Особенности устройства и работы вариатора

Вариатор

Вариатор (CVT) — вариант бесступенчатой трансмиссии, в процессе работы которой не происходит переключения передач. Простейшие модели вариатора использовались на мельницах, затем — на различных станках. Легковые автомобили стали оснащаться вариаторами во второй половине XX столетия, а расцвет бесступенчатой трансмиссии наступил уже в XXI веке.

Краткий обзор

Существует немало разновидностей вариаторов, в легковом автомобилестроении чаще всего встречаются следующие разновидности:

• клиноременная трансмиссия;
• клиноцепная трансмиссия

Клиноременной вариатор — самая распространенная разновидность вариатора на сегодняшний момент. Крутящий момент от движка в них передается с помощью трапециевидного металлического ремня. Ремень надевается на два шкива — один ведущий, передающий усилия от силового агрегата, и один ведомый, передающий усилие к колесам. Изменение диаметров шкивов изменяет передаточные числа, примерно соответствующие диапазонам обычных передач в коробке. Принцип работы клиноцепной трансмиссии схож, однако в них ремень меняется на цепь.

Плюсы и минусы

Вариатор имеет множество преимуществ по сравнению с МКПП и даже гидромеханическим автоматом. Однако отдельные недостатки конструкции не дают ему полностью вытеснить другие варианты трансмиссий.

К положительным качествам вариатора относятся следующие преимущества.

Высокий КПД трансмиссии. У вариатора нет расходов мощности на переключение передач, так что используется больший объем мощности, поступающий от двигателя.
Меньший расход топлива — этот плюс вытекает из предыдущего. Для достижения нужных показателей скорости вариатор использует меньший объем бензина.
Большая экологичность — меньший расход топлива определяет и меньшее количество вредных выбросов в выхлопе автомобиля.
Плавный разгон с лучшими показателями ускорения. Вариатор позволяет быстрее разгонять машину, так как нет затрат времени на переключение передач. Так что по динамическим характеристикам вариатор выигрывает и у МКПП, и уж тем более у коробки-автомат.
Отсутствие рывков. Так как у вариатора нет передач, то движение происходит плавно. Ускорение на автомобиле с вариатором напоминает езду на электромобиле или, например, троллейбусе. Это обеспечивает максимальный комфорт езды на машине с вариатором.
Дополнительный, но немаловажный плюс — отсутствие отката назад при трогании на неровной поверхности

Автомобиль с вариатором не заглохнет при трогании на горке и не откатится назад, что особенно важно для начинающих водителей.

Однако есть у вариатора и немало минусов, из-за которых он проигрывает другим типам трансмиссий.

1. Вариатор невозможно установить на двигатели большой мощности — клиноременная или клиноцепная трансмиссия не способна передавать крутящий момент от двигателей мощностью более 220 л. с.
2. Несмотря на хорошие динамические характеристики вариатор не подходит для спортивного типа езды. Он «не любит» высоких оборотов двигателя, резких ускорений, пробуксовок и т. д.
3. Недостаточная надежность конструкции — наличие большого количества электроники приводит к усложнению системы. Поэтому поломка вариатора — достаточно распространенное явление. Кроме того, ремонт вариатора обходится дорого, к тому же настоящих специалистов по подобному типу трансмиссии не так много.
4. Меньший ресурс коробки — ремень вариатора рекомендуется менять после пробега в 150 тыс. км вне зависимости от его физического износа.
5. Требовательность к обслуживанию. Вариатор можно заправлять только оригинальным трансмиссионным маслом, которое обходится дороже аналогов.
6. Вариатор не позволяет буксировать прицеп или другой автомобиль.

Какие ремни используются в клиноременных вариаторах?

Несколько слов скажем и о ремнях. Безусловно, обычные резиновые ремни, устанавливающиеся на привод генератора, применять нельзя. Они рассчитаны на более низкую нагрузку и будут быстро изнашиваться.

В качестве ремня выступает стальная лента со специальным покрытием, либо несколько этих лент со сложным сечением и нанизанными пластинами.

Такие свойства позволяют передавать толкающее усилие не только частью, которая обращена к ведущему валу (в противном случае такой ремень просто сложился бы).

В некоторых автомобилях применяется стальная цепь, смазывающаяся специальной жидкостью для уменьшения эффекта скольжения. Такая конструкция способна передавать большее усилие и рассчитана на высокие нагрузки, однако и стоимость ее немного выше.

