться в зависимости от условий нагрузки.

    Рисунок 11 Выбор передачи двигателя внутреннего сгорания и процесс запуска

    Возможны и другие варианты решения DH ST.Можно использовать коаксиальный электродвигатель или уменьшить количество передач для двигателя внутреннего сгорания до трех или даже до такой степени, что сцепление больше не требуется, поскольку запуск транспортного средства осуществляется исключительно через электродвигатель.

    В. Потенциал движения и расхода топлива

    Для того, чтобы количественно оценить ходовые качества и снижение расхода топлива, которое должно быть достигнуто с помощью специализированных гибридных трансмиссий, компания Schaeffler выполнила комплексную серию симуляций.Моделирование потребления было выполнено на основе WLTC. Они созданы на базе подключаемого гибридного автомобиля сегмента D массой 1670 кг с турбобензиновым двигателем 1,4 л (максимальный крутящий момент 250 Нм). Емкость литий-ионного аккумулятора для определения запаса хода составляет 8,7 кВтч. Подходы, описанные выше для DH CVT и DH ST, сравниваются на рис. 12 с гибридной 6-ступенчатой ​​коробкой передач с двойным сцеплением и трансмиссией с разделением мощности.

    Рисунок 12 Сравнение топливной экономичности различных гибридных приводов в режиме поддержания заряда

    Здесь также используются карты данных

    , поскольку в этих симуляциях очень большое внимание уделялось точности модели.Так, например, гибридизированная трансмиссия с двойным сцеплением и многодисковыми сцеплениями с мокрым ходом из массового применения с технологией привода, оптимизированной для повышения эффективности [7], измеряется на испытательном стенде, а затем масштабируется карта данных. Стратегии переключения для различных трансмиссий с двойным сцеплением с мокрым ходом также уже известны из всесторонних испытаний транспортных средств. Модель также сравнивается с этими стратегиями.

    Если состояние заряда должно поддерживаться, то две концепции Schaeffler лучше, чем гибридный привод с шестиступенчатой ​​коробкой передач с двойным сцеплением и трансмиссия с разделением мощности: примерно с 4.Вариатор 3 л / 100 км превосходит трансмиссию 6 + 2 примерно с 4,5 л / 100 км. Основная причина этого заключается в том, что двигатель внутреннего сгорания может работать с большим разбросом передаточных чисел в более благоприятных рабочих областях. Таким образом, отсутствуют потери от преобразования мощности, которые возникают в концепциях разделения мощности.

    Такая очень положительная оценка концепции вариатора может стать неожиданностью. Недавно опубликованное исследование [8] платформы транспортного средства B-сегмента показало, что современные бесступенчатые трансмиссии и трансмиссии с двойным сцеплением обладают сопоставимой эффективностью.Это также было подтверждено собственными исследованиями. Из-за перехода от традиционной гидравлики к EPA «мощность по запросу» компоненты с наибольшим потреблением энергии больше не включаются в вариатор, см. Рисунок 5. Улучшение потребления в гибридном режиме и в электрическом диапазоне вариатор DH основан на соответствующем повышении эффективности. Оптимизация гидроагрегата как необходимый шаг для будущей конкурентоспособности вариатора также рассматривается в [9]. При полностью электрическом вождении специальные гибридные трансмиссии обеспечивают максимальную дальность хода в ходе WLTC.С другой стороны, значение для вариатора DH, равное 55,4 км, несколько лучше, чем значение для DH ST 6 + 2, равное 54,9 км, что свидетельствует о преимуществах технологии приводов EPA для вариатора DH. Кроме того, электродвигатель в DH CVT может использовать разброс передаточного числа 7 из-за компоновки P2, тогда как DH ST 6 + 2 работает очень эффективно с использованием механических шестерен.