Что лучше – автомат или вариатор

Учитывая всю рассмотренную информация, нельзя дать однозначного совета о том, какая трансмиссия лучше. Эти два устройства значительно отличаются между собой, и каждый механизм имеет индивидуальные особенности. Поэтому, выбирать необходимо на основе условий функционирования автомобиля. Также следует помнить, что сегодня на российском автомобильном рынке имеются вариаторы, которые еще не доработаны до конца. Производители транспортных средств постоянно трудятся над их совершенствованием, и имеются все предпосылки, что когда-то они займут высокое место на рынке.

Вот некоторые критерии, по которым можно выбирать автомобиль:

Манера движения: вариатор для быстрой езды, автоматическая коробка – для более умеренного движения.
Технические параметры

Если нужен автомобиль с плавным переключением передач, то берите вариатор, если это для вас не важно, а требуется, чтобы не было педали сцепления, то подходят оба исполнения трансмиссии.
Срок эксплуатации коробки передач. Конечно, исполнение вариаторное будет работать значительно длительнее при правильном его обслуживании, в отличие от АКПП.
Проведение ремонта

Коробка-вариатор еще не слишком распространена, как автоматическая, поэтому производить ремонт ее может не любая автомобильная мастерская, в отличие от АКПП, которую могут вам сделать в любой мастерской.
Режим эксплуатации. Современные трансмиссии по переключению передач имеют разные режимы включения скоростей. Можно выделить три режима: экономичный, комфортный и спортивный. На первом из них система автоматически выбирает наилучший режим функционирования мотора, стараясь при первой возможности перейти на высокую скорость. Спортивный вид режима, по сравнению с экономным, переключает мотор на более низкую скорость, гарантируя этим наличие резерва мощности у мотора. Комфортный режим гарантирует наиболее плавное переключение работы.
Метод переключения передач. В новых современных моделях автоматической трансмиссии имеется опция ручного переключения передач. Это является удобной функцией для водителей, желающих держать автомобиль под постоянным контролем и самому переключать передачи. Это тип обычно применяется на тех марках машин, на которых механическая коробка с самого начала не предусматривается.

Однозначно определить, какая трансмиссия является оптимальной, невозможно, каждый человек для себя сам выбирает, что ему подходит. Если вы самостоятельно не можете разобраться, какой вид этого механизма вам выбрать по надежности и другим факторам, то лучше обратиться к профессионалам. На разных станциях техобслуживания имеются мастера, которые помогут вам в этом вопросе. Они хорошо разбираются во всех недостатках и преимуществах разных типов трансмиссий.

Принцип работы коробки переключения передач

Коробка — комплект шестеренок, которые зацепляются в разных вариациях, в результате меняется тяговая сила. Каждая такая комбинация называется передачей. Число ступеней зависит от конструктивных особенностей автомобиля. Различают трех-, четырех- и пятиступенчатые КПП

Во внимание не берется задняя передача

Независимо от вида и особенностей конструкции, принцип работы КПП неизменный. Тяговая сила зависит от особенностей соединения первичного и вторичного вала. Именно коробка осуществляет такие изменения. Крутящий момент зависит от того, какие шестерни задействованы в работе.

Что такое вариатор?

Очень часто в автосалонах консультанты рассказывают, что многие современные иностранные автомобили оснащены вариатором. Однако, для многих слово “вариатор” новое и не совсем понятное. Поэтому, прежде всего, разберемся, в чем суть вариаторной коробки.

Вариатор – это устройство, способное передавать крутящий момент от двигателя к колесам. То есть принцип работы вариатора тот же, что и автоматической и механической коробок передач. Основная его особенность в том, что он начинают работу плавно, без рывков, обороты набираются постепенно и переключение передачи не чувствуется. Конкретной цифры количества скоростей на вариаторе, назвать невозможно. А, тем более, вряд ли удастся точно перевести скорости на передачи. Изначально такие устройства устанавливались на мототехнике, как правило, на скутерах и мопедах.

Что такое вариатор

Вариатор CVT (расшифровка аббревиатуры – Continuously Variable Transmission) – это механизм, позволяющий изменять передаточное отношение трансмиссии без переходов между ступенями. В результате автомобиль плавно реагирует на изменение дорожной обстановки и сигналы водителя.