    Сравнение значений характеристик автомобиля для разгона от 0 до 100 км / ч при полностью электрической нагрузке показывает, что DH ST достигает наилучшего значения 6.8 секунд со значительным отрывом. Однако в этом нет ничего удивительного, поскольку электродвигатель, используемый в этой концепции, безусловно, самый мощный (147 кВт). Специализированный гибридный вариатор и гибридная трансмиссия с двойным сцеплением практически идентичны с точки зрения точности модели.

    Для разгона при полной нагрузке с использованием электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания DH ST 6 + 2 достигает наилучшего результата в 5,9 секунды благодаря высокой выходной мощности системы в 220 кВт.DH CVT достигает 6,4 секунды, что аналогично текущему результату гибридной трансмиссии с двойным сцеплением.

    На рис. 13 показаны дополнительные критерии для сравнения специальной гибридной трансмиссии с серийно выпускаемыми автомобилями в настоящее время. Концепция, основанная на вариаторе, является конкурентоспособным решением для среднего и высшего сегментов автомобилей и внедорожников не только на азиатских рынках. Он сочетает в себе высокий уровень комфорта с небольшими требованиями к осевому пространству и может быть относительно легко масштабирован для различных системных выходов.Специальная гибридная трансмиссия DH ST 6 + 2 представляет собой простое, одинаково убедительное решение для создания динамичных и эффективных гибридных трансмиссий для малых и средних транспортных средств, а также компактных внедорожников.

    Рисунок 13 Критерии с распределением по рынкам и сегментам для DH CVT и DH ST

    VI. Резюме и прогноз

    Специальные гибридные приводы обладают значительным потенциалом для дальнейшего повышения эффективности и динамики движения подключаемых к сети гибридных автомобилей.Сосредоточение внимания на использовании в гибридных транспортных средствах позволяет улучшить характеристики системы, одновременно снижая общую сложность трансмиссии.

    Представленные здесь гибридные трансмиссии на основе вариатора представляют собой логическое дальнейшее развитие нынешней конфигурации P2. Механическая передача заднего хода, которая обычно достигается с помощью планетарного ряда, полностью отсутствует. Новая концепция в технологии приводов, основанная на отдельных приводах насосов, обеспечивает дальнейшее значительное снижение гидравлических потерь и, следовательно, высокий уровень эффективности.

    Специальная гибридная трансмиссия

    Schaeffler на основе автоматизированной механической трансмиссии развивает концепцию трансмиссии на шаг вперед, предлагая очень компактную конструкцию с шестью ступенями передаточного числа для двигателя внутреннего сгорания и двумя передачами для электродвигателя. Механический силовой тракт обеспечивает очень высокий общий КПД трансмиссии.

    Обе концепции, обсуждаемые здесь, DH CVT и DH ST 6 + 2, ни в коем случае не являются последним словом в области технологии гибридных трансмиссий.Они открывают привлекательные возможности для совместной работы в области разработки трансмиссий.

    Литература

    [1] Гуцмер П.: На будущее двигателей сильно влияют трансмиссии. 36-й Международный Wiener Motorensymposium, 2015

    [2] Фишер, Р .: Специальные гибридные трансмиссии — новая категория трансмиссий. В: Отчет конференции 14. Internationales CTI-Symposium, Берлин, 2015

    [3] Teubert, A.: Как построить лучший вариатор; Отчеты VDI 2276 (2016) 791

    [4] Цой Б.Д .: Разработка нового высокоэффективного вариатора для компактных автомобилей. В: Отчет о конференции 11-го симпозиума CTI, Нови (США), 2017 г.

    [5] Маркуни, Л., Клефас, Т.Т.Г., ван Рой, Дж.Х.М.: Разработка усовершенствованного электрогидравлического привода вариатора. В: VDI Reports 2276 (2016) 859

    [6] Kroll, J .; Hausner, M .; Сибахер, Р .: Миссия Сокращение выбросов CO₂: будущее механической трансмиссии.В: Отчет о конференции 10. Schaeffler Kolloquium, Баден-Баден, 2014 г.

    [7] Шинбори, И .: Трансмиссия со встроенным электродвигателем для гибридного электромобиля. В: Отчет конференции 12-го Международного симпозиума CTI Автомобильные трансмиссии, приводы HEV и EV, Берлин, 2013 г.

    [8] Hellenbroich, G., Janssen, P., Steinberg, I .: CVT в сравнении с другими концепциями трансмиссии. В: VDI Reports 2276 (2016) 767

    [9] Като, К .: Разработка новой гидравлической системы управления для нового широкодиапазонного вариатора JATCO.В: VDI Reports 2276 (2016) 847

    (PDF) Оптимизация производительности вариатора с толкающим ремнем посредством контроля проскальзывания вариатора

    Благодарности

    Авторы хотели бы поблагодарить Jatco Japan за поддержку, полученную от компании

    , предоставившей испытательные трансмиссии, запасные части и техническую информацию.

    Ссылки

    Або, К., Кобаяши, М. и Куросава, М. (1998) «Разработка металлического вариатора с ременным приводом

    , включающего гидротрансформатор для использования с двигателями 2-литрового класса», SAE International

    Конгресс и выставка, Детройт, штат Мичиган, 23-26 февраля.

    Фауст, Х., Хомм, М. и Битцер, Ф. (2002) «Wirkungsgradoptimiertes cvtanpresssystem»,

    7. LuK Kolloquium 2002, стр. 61-73.

    Ide, T. (1999) «Влияние потерь мощности металлических компонентов вариатора с клиновым ремнем на экономию топлива»,

    CVT ’99, Эйндховен, Нидерланды.

    Ide, T., Uchiyama, H. и Kataoka, R. (1996) «Экспериментальное исследование характеристик скорости переключения

    металлического клиноременного вариатора CVT», JSAE No. 9636330.

    Klaassen, T.W.Г.Л., Бонсен, Б., ван де Мираккер, К.Г.О., Штайнбух, М., Винхейзен, П.А.

    и Велдпаус Ф.Э. (2004) «Нелинейная стабилизация скольжения в бесступенчатой ​​трансмиссии

    «, CCA 2004.

    Миклем, Дж.Д., Лонгмор, Д.К. и Берроуз, C.R. (1996) «Величина потерь в стальной толкающей клиноременной бесступенчатой ​​трансмиссии

    «, Proc. Instn Mech Engrs,

    Часть D: Журнал автомобильной инженерии, IMechE.

    Панагопулос, Х., A

    stro

    m, K.J. и Ha

    ,

    Эгглунд, Т. (2002). «Дизайн ПИД-регуляторов на основе

    оптимизации с ограничениями», IEE Proc.-Control Theory Appl., Vol. 149, № 1, январь

    2002.

    ван Дроген, М. и ван дер Лаан, М. (2004) «Определение устойчивости вариатора в условиях макропробуксовки

    для вариатора с толкающим ремнем», Всемирный конгресс SAE 2004

    Вроемен, БГ (2001) «Управление компонентами силового агрегата с нулевой инерцией», докторская диссертация,

    Технологический университет Эйндховена.

    Номенклатура

    II Интегральный фактор управления

    JeEngine Сторона или первичная инерция

    Js Сторона автомобиля или вторичная инерция

    JtEffective system inertia

    TeEngine or drive moment

    Tp

    Tloss Потеря крутящего момента

    Fmin Минимальная сила зажима

    Fs Вторичное усилие зажима

    P Коэффициент пропорционального регулирования

    Rp, RsРадиус движения первичного, вторичного ремня

    Оптимизация рабочих характеристик вариатора с толкающим ремнем посредством управления проскальзыванием вариатора 255

    Работа | HowStuffWorks

    Загляните в планетарную автоматическую трансмиссию, и вы увидите сложный мир шестерен, тормозов, сцеплений и управляющих устройств.Для сравнения, бесступенчатая трансмиссия — это исследование простоты. Большинство вариаторов состоит только из трех основных компонентов:
    • Мощный металлический или резиновый ремень.
    • Шкив «ведущий» с регулируемым входом
    • Выходной «ведомый» шкив
    CVT также имеют различные микропроцессоры и датчики, но три описанных выше компонента являются ключевыми элементами, которые позволяют технологии работать.