Изначально подобное устройство изобрел еще Леонардо да Винчи в последних годах XV века. Но выдача официального патента на механизм зарегистрирована много позже, что отрицательно повлияло на внедрение указанного принципа в технике.

К середине прошлого века коробку передач с вариатором применяли на мотоциклах. К концу столетия изобретение стало востребованным в самолетостроении.

Спустя время, голландским инженером Хуб Ван Дорном была применена стальная гибкая связь, что повысило надежность механизма. К полноценному производству машин с такой конструкцией трансмиссии приступили в 80-х годах прошлого столетия.

Современные технологии предусматривают использование новых износостойких материалов и специализированных смазочных средств. Устройство узлов доработано конструктивно, оптимизированы гидравлические компоненты, электроника, что повысило эксплуатационные характеристики оборудования.

Как считаете, может вариатор CVT со временем вытеснить автоматы и механику?
Да 41.38%

Никогда! 58.62%
Проголосовало: 29

Чем отличается вариатор от коробки автомат?

Главным, чем отличается вариатор от классической АКПП, является отсутствие рывков при наборе скорости. Связано это с тем, что CVT передает крутящий момент во время разгона без ступеней, которые характерны для автомата.

Отличия вариатора от АКПП связаны с тем, что гидромеханическая коробка требует времени для переключения пары работающих шестерен. Из-за этого динамические показатели набора скорости оказываются хуже. Отсутствие разрыва кинематической связи во время ускорения машины с CVT позволяет бесступенчатой трансмиссии осуществлять более быстрый разгон.

Двигатель в случае, если машина с вариатором, работает в более щадящем режиме. Обусловлено это ровным поддержанием оборотов коленчатого вала, так как разгон авто происходит преимущественно благодаря смене передаточного числа трансмиссии. В результате водители, пересевшие с автоматов и механики, первое время плохо чувствуют скорость автомобиля.

Плюсы и минусы коробки вариатора

К достоинствам, которыми обладают автомобили с вариаторами, относятся следующие:

• низкий расход топлива — бесступенчатая трансмиссия имеет более высокий КПД;
• плавная езда, не сопровождающаяся рывками, которые возникают в АКПП при смене передаточного числа;
• щадящий режим работы двигателя.

Несмотря на все преимущества вариатора, его конструкция не лишена недостатков. Из-за этого бесступенчатая трансмиссия так и не заняла лидирующую позицию в автоиндустрии. Недостатки вариатора таковы:

• сложный ремонт, за который не берутся во многих автосервисах;
• ограниченность ресурса ремня, стоимость которого достаточно высока;
• сложная электроника и высокая чувствительность к ошибкам блока управления;
• высокая стоимость масла.

Плюсы и минусы вариаторной коробки позволяют им оставаться востребованными в узком кругу автолюбителей. Как правило, езда с бесступенчатой трансмиссией редко бывает динамичной. Вариатор не любит резких стартов со светофора и пробуксовок.

Плюсы и минусы автоматической коробки передач

Автоматическая КПП обладает следующими преимуществами на фоне бесступенчатой трансмиссии:

• высокая надежность;
• меньшая стоимость ремонта по сравнению с вариатором;
• простота ремонта.

Недостатки АКПП таковы:

• переключение скоростей ведет к рывкам;
• скорость набирается медленнее;
• КПД ниже, что ведет к повышенному расходу топлива.

Однозначно сказать, какая из трансмиссий лучше, невозможно. Все зависит от предпочтений конкретного автомобилиста. Если для водителя более важными моментами являются плавность хода и оптимальный расход топлива, то выбор стоит делать в пользу вариатора. Если же ключевыми критериями являются долговечность и более высокая ремонтопригодность трансмиссии, то необходимо выбирать АКПП.

Разновидности вариаторов

При использовании CVT необходимо понимать, что они бывают нескольких видов. Кратко рассмотрим особенности каждого из вариантов:

• Клиновидный ременной. Конструктивно состоит из пары шкивов, объединенных клиновой ременной передачей. Шкив состоит из пары дисков-конусов, которые сближаются или отдаляются с помощью гидравлики и специального пружинного механизма. Конусы находятся под 20-градусным углом, что обеспечивает плавное перемещение с минимальным сопротивлением. Современные коробки вариаторы имеют ремни, изготовленные из стальных полос, отличающихся большей прочностью, минимальной шумностью и высокой степенью надежности.
• Клиновидный цепной. По названию ясно, что в таких видах CVT применяется цепочка, которая сформирована из множества пластик. Передача момента осуществляется посредством фиксации со специальными дисками-конусами. В точках соприкосновения появляется высокая нагрузка, которая приводит к нагреву, что компенсируется за счет системы охлаждения. Такие устройства отличаются более высоким КПД, но в них нет реверса, что требует применения дополнительного устройства. 
• Тороидный. В таком типе вариаторной КПП не предусмотрено ни цепной, ни ременной передачи. Конструктивно устройство состоит из 2-х валов с зафиксированными между ними роликовыми механизмами. Скорость меняется посредством изменения позиции роликов, а сам момент передается, благодаря контакту рабочих участков. Такой тип CVT применяется реже всего, но именно этот тип считается наиболее перспективным.

Устройство вариатора и принцип работы

Вариатор CVT работает за счет бесступенчатого изменения момента вращения в определенных пределах моментов. Это становится возможным, благодаря использованию следующих составляющих:

• вариаторная передача;
• устройство, обеспечивающее реверс, и необходимое для движения назад;
• процессор для управления системой;
• сцепление для передачи момента вращения и отсоединения КПП.

В роли последнего узла могут использоваться следующие виды сцепления:

• центробежное;
• гидротрансформаторное;
• многодисковое мокрое;
• электромагнитное.

Наиболее распространенным является гидротрансформаторный вариант, обеспечивающий плавность движения автомобиля и продлевающий срок службы КПП. Одним из слабых мест является риск перегрева механизма, из-за чего многие автовладельцы жалуются на зажигание соответствующей лампочки на приборной панели. Для снижения трения применяется масло CVT, обеспечивающее безошибочную работу устройства.

Принцип действия прост. Водитель выбирает режим движения с помощью ручки КПП, после чего начинает работать вариатор. Устройство само выбирает необходимое передаточное число с учетом скорости движения и нажатия на педаль газа. В этот момент происходит раздвижение или сближение шкивов, соединенных ременной передачей, и, соответственно, изменение передаточного числа.

Когда шкивы раздвигаются, ремень вращается с небольшим диаметром. Если сравнивать с МКПП, это характерно для максимальной скорости. В ситуации, когда устройства сдвигаются, ременная передача работает по максимальному диаметру. В результате машина движется медленно, как на самой низкой скорости для МКПП (первой).

Какую автоматическую коробку выбрать?

Существует два типа АКПП, поэтому при выборе автомата придется еще и определиться, какой именно тип вам нравится больше. Роботизированная трансмиссия является чем-то средним между автоматической и механической коробкой передач. Робот управляется автоматически, но конструктивно напоминает механику, которая оснащена специальными механизмами, благодаря чему он может регулировать работу системы сцепления.

Переключение происходит по тому же принципу, как и на механической версии, но водителю не приходится делать это самостоятельно. Этот вид трансмиссии имеет преимущества по сравнению с традиционным автоматом, он дешевле и более надежен. При переключении передач не возникает рывков, но только в случае парного сцепления. Стоит более подробно рассмотреть преимущества и недостатки робота, для удобства мы составили таблицу, которая может проиллюстрировать наглядно характеристики трансмиссии.

Преимущества	Недостатки
Устроен проще автомата, обходится дешевле в приобретении.	Если установлено одно сцепление, возможны рывки при переключении.
Проще обслуживать, ремонт проводят в большинстве СТО, и стоит он дешевле.	На подъеме авто может откатываться назад. Если приходится стоять долго, нужно переводить коробку в нейтральный режим самостоятельно.
Значительная экономия топлива.	В тяжелых условиях может вести себя непредсказуемо, из-за этого использовать робот на бездорожье неудобно.
Высокий КПД.	Переключение передач происходит с отставанием.

Коробку-автомат не стоит путать с роботом, так как она совершенно иначе работает. Основу составляет гидротрансформатор и планетарные шестерни. КПП оснащено фрикционными дисками, которые и заставляют передачи переключаться под напором давления в системе, повышающегося при наборе оборотов двигателя и снижающегося при снижении. Передачи будут переключаться самостоятельно. Процесс зависит только от скорости автомобиля и оборотов двигателя, человеку практически не требуется принимать участие в процессе.