    Шкивы переменного диаметра — это сердце вариатора.Каждый шкив состоит из двух 20-градусных конусов, обращенных друг к другу. Ремень проходит по пазу между двумя конусами. Клиновые ремни предпочтительнее, если ремень сделан из резины. Клиновые ремни получили свое название из-за того, что ремни имеют V-образное поперечное сечение, что увеличивает фрикционное сцепление ремня.

    Когда два конуса шкива находятся далеко друг от друга (когда диаметр увеличивается), ремень движется ниже в канавке, и радиус ременной петли, огибающей шкив, становится меньше.Когда конусы расположены близко друг к другу (когда диаметр уменьшается), ремень движется выше в канавке, и радиус ременной петли, огибающей шкив, увеличивается. Бесступенчатые трансмиссии могут использовать гидравлическое давление, центробежную силу или натяжение пружины для создания силы, необходимой для регулировки половин шкива.

    Шкивы переменного диаметра всегда должны идти парами. Один из шкивов, известный как ведущий шкив (или ведущий шкив ), соединен с коленчатым валом двигателя.Ведущий шкив также называется входным шкивом , потому что именно здесь энергия двигателя поступает в трансмиссию. Второй шкив называется ведомым шкивом , потому что первый шкив вращает его. Как выходной шкив , ведомый шкив передает энергию ведущему валу.


    Расстояние между центрами шкивов до того места, где ремень соприкасается с канавкой, называется радиусом шага. Когда шкивы находятся далеко друг от друга, ремень опускается ниже, и радиус шага уменьшается.Когда шкивы расположены близко друг к другу, ремень движется выше, а радиус наклона увеличивается. Отношение делительного радиуса ведущего шкива к продольному радиусу ведомого шкива определяет шестерню.

    Когда один шкив увеличивает радиус, другой уменьшает радиус, чтобы ремень оставался натянутым. Поскольку два шкива меняют свои радиусы относительно друг друга, они создают бесконечное количество передаточных чисел — от низкого до высокого и всего, что находится между ними. Например, когда радиус шага на ведущем шкиве мал, а на ведомом шкиве большой, то скорость вращения ведомого шкива уменьшается, что приводит к понижению «передачи».«Когда радиус шага на ведущем шкиве большой, а на ведомом — маленький, тогда скорость вращения ведомого шкива увеличивается, что приводит к более высокой« передаче ». Таким образом, теоретически вариатор имеет бесконечное количество «передач», которые он может использовать в любое время, при любой скорости двигателя или транспортного средства.

    Простота и бесступенчатый характер вариаторов делает их идеальной трансмиссией для различных машин и устройств, а не только для автомобилей. Бесступенчатые трансмиссии уже много лет используются в электроинструментах и ​​сверлильных станках.Они также использовались в различных транспортных средствах, включая тракторы, снегоходы и мотороллеры. Во всех этих случаях в трансмиссиях использовались резиновые ремни высокой плотности, которые могут проскальзывать и растягиваться, что снижает их эффективность.

    Внедрение новых материалов делает вариаторы еще более надежными и эффективными. Одним из наиболее важных достижений стала разработка металлических ремней для соединения шкивов. Эти гибкие ремни состоят из нескольких (обычно девяти или 12) тонких стальных лент, которые удерживают вместе высокопрочные металлические детали в форме галстука-бабочки.


    Конструкция металлического ремня

    Металлические ремни не проскальзывают и отличаются высокой прочностью , что позволяет вариаторам выдерживать больший крутящий момент двигателя. Они также на тише , чем вариаторы с резиновым ременным приводом.

    Азбуки трансмиссий CVT — WHEELS.ca

    С точки зрения того, как вы его используете, вариатор очень похож на обычную автоматическую коробку передач: вставьте ее в Drive, и вы выключены.