Автомат может встречаться не только на легковых, но и на грузовых авто, некоторых пассажирских автобусах. Если техника переднеприводная, то главная передача будет пополнена дифференциалом и главной передачей, однако принцип работы от этого не меняется, система становится лишь немного сложнее.

Общие черты и различия

Пожалуй, единственной общей чертой является увеличение передаточного числа без участия человека. А вот различий у них значительно больше.

Основным является способ переключения. Вариатор, по сути, постоянно выбирает передаточные числа исходя из конкретных условий. Делается это плавно. При переключении автомата возникает момент когда колеса не соединены с двигателем. Длиться он четверть секунды, но все-таки ощущается толчок. Также конструкция вариатора более проста. Это делает его более дешевым при производстве.

Сравнительные особенности

На самом деле для каждого человека ответ на вопрос выбора будет свой. У всех людей вкусы и требования разные. Поэтому механика до сих пор достаточно популярна.

К положительным особенностям автомата можно отнести комфортное управление. Этим не может похвастаться механика. А вот автомат можно эксплуатировать без дополнительных усилий и манипуляций. Нет нужды помнить где находятся передачи. Также не нужно отвлекаться на «игры» со сцеплением.

Если сравнивать что лучше автоматическая трансмиссия или бесступенчатая коробка на трассе, то лучше конечно автомат. Он прекрасно держит скорость даже на затяжных подъемах. Расход топлива в таких случаях значительно ниже.

• АКПП настроена таким образом, что переключение происходит в самый подходящий для этого момент. Поэтому износ деталей минимален. Это позволяет проезжать без капремонта АКПП намного больше километров.
• Минусом является повышенный расход топлива в городских условиях. Все дело в особенностях переключения коробки-автомат. Здесь она не успевает реагировать на постоянно меняющиеся условия. В итоге работает она в менее экономичном режиме.
• Следующее неудобство АКПП лучше сравнивать скорее с механикой, чем ременным автоматом. Заключается оно в необходимости довольно часто менять трансмиссионное масло. Это может доставлять определенные неудобства. Особенно при большом объеме поездок.

Недостатком является необходимость замены вариаторного ремня. Большая часть производителей рекомендует делать это каждые сто тысяч километров. Процедура достаточно сложная, делать ее возьмутся не в каждом сервисе. Также владельцы автомобилей с такой трансмиссией сталкиваются с подбором масла для замены. Такая трансмиссионная смазка достаточно редко встречается в магазинах.

Что же выбрать

Окончательный ответ на вопрос, что же лучше, можно дать только уточнив условия в которых будет эксплуатироваться автомобиль. При частых загородных поездках лучше всего подойдет автомат. Он в таком случае более экономичен. Также автомат более надежен и не склонен к неожиданным поломкам.

Также зимой АКПП более эффективна. Вариатор не приспособлен для поездок по снегу и не выдерживает долгих пробуксовок.

Вариатор подойдет людям, предпочитающим неспешные поездки без резких ускорений. Такой тип трансмиссии прекрасно чувствует себя в городе. Машины с такими коробками очень экономичны.

Чем отличается вариатор от автомата в эксплуатации

В отличие от трансмиссий с механической и автоматической коробками передач в вариаторе реализован принцип бесступенчатой трансмиссии (CVT – общепринятая аббревиатура названия таких устройств). Двигатель автомобиля в CVT связан с колесами (движителями) абсолютно плавным изменением соотношения количества оборотов.

С одной стороны, это делает поездку на автомобиле чрезвычайно комфортной – нет необходимости переключать передачи как в механической коробке передач и полностью отсутствуют рывки и подергивания как в автомобиле с автоматической трансмиссией. С другой стороны, несмотря на внешне одинаковые с автоматической коробкой передач органы управления и режимы движения, из-за принципиального различия в конструкциях вариатор имеет свои особенности эксплуатации.

Прежде всего, это касается режима разгона: для водителя, впервые севшего за руль автомобиля с вариатором абсолютно непривычен режим разгона на постоянных оборотах двигателя. Для устранения этого эффекта в автомобилях с CVT возможна эмуляция (имитация электроникой на программном уровне) ручных режимов управления машиной с резким изменением количества оборотов (соответственно изменением привычного большинству автолюбителей звука двигателя). Только здесь надо понимать, что та же электроника не позволит «загнать» обороты двигателя в красный сектор тахометра.

Вообще же, вариатор хорош для любителей плавной и спокойной езды.

Детали вариатора весьма чувствительны к смазке и немедленное после запуска двигателя движение (особенно зимой) крайне нежелательно: масло не успевает поступить к трущимся деталям и, как следствие, повышенный износ и дорогостоящий ремонт. То же относится к любителям «рывка» на светофоре после установки селектора в нейтральное положение.

Наличие достаточного количества смазки в местах трения вариатора важно еще и потому, что эта специфическая смазка предотвращает проскальзывание приводного ремня или цепи (в этом проявляется уникальность свойств масла для вариаторов). Своевременная (как правило, после 60 тыс. км.) замена масла с маркировкой CVT – обязательное условие нормальной эксплуатации вариатора

км.) замена масла с маркировкой CVT – обязательное условие нормальной эксплуатации вариатора.

Ещё владельцам автомобилей, оснащенных вариатором, необходимо особенно тщательно следить за соблюденем правил езды с прицепом и буксировки. В связи с ограничением по мощности (хотя последние разработки вариаторов ставятся на автомобили с мощностью двигателя более 200 л.с.) езда с прицепом для большинства автомобилей с CVT нежелательна. На буксировку машин с вариатором также накладывается ограничение: масло в вариаторе должно находиться под давлением иначе возможен только вариант буксировки с частичным погружением передних колёс.

Наиболее распространённое проявление неисправности вариатора – лёгкие подергивания при переводе селектора в положение «Движение». Проявление такого признака свидетельствует о скором ремонте.

Вообще же ресурс вариатора ограничен даже при аккуратной эксплуатации и спокойной манере езды пробегом в 120 – 150 тыс. км. Это обстоятельство необходимо учитывать при приобретении машины с CVT вторичном рынке.

Как отличить между собой автоматическую коробку, роботизированную и вариатор?

На автомобили устанавливают несколько видов автоматических коробок передач – это могут быть вариаторы, «роботы» и классические «автоматы». При покупке подержанной машины бывает непросто определить, какая же именно из этих коробок установлена на автомобиле. Особенно большую трудность эта задача вызывает у начинающих водителей. Попробуем разобраться в этом разнообразии трансмиссий.

Роботизированная коробка

Начнём с роботизированной коробки передач. В техническом плане она очень похожа на обычную «механику», только в ней выжимают педаль сцепления и переключают передачи электромоторы (сервоприводы). Работой всех этих механизмов управляет отдельный компьютер, который контролирует скорость, обороты и силу нажатия на педаль газа. Не всем автомобилистам нравится этот тип коробки передач, так как она требует долгого привыкания к своему алгоритму работы. Некоторые коробки очень неохотно разгоняют машину и отличаются достаточно ощутимыми толчками при переключении.

Отличить её от остальных автоматических трансмиссий достаточно просто. Если вы видите, что селектор КПП имеет минимальное количество положений, а именно «A», «N», «R», то перед вами точно роботизированная коробка.

Классический «автомат»

Самый распространённый тип автоматических коробок – это гидротрансформаторные трансмиссии. Они отличаются большой надёжностью и способностью проехать без ремонтов сотни тысяч километров. На старых машинах устанавливались в основном 4-ступенчатые коробки, и их нельзя было назвать экономичными. Также они не позволяли раскрыть все возможности и сильно его тормозили, при этом при обычной городской езде они показывали себя очень хорошо. В современные автомобили чаще всего устанавливают 5 или 6-ступенчатые «автоматы», они намного динамичнее предшественников, и машина с ними расходует меньше топлива.

Внешне отличить такую коробку можно по набору классических для «автомата» режимов – «P», «N», «D», «R». В некоторых моделях могут быть и положения для ручного управления обозначенные – «+» и «–». Есть и варианты с фиксированными передачами – «1», «2», «3».

Вариаторные коробки передач

Не самый любимый водителями тип трансмиссии, но, тем не менее, его устанавливают во множество автомобилей. По внешнему виду селектора в салоне и алгоритму управления вариатор мало чем отличается от обычного автомата, у него точно такие же режимы, за исключением фиксированных передач. Главные различия внутри. Вариатор отличается необычайной плавностью хода, так как у него в принципе нет никаких передач, а значит нет и рывков при их переключении.

Но за эту плавность приходится расплачиваться не очень надёжной конструкцией, подверженной быстрому износу. Вариатор состоит их двух конусных шкивов, между которыми натянут металлический ремень. Быстрый износ этих четырёх конусов – главная проблема вариатора. С такой коробкой нужно избегать быстрых разгонов, буксований в грязи и таскания другой машины на лямке.

Источник

Принцип работы вариатора на автомобиле

Принцип работы вариатора на автомобиле заключается в плавной смене скоростей (передаточного числа) как при повышении, так и при снижении скорости. Безусловно, большую работу делает компьютерная программа, которая и создает ступени, но они запрограммированы для ручного управления (при движении по снегу или грязи, когда скорость не имеет значения, а важна только максимальная тяга). Сама же коробка ступеней не имеет, это обеспечивает передачу усилий от коробки к колесам намного точнее.

В настоящее время существует два типа строения вариатора:

• Клиноременный. Таком вид устанавливают на 95 % авто с CVT.
• Тороидный. Практически не используются в настоящее время из-за сложных настроек и строения.

1. Клиноременные вариаторы — самые популярные типы трансмиссии, используются в автомобилях марок Infiniti, Audi, Nissan и пр. Давайте рассмотрим принцип их работы.

   Осуществляется передача трансмиссионного числа от главного (ведущего) шкива (который связан с силовым агрегатом) к ведомому (который связан с приводом и колесами) по принципу ременного сообщения.

   Смена передаточного числа происходит по принципу изменения диаметра шкивов. Изготовитель сделал их разборными, а не сплошными, состоящими из двух частей конической формы, обе части посажены на вал и могут сходиться и расходиться. Диаметр в месте соприкосновения ремня со шкивом изменяется в зависимости от скорости и нагрузки.

   Попросту говоря, принцип работы заключается в следующем: когда автомобиль трогается, мотору нужно большое усилие, чтобы начать движение колес. Чтобы снизить нагрузку двигателя до минимума, ведущий вал должен быть самого маленького диаметра (конусы разводятся в месте соприкосновения). Диаметр ведомого вала в этот момент должен быть, напротив, максимальным (конусы сводятся). За счет этого ведущий шкив проделывает несколько оборотов, чтобы ведомый сдвинулся всего на один (максимальное число). Этот процесс намного снижает нагрузку на силовой агрегат, что значительно облегчает ему работу.

   После набора скорости передаточное число уменьшается (это необходимо для снижения тяговой силы, но при этом происходит увеличение оборотов на ведомом шкиве). Принцип работы: диаметр ведущего рола увеличивается (конусы сходятся), а у ведомого, напротив, расходятся.

   При максимальном диаметре ведущего шкива и наименьшем ведомого, первый один раз оборачивается, а второй за этот промежуток делает несколько оборотов (из-за этого скорость его вращения наибольшая). Но в этом случае нагрузка на двигатель намного выше.

   Вывод: трансмиссионное число достигается по принципу изменения диаметров двух шкивов и ременной передачи (между ними).

2. Принцип работы вариатора на автомобиле тороидного типа принципиально отличается от предыдущего. Передача тяги осуществляется при помощи роликов, зажатых между шкивами. Шкивы имеют форму тороида (из-за чего имеет такое название) и располагаются на одном стержне.

   Принцип действия: чтобы тороидный вариатор сменил передаточное число, роликам необходимо изменить свое положение. Для наибольшей тяги зажимы роликов нужно повернуть по направлению к ведомому шкиву, такое расположение сведет диаметр контакта ролика и шкива к минимуму, в то же время у ведомого ролла диаметр будет наибольшим.

   При увеличении скорости необходимо увеличение вращения и снижение передаточного числа, ролики отходят в противоположную сторону (ведущего ролла), при этом оба диаметра изменятся противоположно.

Принцип работы CVT

Как говорилось выше, в вариаторной коробке физически отсутствуют фиксированные передачи, но есть виртуальные, созданные на программном уровне. Они нужны для ручного управления, например, когда нужна максимальная тяга автомобиля и не важна скорость (движение по заснеженному участку дороги).

В основе наиболее распространенного клиноременного CVT (устанавливается на 95% современных автомобилей) могут быть заложены одна или две ременные передачи. Передачу образуют два шкива (ведущий и ведомый), соединенные между собой клиновидным ремнем. Такая конструкция получила соответствующее название – клиноременной вариатор. Еще есть клиноцепная бесступенчатая коробка, в которой вместо ремня задействована стальная цепь. Самый известный вариатор с цепью – Multitronic, разработанный инженерами компании Audi.