    Но в бесступенчатой ​​трансмиссии не используются отдельные шестерни.Скорее всего, используют специальные шкивы.

    Шкивы соединены «вариатором» (специальным стальным звеном и пластинчатым ремнем или цепью), что позволяет шкивам с V-образным каналом с их переменным диаметром плавно перемещать передаточное число между их верхним и нижним пределами.

    Представьте свой старый 10-скоростной байк. Использование самой маленькой звездочки спереди и самой большой сзади облегчало крутить педали, давало вам много мощности, но означало, что вы начинали яростно крутить педали, как только набираете скорость.В конце концов, на хорошем ровном участке вы можете переместить цепь на большую звездочку спереди и самую маленькую звездочку сзади, давая вам большую скорость, хотя и с большим усилием.

    Проще говоря, концепция вариатора такая же. По мере того, как один шкив расширяется (ремень движется глубже в «V» этого шкива), другой шкив сжимается, заставляя вариатор двигаться дальше по направлению к его внешнему диаметру, сохраняя постоянное натяжение вариатора при изменении эффективного передаточного числа.

    Это не новая концепция — идея восходит как минимум к 19 веку, а вариатор впервые был использован в автомобиле в конце 1950-х годов — но потребовались современные инженерные разработки и компьютерные средства управления, чтобы сделать его способным надежно справляться с любым значительным крутящим моментом.

    Теоретически, с более широким диапазоном передаточных чисел вариатора двигатель всегда может иметь оптимальную скорость, чтобы обеспечить максимальную мощность или максимальную экономичность. С точки зрения экономики это работает. DaimlerChrysler заявляет, что увеличение экономии топлива на 6-8% достигается за счет использования вариатора «второго поколения» в его Dodge Caliber 2007 года вместо обычной автоматической коробки передач.

    Nissan также убежден в преимуществах вариаторов. В течение многих лет компания Nissan успешно использовала их во многих зарубежных моделях, а также здесь, в кроссовере Murano с момента его появления в конце 2002 года. Теперь Nissan планирует оснастить почти все свои переднеприводные легковые автомобили 2007 года с автоматическим переключением передач вариаторами, заявив о значительном увеличении расхода топлива. экономия и, следовательно, заметное сокращение выбросов двуокиси углерода, основного парникового газа.

    Как отмечалось ранее, вариаторы также потенциально могут улучшить производительность. Если двигатель развивает пиковую мощность примерно при 5500 об / мин, очевидно, что поддержание вращения двигателя на этой скорости при изменении передаточного числа по мере увеличения скорости транспортного средства обеспечит наилучшее ускорение.

    На практике ощущение немного странное, иногда даже заставляя автомобиль чувствовать себя более вялым, поскольку нормальная связь между частотой вращения двигателя (через звук) и скоростью дороги теряется. Это очень похоже на катание на снегоходе (используют вариацию на тему вариатора).

    В случае с Calibre, в нижней части хода дроссельной заслонки есть ощутимый фиксатор, после которого CVT быстро выберет передаточное число, которое приведет двигатель к красной границе (если позволяет скорость автомобиля), возможно, чтобы дать водителю удовольствие возможность использовать весь диапазон оборотов в минуту или иллюзию максимального ускорения.

    Трудно увидеть другую цель, поскольку вариатор калибра, похоже, в любом случае соответствующим образом изменяет соотношение во всем остальном диапазоне дроссельной заслонки.

    Еще более странным является включение ручного выбора передаточного числа — вне нормального низкого диапазона / положения торможения двигателем — во многих моделях с вариатором. Предоставление водителю возможности переключать «передачи» в практически безредукторной трансмиссии кажется довольно ироничным!

    Nissan и DaimlerChrysler — это всего лишь два производителя, предлагающие вариаторы для отдельных моделей; Audi (A4 / A6), BMW (Mini) и Ford (Five Hundred и Freestyle) среди других.

    На данный момент допустимый крутящий момент, производственные затраты и, возможно, низкие уровни признания потребителями (из-за незнакомого поведения вариатора) удерживают вариатор от более широкого использования.Многоскоростная автоматика может работать с более высокими уровнями мощности, и ее легче спроектировать, чтобы она соответствовала продольным (то есть заднеприводным) схемам трансмиссии. Последние шестиступенчатые агрегаты могут даже соответствовать диапазону передаточного числа 6: 1 текущих вариаторов.

    Однако трудно игнорировать механическую простоту вариаторов, особенно в поперечных приложениях, где особенности их конструкции на самом деле являются преимуществом. Маловероятно, что они полностью вытеснят обычные многоскоростные автоматические трансмиссии, но со временем, когда трудности будут преодолены, вариаторы, несомненно, будут пользоваться большей популярностью.

    регулируемая коробка передач Planetroll

    Plaromaster® MR — ведущие в мире редукторы с регулируемой скоростью во взрывозащищенной области согласно ATEX 95. Они используют принцип упруго-гидродинамической передачи мощности и имеют плавную регулировку от и до нулевой скорости даже при максимальном пуске или скорости. момент отрыва. Им можно управлять вручную с помощью маховика.Из-за характеристик системы они не могут проскочить — нет необходимости в сложном и дорогостоящем внешнем контроле ATEX.

    plaromaster® MR: Ведущий регулируемый редуктор — не только в отношении взрывозащиты

    Решающие преимущества

    • Максимальный выходной крутящий момент после нулевой скорости
    • Регулируемая коробка передач не может проскальзывать
    • Наиболее интересный по цене частотно-регулируемый привод ATEX для взрывобезопасных зон 1 и 21, так как комбинации с двигателем «взрывозащищенный» достаточно — двигатель с взрывозащищенным корпусом не требуется.
    • Дорогой и сложный внешний контроль ATEX для зон 1 и 21 не требуется
    • Дизайн соответствует стандартам GMP, FDA и USDA-h2
    • Также может поставляться как приводной блок без силикона
    • Для низких температур (специальное исполнение)

    Превосходная техника

    • Передача мощности с пропорциональным крутящим моментом обеспечивает длительный срок службы и надежность.Отсутствие трения внутри коробки передач, передача крутящего момента за счет «эластогидродинамического эффекта».

    Особые свойства

    • Редуктор с регулируемой скоростью с регулировкой скорости до нулевой скорости, т. Е. Регулируемой от выходной скорости n2 = ноль, а также до выходной скорости n2 = нулевой скорости, регулируемой в состоянии покоя, линейной установочной характеристикой, малошумным и маловибрационным ходом регулируемые коробки передач

    Обзор продукции

    • 7 размеров: MRV, MR1, MR3, MR5, MR7, MR9, MR11
    • Диапазон мощности: 0.027 до 11 кВт
    • Большой срок службы
    • Соответствует ATEX для зон 1 и 21 согласно Директиве 94/9 / EC (ATEX 95)
    • Дорогой и сложный внешний контроль ATEX для зон 1 и 21 не требуется
    • Редуктор с регулируемой нулевой скоростью, т.е. n2 = 0 с n1 = скорость двигателя
    • Максимально возможный пусковой момент и крутящий момент отрыва
    • Дизайн соответствует GMP, FDA и USDA-h2
    • Возможно исполнение без силикона
    • Для низкотемпературных диапазонов
    • Точная установка частоты вращения — точное воспроизведение
    • Линейная установочная характеристика
    • Отсутствие проскальзывания деталей трансмиссии регулируемой коробки передач
    • Механические и электрические элементы управления
    • Бесшумный ход и низкий уровень вибрации
    • Регулировка скорости на регулируемой коробке передач возможна в состоянии покоя
    • Входной и выходной валы соосны и имеют одинаковое направление вращения
    • Возможна работа регулируемой коробки передач как по часовой, так и против часовой стрелки
    • Возможно внутреннее и внешнее ограничение скорости
    • Настроен для всех монтажных положений
    • С редуктором с выходным крутящим моментом до 50 000 Нм
    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *