Коэффициент сопротивления изменяется как квадратное отношение относительной скорости объекта. Рассмотрим метод расчета коэффициента сопротивления воздуха.

Коэффициент сопротивления воздуха рассчитывается по уравнению с = F_воздух /v². В расчете Ф_воздух — силовое сопротивление, а c — силовая постоянная в этом уравнении. Жидкости, обычно вода в спортивной среде, также подвержены силе трения, которая не ограничивается только воздухом.

Сопротивление жидкости, сопротивление воздуха и сопротивление — все это относится к одному и тому же.

Проблема: Если объект движется со скоростью 22 мс^-1 столкнуться с сопротивлением воздуха 50 Н, какова постоянная силы?

Решение: Даны данные,

v = 22 мс^-1

F_воздух = 50 Н

Формула для коэффициента сопротивления воздуха:

с = F_воздух /v²

Замените указанные значения в формуле выше. Затем,

с = 50/(22)²

с = 0.103

Вес пульсирует на шнуре, когда парашют раскрывается. Рассмотрим, как определить аэродинамическое сопротивление парашюта.

• Чтобы определить аэродинамическое сопротивление парашюта. Уравнение для силы сопротивления парашюта, также известной как его сила сопротивления ветру, имеет вид F._D = 1 / 2 ρv²C_DА. Где, Ф_D — сила сопротивления, r — плотность воздуха, C_d — коэффициент лобового сопротивления, A — площадь парашюта, а v — скорость в воздухе.
• Чтобы определить сопротивление воздуха парашюта по квадрату скорости, сопротивление возрастает.
• Чтобы определить сопротивление воздуха парашюта, нет никакой чистой силы, действующей на ракету, когда сопротивление равно весу. F = D – W = 0.
• C_d = 2 Ф_d / ρв²A = W для определения аэродинамического сопротивления парашюта.
• И, наконец, V = sqrt (2W/C_dρ A) используется для определения аэродинамического сопротивления парашюта.

При сравнении двух предметов те, у которых больший вес, меньший коэффициент лобового сопротивления, меньшая плотность газа или меньшая площадь, движутся с большей скоростью.

Единственной силой, воздействующей на людей поначалу, является гравитация, которая толкает их со скоростью -9.8 м/с2. Давайте посмотрим, как можно рассчитать сопротивление воздуха, используя массу и ускорение.

• Чтобы найти сопротивление воздуха с массой и ускорением, мы можем использовать некоторую алгебру, чтобы получить ускорение объекта с точки зрения чистой внешней силы и массы объекта (a = F/m).
• Чистая внешняя сила (F = W – D) равна разнице между силами веса и силы сопротивления. Тогда ускорение объекта определяется выражением a = (W – D) / m.

Задача: Автомобиль массой около 29 кг движется из Калькутты в Раджастхан со скоростью 50 метров в секунду, а гусеница нагружена железом и весит 84 кг. Определить силу сопротивления автомобиля.

Решение: Даны данные,

Ускорение = 50 м/с²

Вес = 84 кг

Масса = 29 кг

Мы знаем, что a = (W – D) / m

50 = (84 – Д)/ 29

1450 = 84 – Д

-Д = 1450 – 84

Д = – 1366 Н

Когда частички воздуха сталкиваются с передней частью объекта, он замедляется. Давайте проверим этот график сопротивления воздуха.

За счет уменьшения угла выпуска можно свести к минимуму влияние сопротивления воздуха на горизонтальную составляющую траектории снаряда. Расстояние и скорость, или скорость, обратно пропорциональны.

Чем больше частиц воздуха воздействует на объект, тем больше его общее сопротивление увеличивается с площадью поверхности. Давайте рассмотрим, как определить сопротивление воздуха на основе скорости.

Формула, используемая для определения сопротивления воздуха по скорости: c = Fv.². Сила сопротивления воздуха представлена ​​в технике буквой F, постоянная силы представлена ​​буквой c, а скорость объекта представлена ​​буквой v. Существует линейная зависимость между сопротивлением воздуха и величиной сопротивления воздуха. плотность.

Между скоростью и сопротивлением воздуха создается квадратичная зависимость. Площадь передней кромки объекта, движущегося по воздуху, определяет, какое сопротивление воздуха он будет испытывать. Сопротивление воздуха увеличивается с увеличением площади.

Задача: Если сопротивление воздуха тела равно 34 Н, а силовая постоянная равна 0.04, какова его скорость?

Данные приведены, F_воздух = 34 Н и с = 0.04

Формула сопротивления воздуха:

F_воздух = резюме²

v² = 34 / 0.04

v² = 850

v = 29. 15 м / с.

Сила сопротивления воздуха измеряется в Ньютонах (Н). Рассмотрим, как определить силу сопротивления воздуха.

F_воздух = — резюме² уравнение, используемое для определения силы сопротивления воздуха. Ф_воздух — силовое сопротивление, а c — силовая постоянная в этом уравнении. Знак минус показывает, что объект движется в направлении, противоположном направлению сопротивления воздуха.

Задача: силовая постоянная для самолета, движущегося со скоростью 50 мс.^-1 составляет 0.05. Определить сопротивление воздуха.

Решение: Даны данные,

Скорость воздуха, v = 50

Силовая постоянная, c = 0.05

Сила воздуха определяется выражением

F = – резюме²

F = (-) 0.05 × 50 × 50

F = – 125 Н.

Зависимость между силой сопротивления, действующей на тело, и сопротивлением воздуха обратная. Давайте посмотрим на формулу сопротивления воздуха шара.

Коэффициент сопротивления воздуха для сферических материалов можно рассчитать по следующей формуле: C_d = 2 Ф_d / ρв²A, где для сферических материалов-

• C_d = коэффициент сопротивления воздуха, 
• F_d сопротивление воздуха по Ньютону, 
• А — площадь формы в плане в квадратных метрах,
• ρ = плотность сферы, выраженная в килограммах на кубический метр,
• А вязкость вещества, выраженная в метрах в секунду, известна как v.

Задача: Плотность воздуха 0.4500 кг/м³, а самолет, летящий на высоте, имеет скорость 250 м/с. 500 м² Крылья самолета открыты ветру. На самолет действует сила сопротивления воздуха 168750 Н. Выполните расчет коэффициента лобового сопротивления.

Решение: Приведенные данные, Сопротивление воздуха для сферических материалов, F_d = 168750 Н

Плотность, ρ = 0. 4500 кг/м³

Площадь поперечного сечения, А = 500 м²

Скорость, v = 250 м/с

Мы знаем, что для сферических материалов

C_d = 2 Ф_d / ρв²A

C_d = 2 × 168750 / (0.4500 × 250² × 500)

C_d = 0.025

Сопротивление воздуха — это разновидность жидкостного трения, которое влияет на падающие в воздухе предметы. Давайте посмотрим, как определить среднее сопротивление воздуха.

Умножив плотность воздуха, коэффициент сопротивления, площадь и скорость на два, можно рассчитать среднее сопротивление воздуха, которое будет испытывать падающий объект. Гравитация заставляет объекты двигаться вниз, в отличие от трения воздуха, которое действует противоположным образом и замедляет скорость.

Сопротивление воздуха возрастает по мере увеличения площади поверхности, на которую падают предметы.

Сопротивление воздуха — это сила, которую испытывает объект при прохождении через воздух, где, если человек движется быстрее, сила сопротивления воздуха возрастает. Безразмерный коэффициент сопротивления C_D, который рассчитывается как C_D = Ф_D/1/2 ρАв² где ρ — плотность жидкости (в данном случае воздуха). Площадь поперечного сечения объекта A = (1/4) ΠD², а его скорость v.

Помогите решить / разобраться (Ф)

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы

Расчет скорости воздуха в текстильных воздуховодах и диффузорах онлайн калькулятор| Prihoda

Просто введите значения в соответствующие поля калькулятора, выберите форму воздуховода, единицы измерения, после чего сразу увидите результат. Не важно, с чего вы начинаете — с ввода значений расхода воздуха в воздуховодах (объема расходуемого воздуха по скорости потока), параметра размера А или величины скорости, — результаты будут получены немедленно. Для выбора оптимального решения вы можете сравнить значения, полученные для воздуховодов с разными сечениями. Для удобства пользователей калькулятор может работать в метрической и дюймовой системах. Цвет шкалы скоростей сигнализирует о допустимости расчетной скорости. Красный цвет означает недопустимую скорость, оранжевый — отмечает зону риска, а зеленый цвет обозначает подходящую скорость воздушного потока. Синий цвет указывает на слишком большой выбранный размер.

Расход воздуха (м³/ч): [l/s]: [cfm]:

100100k50010005k10k50k

Размер А (мм):

1002.4k2505007001000

Скорость (м/с): [fpm]:

0.3500.512.551025

Единицы измерения

 м³/ч, мм, м/с

 л/с, мм, м/с

 м³, дюйм, фут/мин

Форма

Круг

Полукруг

Квадрант

Квадрат

Сегмент 0. 3

Сегмент 0.4

Прямоугольник 4:3

Прямоугольник 2:1

Распределение

Давление [Pa]:

Длина [м]: [ft]:

Угол раздачи [°]:

Расстояние [м]: [ft]:

010123456789

Скорость (м/с): [fpm]:

030.511.522.5

График распределения

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

[м/с] [fpm]

Определение расчета движения воздушного потока – принципиальная задача для настройки и оптимизации системы воздуховодов. Для правильного расчета необходимо знать точный расход водораспределителя, а также его сечение. Определить скорость воздуха вы можете легко и быстро, воспользовавшись калькулятором Prihoda.

Зачем нужен расчет?

Знать данный показатель необходимо для проектирования и качественной проверки вентиляционной сети. Он также поможет определить правильность выбора сечения диффузора для заданного воздушного расхода. Этот параметр обязан быть прописан в аксонометрической схеме вентиляции.

При правильном вводе исходных данных вы сможете рассчитать скорость, а также падение давления на метр длины. Последний параметр является важной составляющей для вычисления аэродинамического сопротивления вентиляции.

Онлайн калькулятор Prihoda

Рассчитать точную скорость движения воздуха можно с помощью онлайн-калькулятора компании Prihoda. Приложение специально разработано для вычисления и поможет определить необходимый параметр точно, быстро и без дополнительных действий. Для того чтобы воспользоваться калькулятором, потребуется ввести следующие параметры воздуха:

·         точное значение расхода воздуха;

·         тип сечения воздушного диффузора: диаметр (для круглых), высота/ширина (для прямоугольных).

Преимуществом нашего онлайн-калькулятора является особенность расчета, при которой он определяет уровень падения давления на 1 метр длины, который потребуется вам при дальнейших проверках вентиляционной системы.

Формула

При необходимости вы можете произвести расчеты самостоятельно, воспользовавшись следующей формулой:

·         v = G\S (G – показатель воздушного расхода, S – площадь сечения).

При вычислении важно учесть размерности площади и расхода. Как правило, расход выражается в кубических метрах в час (м³ \час), тогда как площадь сечения – в квадратных миллиметрах (мм²). Подстановка цифр под параметры м³ \час) и мм²  не даст желаемых результатов. Поэтому для финального расчета потребуется пересчет воздушный расход в кубических метрах, а площадь в метрах в квадрате.

Пример правильных вычислений

Для вычисления в классическом воздухораспределителе 600х300, при воздушном расходе 2000 м³ \час, расчет осуществляется следующим образом:

1.       Перевод габаритов воздухораспределителя в метры – 0,6\0,3м.

2.        Определения площади сечения – S = 0,6×0,3 = 0,18м².

3.       Вычисление воздушного расхода – G = 2000м³ \час x 2000\3600м³ \с = 0,56м³ \c.

4.       Определение скорости – v = G\S = 0,56\0,18 = 3,1м\с.

Стоит отметить, что рекомендуемые параметры скорости воздушного потока отличаются и зависят от сечения воздухораспределителя. Так, для стандартных вентиляционных систем 600х600 скорость воздуха должна быть не больше 4м\с, при большем параметре сечения – от 6м\с, для нестандартных систем дымоудаления – не более 10м\с.

Нюансы при расчете

Принципиальным является тип сечения воздухораспределителя, ведь именно от него будет зависеть результат конечных вычислений. Как правило, формула адаптируется при расчетах для воздуховода круглого сечения, учитывая ее величину:

·         v = 354xG\D (G – воздушный расход, D – диаметр сечения в мм.

При расчетах для воздуховода прямоугольного типа сечения формула адаптируется и выглядит следующим образом:

·         v = 278xG\(AxB) (G – воздушный расход, А\В – стороны сечения диффузора в мм).

Для более точного определения, рекомендуем воспользоваться онлайн калькулятором Prihoda, который осуществляет все расчеты автоматически.

Понятие силы сопротивления в физике

Оглавление

Время чтения:  5 минут

1 861

Сила сопротивления зависит от размеров и формы тела и скорости перемещения тела в среде, возникающая при его движении и затормаживает это движение. Сила сопротивления отличается от силы трения тем, что последняя рассматривает характер взаимодействия друг с другом твердых тел. Можно наблюдать, когда один элемент двигается по поверхности другого. Вектор силы сопротивления имеет направление противоположное движению.

Работа силы сопротивления видна на примере: при свободном падении листка с дерева на него действует сила сопротивления воздуха, которую можно сравнить с силой тяжести. В связи с этим, ускорение падающего листка будет не таким, как от ускорения свободного падения.

Аналогично с перемещением в жидкости, если тело погружается в воду плавно, то сопротивление воды будет меньше, чем при прыжке в нее. {2}\]График зависимости сопротивления

Зависимость силы от сопротивления определяется для каждой среды отдельно. Сила сопротивления среды растет, с ростом скорости движения предмета в среде.

От чего зависит сила сопротивления

На величину силы сопротивления влияют следующие факторы:

• особенности и плотность среды, например, у жидкости плотность выше, чем у газа;
• форма тела, у предметов с вытянутыми обтекаемыми вдоль движения формами сопротивление меньше, чем с расположенными перпендикулярно движению гранями;
• скорость движения.

В зависимости от воздействия на движущиеся предметы различают несколько типов силы сопротивления:

• Сила сопротивления качению \[P_{f}\]. Зависит от вида и состояния опорной поверхности, скорости перемещения, силы давления воздуха и прочее. Коэффициент сопротивлению качению f зависит типа и состояния опорной поверхности, его значение уменьшается, при повышении давления и температуры.
• Сила сопротивления воздуха \[P_{B}\] возникает при разных показателях давления. В аэродинамике называется лобовым сопротивлением. Показатель будет выше с ростом вихреобразования в передней и задней частях объекта движения. Величина вихреобразования зависит от формы передвигаемых предметов.

Понятие силы электрического сопротивления

Строение металлических проводников объясняет наличие сопротивления. Свободные электроны движутся по проводнику встречая ионы кристаллической решетки. При контакте с ними другие электроны теряют часть своей энергии. У проводников с отличающимся атомным строением будет разное сопротивление току. Поэтому чем выше сопротивление проводника, тем проводимость электрического тока будет меньше.

Формулы 4 — 5

Электрическое сопротивление в физике обозначают R, измеряется в Ом. Сопротивление равно 1 Ом, если на концах проводника возникает напряжение в 1 Вольт при силе тока равной 1 Ампер.

Формула сопротивления силы тока:

\[R=\rho \frac{l}{S}\]

где l – длина проводника; S – площадь сечения; ρ – удельное сопротивление. {-1}\right)\].

При нагревании движение частиц материала возрастает и создает препятствия для направленного движения электродов. Количество столкновений свободных электронов с ионами кристаллической решетки увеличивается.

Такое свойство применимо в термометрах сопротивления, измеряют температуру исходя из зависимости температуры и сопротивления с высокой точностью измерения.

Нет времени решать самому?

Наши эксперты помогут!

Контрольная

| от 300 ₽ |

Реферат

| от 500 ₽ |

Курсовая

| от 1 000 ₽ |

Формула силы тока и сопротивление

Формула 6

Законом Ома для участка цепи называют взаимосвязь между силой тока (I), напряжением (U) и сопротивлением (R) проводника на практике установлена Г. Омом.

\[I=\frac{U}{R}\]

Материалы с низким удельным сопротивлением считаются проводниками, они эффективно проводят электрический ток. С высоким удельным сопротивлением – диэлектрики, их используют как изоляторы. Промежуточное положение занимают полупроводники.

Пример

Найти силу тока в проводнике длиной 100 мм, сечением 0,5 мм2 изготовленном из меди, если напряжение на его концах 6,8 В.

Решение:

Запишем формулу закона Ома и найдем сопротивление через силу тока : \[I=\frac{U}{R}\]

Для определения силы тока I, нужно определить сопротивление R. С помощью формулы с удельным сопротивлением преобразуем формулу для закона Ома:

\[\begin{array}{r}
R=\rho \frac{l}{S} \\
I=\frac{U S}{\rho l}
\end{array}\]

Подставляем значения в формулу:

\[I=\frac{6,8 * 0,5}{0,017 * 100}=2 \mathrm{~A}\]

Значение ρ для меди берется из таблиц.

Ответ: 2А

Оценить статью (55 оценок):

Поделиться

Анна Краснова — Бакалавр физики

Популярные статьи

Об основной теореме аэродинамики

Введение

Аэродинамика – прикладная наука. Она является научной основой для создания всех типов летательных аппаратов (ЛА), осуществляющих полеты в пределах земной атмосферы. Поэтому современные высокие темпы развития такой авиационной техники создают устойчивое ощущение, что в данной области механики все должно быть изучено и апробировано достаточно детально и, соответственно, искать там какие-либо существенные инновационные идеи бессмысленно.

Однако результаты многолетних комплексных исследований, выполненных в Центральном НИИ ВВС Министерства обороны России, убедительно показывают, что это ощущение не отражает реальной ситуации, поскольку известная базовая аэродинамическая теория в действительности недостаточно совершенна и требует основательной доработки. В частности, удалось теоретически выявить и экспериментально подтвердить, что существующая теория не обеспечивает возможность с необходимой точностью (то есть с допустимыми погрешностями не более ~ 10…15%) моделировать и определять картину и параметры потока воздуха около обтекаемых им любых материальных тел практически во всем дозвуковом диапазоне относительных скоростей. В силу этой особенности являются несогласованными с практикой и фундаментальными законами механики и те интегральные характеристики, которые выражают силовое взаимодействие воздушного потока с обтекаемыми им телами. К примеру, не соответствуют закону сохранения энергии основная теорема аэродинамики о подъемной силе профиля крыла (то есть крыла бесконечного размаха), а также наиболее известный аэродинамический парадокс Эйлера – Даламбера об отсутствии сопротивления материальных тел, не связанного с влиянием вязкости воздуха.

Основная теорема аэродинамики о подъемной силе профиля крыла, а также наиболее известный аэродинамический парадокс Эйлера – Даламбера об отсутствии сопротивления материальных тел, не связанного с влиянием вязкости воздуха, не соответствуют закону сохранения энергии.

С целью устранения подобных принципиальных недостатков известной теории и повышения эффективности прикладных исследований ведущим автором проводимых исследований разработана новая научная гипотеза и осуществлена ее опытная апробация [1, 5]. Все полученные результаты соответствующих сравнительных оценок – положительные. Кроме того, в ходе этих исследований теоретически обоснована и экспериментально подтверждена ранее не установленная закономерность, которая еще в 1991 году была заявлена в соответствующий госкомитет СССР для регистрации ее в качестве научного открытия в области механики (приоритетный документ № 12109 от 12.02.91.). Однако в силу целого ряда объективных, а также и субъективных причин это открытие до сих пор остается незарегистрированным и при осуществлении прикладных исследований практически никак не учитывается. Но при этом вполне очевидно, что во всех реальных процессах данная закономерность продолжает действовать и оказывать определенное влияние как на параметры потока воздуха, так и на интегральные характеристики его силового взаимодействия с обтекаемыми телами. Ниже кратко представлены некоторые новые результаты проведенных исследований, которые касаются двух основных характеристик аэродинамической науки, то есть подъемной силы и аэродинамического сопротивления материальных тел, обтекаемых потоком воздуха.

Подъемная сила несущих тел

Подъемная сила несущего (то есть создающего такую силу) материального тела ( ) – это направленная по нормали к невозмущенному потоку воздуха составляющая суммарной аэродинамической силы, действующей в виде распределенной нагрузки на всю внешнюю поверхность такого тела со стороны непрерывно обтекающих его все новых и новых локальных воздушных масс.

Для удобообтекаемых материальных тел типа крыла, лопасти винта и др., предназначенных, главным образом, именно для создания подъемной силы, данное понятие является основной интегральной характеристикой, выражающей возможный диапазон их силового взаимодействия с обтекающими воздушными массами. Трактовка основных особенностей данной характеристики за время существования аэродинамической науки изменилась незначительно. В рамках известной теории эти особенности принято объяснять и учитывать следующим образом.

Во-первых, это понятие принято рассматривать и количественно оценивать применительно в основном, к несущим телам типа «крыло», имеющим острую заднюю кромку, на которой местная скорость воздушного потока имеет конечную величину и бессрывной (плавный) характер течения. Данное условие, называемое «постулатом Чаплыгина – Жуковского», предопределяет, по существу, величину создаваемой таким крылом подъемной силы на каждом конкретном сочетании его угла атаки и относительной скорости воздушного потока.

Во-вторых, величину и направление этой силы принято аналитически выражать с помощью основной теоремы аэродинамики (называемой также теоремой Н. Е. Жуковского или Кутта – Жуковского). В соответствии с этой теоремой величина подъемной силы несущего профиля крыла (крыла бесконечного размаха) может быть выражена с помощью следующей формулы :

   (1)

где плотность воздуха;

V_∞– относительная скорость невозмущенного потока;

Г – циркуляция скорости вдоль замкнутого цилиндрического контура вокруг присоединенного вихря или системы вихрей, условно заменяющих несущий профиль крыла;

l – длина (размах) участка такого профиля, на котором оценивается величина создаваемой подъемной силы.

В отношении этой формулы следует заметить, что изначально она выведена для условий некоторой гипотетической сплошной (то есть имеющей немолекулярную структуру), идеальной (то есть не вязкой и не обладающей свойствами переноса массы и энергии) и несжимаемой (то есть имеющей одинаковую и неизменную во всех точках пространства местную плотность) среды. Реальный воздух, как известно, ни одним из указанных свойств в действительности не обладает. Тем не менее в практике прикладных исследований эта формула в том же виде используется практически во всем диапазоне дозвуковых скоростей потока воздуха на основании предположения о том, что вносимые физическими свойствами реального воздуха погрешности пренебрежимо малы.

В-третьих, в соответствии с известной теорией принято считать, что во всех реальных аэродинамических процессах основной причиной появления подъемной силы несущих крыльев является именно циркуляция скорости (Г), причем сама эта циркуляция появляется под действием завихренности, то есть определенной системы минивихрей воздушного потока, проходящего через зону пограничного слоя. Кроме того, предполагается, что величина (интенсивность) такой циркуляции скорости не зависит от формы и размеров выбранного жидкого контура и остается равной суммарному напряжению всех охватываемых им присоединенных вихрей.

Причинно-следственные взаимосвязи реальных аэродинамических процессов, связанные с понятием «подъемная сила», в рамках разработанной новой теории представляются существенно по-иному [1, 4, 5].

Подъемную силу способны создать круглый цилиндр, шар или даже обычный булыжник, если в процессе своего движения относительно воздуха они одновременно вращаются вокруг своей оси.

Прежде всего, учитывается подтверждаемое практикой предположение о том, что при выполнении определенных условий подъемную силу способны создать практически все твердые (а также и гибкие) материальные тела любых форм и размеров. В частности, подобную силу создают такие необычные по внешней форме тела, как круглый цилиндр, шар или даже обычный булыжник, если в процессе своего движения относительно воздуха в целом они одновременно вращаются вокруг своей оси.

Кроме того, важно заметить, что при анализе основных особенностей подобных аэродинамических процессов и выводе обобщающей формулы подъемной силы несущих тел используется постулируемое положение о возможности протекания всех этих процессов только в полном соответствии с базовыми фундаментальными законами механики, то есть с первым, вторым и третьим законами Ньютона, а также законами сохранения массы и энергии. В частности, в тех случаях, когда несущее тело перемещается относительно неподвижного в целом воздуха, действие указанных законов проявляется следующим образом.

Любое подобное тело с помощью своей внешней поверхности оказывает распределенное асимметричное силовое воздействие на непрерывно обтекающие его с разных сторон все новые и новые локальные воздушные массы. Сам возмущаемый таким образом воздушный поток меняет при этом исходное направление своего относительного движения и отклоняется в сторону, противоположную создаваемой телом подъемной силе. Данный динамический процесс силового взаимодействия между воздушными массами и несущим телом можно выразить с помощью формулы, соответствующей второму закону Ньютона и имеющей следующий вид:

  (2)

где  – суммарный вектор распределенных сил, действующих со стороны поверхности несущего тела на обтекающие его массы воздуха в направлении, противоположном создаваемой им подъемной силе;

m – масса возмущенного воздуха, непосредственно участвующего в создании подъемной силы;

 – вектор усредненного ускорения данной массы воздуха в том же направлении.

В соответствии с третьим законом Ньютона сами эти воздушные массы действуют при этом на обтекаемое ими тело с силой, равной по величине указанной силе F, но противоположно ей направленной. Именно эта сила реакции со стороны движущихся воздушных масс представляет собой подъемную силу ( ) несущего тела. Следовательно, ее можно выразить такой формулой:

  (3)

Отрицательный знак в правой части формулы показывает, что ускорение (а также и возмущенная составляющая скорости) движения находящихся за несущим телом воздушных масс направлено в сторону, противоположную создаваемой им подъемной силе.

Величину создаваемой несущим телом подъемной силы можно выразить и с помощью следующей, выведенной автором новой аналитической формулы [1, 4, 5]:

   (4)

Где М – число  невозмущенного потока воздуха;

Г – напряжение присоединенного вихря;

остальные обозначения соответствуют тем параметрам, которые присутствуют в приведенной выше формуле Н. Е. Жуковского.

Приведенная новая формула подъемной силы несущих тел отличается от этой известной формулы подъемной силы несущего профиля крыла по следующим двум признакам:

– во-первых, наличием дополнительного множителя в скобках, который выражает зависимость такой силы от числа М, то есть влияния свойства сжимаемости реального воздуха;

– во-вторых, тем, что символ „ “ в новой формуле означает величину напряжения присоединенного вихря (или сумму напряжений всех подобных вихрей, находящихся внутри выбранного жидкого контура и условно заменяющих несущее тело), а в известной формуле Н. Е. Жуковского – величину циркуляции скорости вдоль произвольного замкнутого цилиндрического контура вокруг такого вихря (вихрей).

В отношении второго из указанных признаков следует заметить, что в наиболее общем случае (то есть при условии М ) указанные характеристики (то есть напряжение присоединенного вихря и циркуляция скорости вокруг него) не равны друг другу. Однако они становятся равными между собой, если принять гипотетическое допущение о несжимаемости воздуха (то есть условие М=0 независимо от величины V_∞≠ 0 ). Следовательно, нетрудно установить, что формула (теорема) Н. Е. Жуковского представляет собой частный вариант новой формулы подъемной силы несущих тел для случаев применения подобного упрощающего допущения.

А по поводу причинно-следственных взаимосвязей между понятиями «циркуляция скорости» и «подъемная сила несущего тела» необходимо сделать следующее уточнение. Во всех реальных аэродинамических процессах, происходящих при дозвуковых скоростях воздушного потока, эффект циркуляции скорости вокруг несущих тел действительно всегда имеется и заметно проявляется. Этот эффект характеризует уровень энергообмена между такими телами и обтекающими их воздушными массами, что происходит именно из-за создаваемой ими подъемной силы. При этом основным первоисточником участвующей в подобных процессах энергии является (в частности, в тех случаях, когда тело движется относительно неподвижного в целом воздуха) само движущееся тело. А приемником и переносчиком подобной энергии выступает окружающий его воздух. Такой энергообмен происходит в полном соответствии с законом сохранения энергии в ходе выполнения несущим телом работы по ускоренному отбрасыванию непрерывно набегающих на него все новых и новых локальных воздушных масс.

Таким образом, согласно данным представлениям, циркуляция скорости вдоль замкнутого жидкого цилиндрического контура вокруг любого несущего тела — не причина, а лишь следствие (или, точнее, сопутствующий специфический эффект), сопровождающий все подобные реальные аэродинамические процессы при дозвуковых скоростях невозмущенного потока воздуха. А при сверх- и гиперзвуковых скоростях такого потока подобный эффект циркуляции скорости может проявляться в реальных процессах только частично, то есть на небольших участках указанного произвольного контура. Поэтому использование такой характеристики применительно ко всем подобным высокоскоростным процессам лишено какого-либо содержательно-целевого смысла.

Анализ физической сущности реальных аэродинамических процессов показывает, что в условиях установившегося и бессрывного течения дозвукового воздушного потока, обтекающего материальные тела, вдоль всей поверхности таких тел всегда имеется весьма тонкий и плавно нарастающий пограничный слой. Действующие внутри такого слоя касательные силы трения направлены вдоль поверхности обтекаемого потоком воздуха материального тела и не оказывают ощутимого влияния на местные параметры всего остального внешнего потока, а также на циркуляцию скорости вокруг несущих тел. Это подтверждается еще тем проявляющимся во многих реальных процессах фактом, что направление циркуляционной составляющей местной скорости воздушного потока часто не совпадает с градиентом скорости примыкающего к поверхности тела пограничного слоя. С учетом этих, а также и других подобных особенностей реальных аэродинамических процессов можно вполне обоснованно констатировать, что все несущие материальные тела способны создавать подъемную силу как при наличии, так и при полном отсутствии (в частности, в случае организации отсоса) пограничного слоя.

Аэродинамическое сопротивление материальных тел

Аэродинамическое сопротивление (Х_а) любого материального тела представляет собой направленную в сторону невозмущенного потока воздуха осевую составляющую суммарной аэродинамической силы, распределенно действующей на всю внешнюю поверхность такого тела со стороны непрерывно обтекающих его все новых и новых локальных воздушных масс.

Указанная распределенная нагрузка действует в виде местных сил давления и касательных напряжений. Такое сопротивление создают в реальных процессах все обтекаемые потоком воздуха материальные тела любых форм и размеров.

Для удобообтекаемых материальных тел, предназначенных именно для создания подъемной силы (типа крыла, лопасти винта и др.), аэродинамическое сопротивление представляет собой основную интегральную характеристику, выражающую уровень их аэродинамического совершенства. Этот уровень принято оценивать с помощью показателя, называемого аэродинамическим качеством и выражаемого с помощью следующей формулы:

(5)

где   – коэффициенты подъемной силы и аэродинамического сопротивления несущих тел.

Аэродинамическое сопротивление зависит от значительного числа разных факторов. Поэтому его удобней выражать и оценивать в виде определенной суммы частных типов сопротивлений, которые отличаются друг от друга обусловливающими их основными причинами. С помощью соответствующих коэффициентов подобная сумма может быть выражена так:

(6)

где  – коэффициент сопротивления трения, обусловленного действием касательных напряжений в зоне контакта воздушного потока с поверхностью обтекаемого им тела;

 – коэффициент сопротивления формы, связанного с влиянием формы тела на распределенное давление вдоль его внешней поверхности;

 – коэффициент индуктивного сопротивления, обусловленного необратимыми энергозатратами в процессе создания подъемной силы несущим телом и проявляющегося в виде распределенных сил давления на всей внешней поверхности такого тела.

В рамках известной теории коэффициент общего аэродинамического сопротивления материальных тел (в частности, в виде несущих крыльев) принято выражать аналогичным образом . Однако, по оценкам автора, трактовка основной первопричины сопротивления формы и индуктивного сопротивления, а также соответствующие аналитические формулы для определения их величин требуют существенного уточнения.

Сопротивление формы материального тела в реальных процессах проявляется только в тех случаях, когда оно обладает телесностью, то есть имеет объемную форму. Данная особенность связана с тем, что это сопротивление представляет собой интегральную сумму только местных сил давления, распределенно действующих на всю внешнюю поверхность обтекаемого тела и направленных по местной нормали к ней. Поэтому тонкие плоские пластины, установленные в направлении невозмущенного воздушного потока, подобное сопротивление создавать не могут.

Известные методы моделирования реальных аэродинамических процессов, принятые и используемые в рамках существующей теории, не показывают наличие такого типа сопротивления применительно ко всем телам и при любой скорости невозмущенного воздушного потока. Поэтому неопровержимое проявление подобного сопротивления практически во всех реальных процессах у объемных по форме тел принято объяснять только влиянием на особенности таких процессов свойства вязкости воздуха, которое не учитывается при осуществлении их расчетного моделирования с использованием допущения об идеальности среды. При этом предполагается, что подобное влияние происходит из-за наличия пограничного слоя на поверхности тела и оттеснения им примыкающего воздушного потока на так называемую толщину вытеснения. Следовательно, в соответствии с такими представлениями, сопротивление формы объемных тел не может появиться в случае отсутствия пограничного слоя.

Воздушные массы, обтекающие объемное тело, совершают вынужденное возмущенное движение даже в условиях полного отсутствия пограничного слоя. Это означает, что на обеспечение подобного их движения тратится определенная энергия, и такое тело будет непременно создавать соответствующее сопротивление, непосредственно зависящее именно от его формы и размеров.

Указанное положение существующей теории вполне согласуется с известным парадоксом Эйлера – Даламбера , но явно не соответствует фундаментальному закону сохранения энергии. Подтверждается такой вывод тем, что обтекающие объемное тело воздушные массы совершают вынужденное возмущенное движение (в соответствии с законом сохранения массы) даже в условиях полного отсутствия пограничного слоя. А это означает, что на обеспечение подобного их движения тратится определенная энергия, и такое тело будет непременно создавать соответствующее сопротивление, непосредственно зависящее именно от его формы и размеров.

Разработанная новая альтернативная научная теория [1, 4, 5] подтверждает наличие сопротивления формы у всех объемных материальных тел практически при любой конечной скорости и ненулевом числе М невозмущенного потока воздуха. При этом главная первопричина такого сопротивления связана, во всех подобных процессах, с влиянием на них не вязкости, а только свойства весьма сильной сжимаемости реального воздуха. Внешне подобное влияние наглядно и убедительно проявляется через сильное асимметричное изменение картины и параметров течения воздушного потока (в направлении невозмущенного потока) при изменении его числа М. В частности, это приводит еще к тому, что обтекающий симметричное по форме материальное тело установившийся воздушный поток является всегда асимметричным даже при полном отсутствии пограничного слоя. И такая асимметрия интенсивно нарастает по мере увеличения числа М невозмущенного потока. Для практики прикладных исследований подобная закономерность удобна тем, что позволяет, во многих случаях, объединить взаимосвязанные между собой характеристики «сопротивление трения» и «сопротивление формы» и использовать совместно под общим названием «профильное сопротивление (Х_пр)». С помощью соответствующих коэффициентов подобную сумму можно выразить так:

(7)

где   – коэффициент аэродинамического сопротивления материального тела при нулевой подъемной силе.

В отношении данного коэффициента важно обратить внимание на ту его особенность, что практически во всем диапазоне дозвуковых скоростей (чисел М) потока воздуха он имеет почти неизменную величину. Объясняется это тем, что в условиях плавного и бессрывного обтекания удобообтекаемых материальных тел (в частности, профилей крыла) установившимся потоком воздуха их коэффициент сопротивления трения по мере увеличения числа М (числа Re) уменьшается практически с той же интенсивностью, с которой нарастает при этом коэффициент сопротивления формы. В соответствии с разработанной теорией величину коэффициента сопротивления формы можно отдельно определять путем численного моделирования соответствующих реальных аэродинамических процессов с использованием выведенных новых базовых уравнений [1, 5].

Индуктивное сопротивление ( ) несущих материальных тел обусловлено теми необратимыми энергозатратами, которые сопровождают процесс создания ими подъемной силы путем ускоренного и непрерывного отбрасывания в противоположную ей сторону обтекающих такие тела все новых и новых локальных воздушных масс.

Принятое и используемое в рамках известной теории положение об индуктивном сопротивлении характеризуется следующими основными особенностями [6, 7].

Известная основная теорема аэродинамики (теорема Н. Е. Жуковского) наличие подобного сопротивления у несущих профилей крыла (то есть крыльев бесконечного размаха) отрицает. С учетом этого принято считать, что подобное сопротивление могут создавать только несущие крылья конечного размаха. При этом предполагается, что основная причина его появления связана с теми полубесконечными свободными вихрями, которые отходят от концов и задней кромки таких крыльев. Считается, что такие вихри отклоняют набегающий на них воздушный поток в сторону, противоположную создаваемой подъемной силе, и обусловливают появление осевой составляющей этой силы, направленной в сторону невозмущенного потока. Именно эту составляющую принято называть индуктивным сопротивлением всех несущих крыльев конечного размаха.

Однако, по оценкам автора, данное положение известной теории не в полной мере согласуется с законом сохранения энергии и с соответствующими реальными процессами. В частности, такому закону противоречит утверждение об отсутствии подобного сопротивления у всех несущих профилей крыла. Подтверждается этот вывод следующим вполне логичным аргументом.

Компенсация энергии, затраченной на отклонение несущим профилем крыла обтекающего его воздушного потока, возможна лишь с помощью приложенной к такому крылу силы тяги.

Любой несущий профиль крыла при создании подъемной силы совершает определенную работу и тратит соответствующую энергию на отклонение обтекающего его воздушного потока. При этом компенсация данной энергии возможна лишь с помощью приложенной к такому крылу силы тяги. Следовательно, в соответствии с третьим законом Ньютона, подобный движущийся с установившейся скоростью профиль крыла непременно должен создавать индуктивное сопротивление, равное по величине такой силе тяги, но противоположно ей направленное. Более того, подобное сопротивление несущего профиля должно нарастать по мере увеличения создаваемой им подъемной силы, поскольку при этом одновременно растут: совершаемая профилем работа – приложенная к профилю сила тяги – поступающая к нему энергия – его индуктивное сопротивление. Известная теория все это отрицает.

А используемая при выводе формулы индуктивного сопротивления несущих крыльев конечного размаха известная расчетная модель явно противоречит соответствующим реальным процессам. Связано это с тем, что из-за повышенного давления с нижней стороны несущего крыла и пониженного – с верхней его стороны (а также в соответствии с известным направлением вращения присоединенного вихря и обусловленной им циркуляции скорости), набегающий на такое крыло воздушный поток в действительности всегда отклоняется не вниз, а только вверх, то есть именно в сторону действия подъемной силы. Таким образом, эти, а также и некоторые другие несовершенные положения известной теории, очевидно, нуждаются в обновлении.

Выведенная автором новая аналитическая формула индуктивного сопротивления несущих крыльев имеет следующий вид [1, 4, 5]:

(8)

 – аэродинамический угол атаки несущего крыла;

функция от числа М невозмущенного потока воздуха, характеризующая влияние свойства его сжимаемости на величину индуктивного сопротивления.

С помощью соответствующих коэффициентов указанная формула может быть выражена так:

(9)

где  – производная коэффициента подъемной силы по углу атаки.

Выведенные новые формулы индуктивного сопротивления несущих крыльев обладают следующими наиболее существенными и важными для практики прикладных исследований свойствами.

Во-первых, они являются достаточно универсальными, поскольку имеют единый вид для всех типов крыльев как конечного, так и бесконечного размахов. Следовательно, они вполне согласуются с законом сохранения энергии, так как подтверждают наличие ненулевого индуктивного сопротивления и у всех несущих крыльев бесконечного размаха. При этом данные формулы применимы во всей области дозвуковых скоростей и чисел М невозмущенного потока воздуха. Кроме того, нетрудно заметить, что при использовании упрощающего допущения о несжимаемости воздуха (то есть условия, что М=0 при любой конечной скорости потока) они показывают отсутствие подобного сопротивления у всех несущих крыльев независимо от величины создаваемой ими подъемной силы. Данное свойство выведенных формул подтверждает их согласованность с теоремой Н. Е. Жуковского, а также с парадоксом Эйлера – Даламбера при применении указанного гипотетического допущения. Следовательно, данная особенность показывает, что эти новые формулы обеспечивают выполнение известного постулата Нильса Бора о сходимости «старой» и «новой» теорий в граничной области их применимости.

Во-вторых, выведенные формулы показывают, что при любой фиксированной скорости невозмущенного потока воздуха индуктивное сопротивление несущего крыла конечного размаха всегда несколько больше, чем у участка аналогичного профиля (то есть крыла бесконечного размаха), имеющего тот же размах и создающий ту же самую подъемную силу. Данный эффект проявляется благодаря коэффициенту , величина которого у всех крыльев конечного размаха всегда несколько меньше, чем у профиля крыла. А реальная физическая первопричина этой особенности связана с тем, что обтекающий несущее крыло конечного размаха возмущенный воздушный поток имеет пространственный характер течения и сопровождается более высокими энергозатратами, чем обтекающий профиль крыла плоскопараллельный поток.

В-третьих, новые формулы индуктивной и общей аэродинамической поляр крыла, выражаемые зависимостями типа: = f ( ) и = f ( ), где , являются более точными и согласованными с реальными процессами, чем аналогичные формулы, соответствующие известной теории. Объясняется данный эффект тем, что выведенные новые формулы обеспечивают учет влияния на величину индуктивного сопротивления несущих крыльев практически всех их геометрических параметров (сужения, удлинения, стреловидности, крутки и т.д.), а также числа М невозмущенного потока воздуха. Аналогичные зависимости по существующей теории учитывают, как известно, влияние на поляру крыла только его удлинения. Данный положительный эффект новой теории был проверен и подтвержден путем осуществления сравнительных оценок с использованием экспериментальных поляр ряда серийных аэродинамических профилей крыла [1, 4, 5].

Изложенные в статье результаты исследований обладают, по оценкам автора, мировой новизной и большой прикладной значимостью, а также определяют приоритет российской науки в данной области. Тем не менее за прошедшие более чем четверть века их признание и внедрение в практику прикладных исследований так и не состоялись. Основная тому причина – необоснованное и неаргументированное их игнорирование со стороны некоторых высокопоставленных руководителей аэродинамической науки.

Автор убежден в необходимости внедрения разработанных новых научных положений в практику прикладных исследований и в учебные процессы и призывает читателей и научное сообщество к обсуждению данного вопроса.

Скачать PDF

Литература:

1.     Карачевский Г.И. Усовершенствованные теоретические основы для расчетных методов аэродинамических исследований на базе нового подхода к учету влияния сжимаемости среды: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, 30 ЦНИИ МО РФ, 1992 г. (рукопись).

2.     Научно-технический отчет ЦАГИ, 1990, инв. № 8931.

3.     Научно-технический отчет ЦАГИ, 1990, инв. № 9130.

4.     Карачевский Г.И. Аэродинамика. Физические основы подъемной силы и аэродинамического сопротивления материальных тел. Москва, 2010. 158 с.

5.     Карачевский Г.И. Аэродинамика. Усовершенствованная базовая теория для практики прикладных исследований. Москва, Черноголовка: ИПХФ РАН, 2018. 384 с.

6.     Авиация, энциклопедия. М.: Большая российская энциклопедия: ЦАГИ, 1994. 735 с.

7.     Голубев А.Г. и др. Аэродинамика. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 687 с.

© Карачевский Г.И., 2019

История статьи:

Поступила в редакцию: 17.09.2019

Принята к публикации: 21.10.2019

Модератор: Гесс Л.А.

Конфликт интересов: отсутствует

Для цитирования:

Карачевский Г.И. Об основной теореме аэродинамики // Воздушно-космическая сфера. 2019. №4. С. 88-97.

АЭРОДИНАМИКА | Энциклопедия Кругосвет

• ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗДУХА И ДРУГИХ ТЕКУЧИХ СРЕД
• ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ
• НЕСЖИМАЕМЫЕ ТЕЧЕНИЯ
• СЖИМАЕМЫЕ ТЕЧЕНИЯ
• АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ НАГРЕВАНИЕ
• ПОЛЕТ НА БОЛЬШИХ ВЫСОТАХ
• ТРУДНОСТИ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
• ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ
• СМЕШАННЫЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

АЭРОДИНАМИКА, раздел механики сплошных сред, в котором изучаются закономерности движения воздуха и других газов, а также характеристики тел, движущихся в воздухе. К аэродинамическим характеристикам тел относятся подъемная сила и сила сопротивления и их распределения по поверхности, а также тепловые потоки к поверхности тела, вызванные его движением в воздухе. В аэродинамике рассматриваются такие тела, как самолеты, ракеты, воздушно-космические летательные аппараты и автомобили. В атмосферной аэродинамике изучаются процессы диффузии твердых частиц (например, дыма, смога, пыли) в атмосфере и аэродинамические силы, действующие на здания и другие сооружения. Ниже рассматриваются проблемы, связанные с движением летательных аппаратов, однако те же принципы можно применить к описанию других явлений, изучаемых в общей гидроаэромеханике (cм. ГИДРОАЭРОМЕХАНИКА). Здесь изложены физические законы, управляющие движениями воздуха, и концепции, необходимые для понимания механизмов возникновения подъемной силы и силы сопротивления при различных скоростях полета, включая течения с ударными волнами. На очень больших высотах (свыше 60 км) вследствие очень низкой плотности воздуха возникают некоторые изменения картины обтекания тела.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗДУХА И ДРУГИХ ТЕКУЧИХ СРЕД

В аэродинамике принимаются во внимание такие свойства воздуха, как плотность, давление, температура и молекулярный состав.

Воздух состоит из молекул ряда химических элементов, в основном азота (78%) и кислорода (21%). Имеются также небольшие примеси аргона, углекислого газа, водорода и других газов. Число молекул в единице объема воздуха чрезвычайно велико: на уровне моря при температуре 15° С в 1 м³ содержится 2,7Ч10²⁵ молекул. Плотность определяется как масса воздуха, содержащегося в единице объема.

Давление представляет собой силу, действующую на единицу площади. Молекулы воздуха находятся в непрерывном движении; они соударяются с ограничивающей воздух поверхностью и отражаются от нее. Сумма всех импульсов, сообщаемых молекулами, падающими на единицу площади поверхности за единицу времени, равна давлению.

Температура воздуха (или какого-либо другого газа) служит мерой средней кинетической энергии молекул (равной половине произведения массы на квадрат скорости), отнесенной к единице массы.

Важной физической характеристикой газа, зависящей только от температуры, является скорость звука. Скорость звука a (м/с) в воздухе можно вычислить, зная абсолютную температуру T (K), по формуле .

Связь между давлением p, плотностью r и абсолютной температурой T дается формулой p = rRT, где R – газовая постоянная, равная 287,14 м²/с²ЧК для воздуха. Из этой формулы следует закон Бойля, согласно которому при постоянной температуре p/r = const, т.е. изменение плотности прямо пропорционально изменению давления.

Изменения давления и плотности воздуха по высоте согласуются с этими законами. Давление и плотность уменьшаются, по сравнению с их значениями на уровне моря, в 2 раза на высоте 6 км, в 5 раз на высоте 12 км и в 100 раз на высоте 30 км.

В нижних слоях атмосферы температура воздуха также снижается при увеличении высоты. Стандартная температура на уровне моря составляет 288 К. Она уменьшается до 256 К на высоте 5 км и до 217 К на высоте 12 км.

Важной характеристикой движущейся среды является ее вязкость. Вязкость проявляется через свойство прилипания текучей среды к поверхности, тогда как невязкая среда свободно скользит вдоль обтекаемой поверхности. Чтобы проиллюстрировать влияние вязкости, порождающей силу, замедляющую течение (силу сопротивления), рассмотрим две большие параллельные друг другу пластины A и B (рис. 1), одна из которых движется относительно другой. Вязкая среда прилипает к каждой из пластин. Случайные движения молекул создают эффект «перемешивания», стремящегося выровнять средние скорости течения, скорость которого на пластине B равна V, а на пластине A – нулю. Результирующее распределение скоростей также приведено на рис. 1, где длина стрелок пропорциональна величине скорости в данной точке течения по высоте между пластинами. Таким образом, на движущуюся пластину B действует сила, тормозящая ее движение. Чтобы обеспечить движение пластины B при наличии торможения, к ней должна быть приложена противодействующая сила. Такая же сила стремится привести в движение пластину A.

Величина силы, необходимой для поддержания движения пластины B со скоростью 1 м/с (или удержания на месте неподвижной пластины A), при условии, что расстояние между пластинами равно 1 м, а площадь каждой из них – 1 м², называется коэффициентом вязкости m. Для воздуха при температуре 0° С и давлении 1 атм m = 1,73Ч10^–5 HЧc/м². Эксперименты показывают, что коэффициент вязкости воздуха изменяется в зависимости от температуры пропорционально T^0,76.

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ

Аэродинамика описывается фундаментальными физическими законами механики сплошных сред. Эти законы называются «законами сохранения», так как они выражают свойство сохранения массы, энергии и импульса для каждого элементарного объема движущейся среды.

При использовании законов сохранения важную роль играет принцип относительности движения, сформулированный Галилео Галилеем (1564–1642), согласно которому сила, действующая на тело в воздушном потоке, зависит только от относительной скорости движений тела и воздуха и не зависит от того, движется ли тело в покоящемся воздухе или же воздух движется относительно неподвижного тела.

Применим законы сохранения не к отдельным молекулам, а к некоторому движущемуся элементарному объему среды, содержащему большое число молекул. Этот упрощенный подход представляется неизбежным, если вспомнить, что молекулы, помимо своего перемещения вместе с течением, совершают случайные движения, и законы, описывающие эти движения, должны учитывать столкновения между различными молекулами, в которых изменяются их направления движения, скорости и т.д. Рассмотрим, например, элементарный объем в форме кубика со стороной 0,01 мм, объем которого равен 10^–6 мм³. В этом малом объеме все еще содержится 2,7Ч10¹⁰ молекул, и каждая из них движется случайно. Однако вследствие того, что объем содержит большое число молекул, он будет перемещаться со средней скоростью вдоль линий тока течения, изображенных на рис. 2.

Согласно другому условию, этот элементарный объем должен быть настолько мал, чтобы средние скорости в каждой его точке можно было считать приблизительно одинаковыми. Например, если рассматривается обтекание сферы диаметром 10 мм, то элементарный кубик со стороной 0,01 мм будет достаточно малым для того, чтобы он рассматривался как одно целое, перемещающееся вдоль линии тока.

Таким образом, мы рассматриваем элементарный объем среды, который достаточно велик для того, чтобы в нем содержалось большое число молекул, и достаточно мал по сравнению с «характерным масштабом» течения. На очень больших высотах, где плотность воздуха мала, понятие частицы среды теряет смысл, и приходится рассматривать движения отдельных молекул. Линии тока течения определяются как траектории частиц текущей среды. Линии тока могут быть визуализированы с помощью струек дыма, вдуваемого в воздушный поток.

В применении к рассматриваемым частицам текущей среды закон сохранения массы означает, что массовый поток воздуха, проходящего между линиями тока A и B на рис. 2, один и тот же, в каком бы месте он ни измерялся. Следовательно, поток воздуха через линию A₁B₁ такой же, как поток воздуха через линию A₂B₂. Этот закон называется еще уравнением неразрывности, и течение, удовлетворяющее этому условию, называется непрерывным течением.

Закон сохранения импульса является выражением второго закона Ньютона в применении к частицам текущей среды. Он может быть записан в следующей форме:

Сила = Изменение импульса за секунду.

Следствием этого закона является связь между давлением p, плотностью r и скоростью v. Если скорость течения достаточно мала (так что плотность можно считать постоянной всюду в поле течения), то выполняется следующее простое соотношение:

p + ¹/₂rv² = const.

Эта формула, известная как закон Бернулли, была получена швейцарским математиком и инженером Даниилом Бернулли (1700–1782).

Течение, которое удовлетворяет этому уравнению, называется несжимаемым, поскольку оно применимо как к жидкостям, которые практически несжимаемы, так и к газам, если скорости их движения малы по сравнению со скоростью звука. Если скорость в какой-либо точке потока больше половины скорости звука, то расчеты по этой формуле будут содержать значительные погрешности. Такие течения называются сжимаемыми.

Третий закон сохранения, используемый для описания деталей поля течения, выражает условие сохранения энергии. Применительно к течениям можно рассматривать два рода кинетической энергии: энергию, связанную с основным (упорядоченным) течением, и энергию, соответствующую случайным движениям молекул. Энергию, связанную со структурой отдельных молекул и атомов, мы рассматривать не будем, так как ее влияние становится заметным лишь при очень высоких температурах.

В расчете на единицу объема кинетическая энергия упорядоченного движения записывается как ¹/₂rv², тогда как кинетическая энергия случайных (неупорядоченных) движений равна rc_pT, где c_p – удельная теплоемкость при постоянном давлении и T – абсолютная температура воздуха. Согласно закону сохранения энергии для установившихся течений, сумма отнесенных к единице объема энергиий упорядоченного и случайного движений сохраняет постоянное значение:

с_рT + ¹/₂v² = const.

Из этого уравнения энергии видно, что если скорость течения v увеличивается, то его температура T уменьшается.

Параметры течения и движущегося тела.

Силу, действующую на движущееся тело, можно выразить с помощью некоторого безразмерного параметра. Этот параметр получается, если силу отнести к некоторой комбинации существенных характеристик среды и течения, также имеющей размерность силы. По второму закону Ньютона сила F равна произведению массы на ускорение и имеет размерность ml/t ², где m – масса, выраженная в кг, l – длина и t – время (с). Величиной, имеющей размерность силы, является произведение плотности r, квадрата скорости движения тела в среде v² и площади S. Искомый безразмерный параметр, который называется коэффициентом силы, определяется следующим соотношением:

Множитель 1/2 вводится из соображений удобства, так как такой же множитель содержится в уравнении Бернулли, приведенном выше. Сила как векторная величина, характеризуется своими компонентами, имеющими различные направления. Соответственно этому различают три коэффициента сил: коэффициент подъемной силы (нормальной к скорости набегающего потока), коэффициент силы сопротивления (направленной вдоль скорости набегающего потока) и коэффициент боковой силы (ортогональной двум предыдущим).

Сам коэффициент силы зависит от других безразмерных параметров. Одним из них является число Рейнольдса Re, введенное английским инженером Осборном Рейнольдсом (1842–1912). Этот критерий определяется формулой

Здесь m – коэффициент вязкости, имеющий размерность m/lt.

Длина l, входящая в определение критерия Рейнольдса, является характерным масштабом течения. Для течения около сферы в качестве l можно взять диаметр сферы, для самолета это хорда крыла, а для трубы – ее диаметр. Это означает, что можно сравнивать числа Рейнольдса для течений различных сред (с различными значениями r и m) около двух сфер или двух геометрически подобных самолетов. Однако не имеет смысла сравнивать числа Рейнольдса течений около сферы и около самолета, так как эти тела не являются геометрически подобными и нельзя определить один масштаб длины, устанавливающий соответствие между этими двумя видами течений. Сопоставление чисел Рейнольдса для течений около двух сфер может служить указанием об относительном влиянии вязкости среды на характер течения.

Вторым определяющим критерием является число Маха M,

M = v/a,

введенное австрийским физиком Эрнстом Махом (1838–1916). Число Маха может служить мерой влияния сжимаемости на аэродинамические характеристики тел.

Излагаемые здесь сведения касаются главным образом влияния чисел Рейнольдса и Маха на аэродинамические характеристики, т.е. на подъемную силу и сопротивление крыльев и других элементов самолета. Ниже будет показано, что каждое из этих чисел определяет некоторые особенности обтекания, соответствующие высоким или низким значениям размера тела, скорости или высоты полета.

НЕСЖИМАЕМЫЕ ТЕЧЕНИЯ

Подъемная сила.

Когда крыло обтекает поток, движущийся с числом Маха, значительно меньшим единицы (т.е. скорость течения значительно меньше скорости звука), то распределения давлений по его верхней и нижней поверхностям имеют вид, показанный на рис. 3. Приведенные там же линии тока характеризуют траектории элементарных частиц текущей среды, скорости которых связаны с давлением уравнением Бернулли. Возникновение областей пониженного и повышенного давления означает, что скорость течения на верхней поверхности больше, чем на нижней. Так как давление на нижней поверхности соответственно больше, то на крыло действует сила, направленная вверх, или подъемная сила. При постоянном значении числа Рейнольдса подъемная сила Y пропорциональна плотности воздуха r, квадрату скорости полета v², площади крыла S и углу атаки a между хордой крыла и направлением движения. Эта зависимость записывается в виде

Y = ¹/₂rv²Ska,

где k – коэффициент пропорциональности.

Разделив обе стороны этого соотношения на ¹/₂rv²S, получим выражение для безразмерного коэффициента подъемной силы

т.е. C_Y пропорционален углу атаки.

Коэффициент пропорциональности k принимает различные значения для крыльев различной формы в плане (рис. 4), и его величина зависит также от удлинения крыла l, определяемого соотношением l = b²/S, т.е. от отношения квадрата размаха крыла b² к площади его поверхности S. Согласно теории, разработанной немецким ученым Людвигом Прандтлем (1875–1953),

При углах атаки, меньших чем 12°, истинное значение k приблизительно на 10% меньше значения, определяемого по этой формуле.

Влияние удлинения на величину коэффициента k и, следовательно, на подъемную силу крыла называется концевым эффектом. На рис. 5 приведен вид крыла сзади. Вследствие разности давлений происходит перетекание воздуха с нижней поверхности на верхнюю около конца крыла. Это круговое движение воздуха сохраняется позади крыла, и оно порождает концевые вихри, показанные на рис. 5,б.

Эти концевые вихри вызывают некоторое уменьшение эффективности крыла как несущей поверхности. Снижение эффективности, отражаемое уменьшением коэффициента k в соответствии с приведенным выше выражением, тем больше, чем меньше удлинение крыла.

На образование концевых вихрей расходуется некоторая часть мощности, необходимой для осуществления полета, и, следовательно, должна появляться сила сопротивления, обусловленная подъемной силой, которая называется индуктивным сопротивлением X_i. Согласно теории крыла Прандтля,

или

Наличие в знаменателе формулы для X_i величины b² имеет важное значение при проектировании самолета: при заданных весе и скорости полета самолета индуктивное сопротивление в установившемся полете (когда вес уравновешивается подъемной силой) существенно уменьшается при увеличении размаха крыла.

Эти соотношения выполняются строго только для крыла эллиптической формы в плане (рис. 4), однако они пригодны для приближенной оценки аэродинамических характеристик прямоугольных крыльев с удлинениями свыше трех. Прежде чем обсуждать другие ограничения, касающиеся применимости этих формул, необходимо понять происхождение вязкого сопротивления и влияния вязкости на подъемную силу крыла.

Влияние вязкости.

Выше был определен коэффициент вязкости и отмечалось, что вязкая среда характеризуется свойством прилипания к твердой поверхности. Вследствие этого на поверхности тела, движущегося в вязкой среде, образуется пограничный слой, в котором скорость изменяется от скорости движения поверхности тела до скорости свободного течения на внешней границе пограничного слоя. Пограничный слой схематически изображен на рис. 6. В настоящее время исследования пограничного слоя базируются на результатах основополагающих работ Прандтля и Теодора фон Кармана (1881–1963).

Рис. 6 показывает, что течение в пограничном слое слоистое (ламинарное) вблизи точки его зарождения (около передней кромки тела), но постепенно завихряется (становится турбулентным) ниже по течению. Одной из важных проблем аэродинамики является определение положения точки перехода от ламинарного течения к турбулентному. Турбулентный пограничный слой намного толще ламинарного, и их толщины зависят от числа Рейнольдса Re, определяемого как произведение величины rv/m на расстояние от передней кромки x. Толщина пограничного слоя d дается следующими соотношениями:

Так, на расстоянии x = 1 м от передней кромки при v = 10 м/с, r = 1,23 кг/м³, m = 1,73Ч10^–5 кг/мЧс толщина ламинарного пограничного слоя составляет 0,62Ч10^–2 м, а толщина турбулентного пограничного слоя – 2,5Ч10^–2 м. Таким образом, турбулентный пограничный слой в четыре раза толще ламинарного; тем не менее в обоих случаях эти толщины относительно малы.

Чтобы ускорить воздух в пограничном слое, к нему нужно приложить некоторую силу, и реакция на эту силу является силой сопротивления, которая называется сопротивлением трения. Коэффициенты сопротивления трения для ламинарного и турбулентного пограничных слоев даются формулами

Если при условиях, указанных выше, вычислить силу трения, действующую на единицу площади, то окажется, что турбулентное трение в 25 раз больше ламинарного. Следовательно, для уменьшения силы сопротивления трения, действующей на самолет, необходимо сохранять ламинарный режим течения в пограничном слое.

Кроме сопротивления трения, существует еще сопротивление формы, действующее на тело, помещенное в поток. Возникновение силы сопротивления этого типа разъясняется на рис. 7, который показывает, что среднее давление на фронтальной части поверхности летательного аппарата выше, чем в набегающем потоке, а на теневой части поверхности оно меньше давления в набегающем потоке. Суммируя все силы давления, получим сопротивление формы, которое для плохо обтекаемого тела, такого, как показанный на рис. 7 цилиндр, в сотни раз превышает сопротивление трения. Напротив, для хорошо обтекаемого тела, такого, как крыло при малых углах атаки, сопротивление формы меньше, чем сопротивление трения.

Когда угол атаки крыла превышает некоторое критическое значение (заключенное в диапазоне от 12 до 15°), поток отрывается от верхней поверхности; происходит срыв потока с крыла. Он сопровождается резким падением подъемной силы и ростом сопротивления крыла. На рис. 8,а,б показаны картины линий тока около крыла до и после срыва потока. При малых углах атаки с увеличением этого угла коэффициент подъемной силы возрастает, а затем, вследствие срыва потока, проходит через максимум и резко уменьшается.

Самолет совершает посадку при большом угле атаки, при котором коэффициент подъемной силы близок к максимальному значению. Чем больше этот максимум, тем меньше посадочная скорость, и по этой причине на самолете используются различные специальные устройства для увеличения максимальной подъемной силы (средства механизации крыла). Чтобы «затянуть» срыв на более высокие углы атаки и, следовательно, увеличить максимальную подъемную силу, используют предкрылки, закрылки и отсос воздуха из пограничного слоя через поверхность (рис. 9).

СЖИМАЕМЫЕ ТЕЧЕНИЯ

Если скорость движения тела (или воздуха относительно неподвижного тела) становится сравнимой со скоростью звука, то плотность воздуха в течении изменяется, и в коэффициентах аэродинамических сил проявляется влияние сжимаемости. Это влияние можно охарактеризовать с помощью числа Маха.

Рассмотрим сначала тонкое тело с заостренным носком, такое, как игла или лезвие бритвы, при нулевом угле атаки. Создаваемые носком такого тела возмущения давления малы, и эти возмущения распространяются во все стороны от носка со скоростью звука a, равной 340 м/с при стандартной температуре 288 К (15° С). Рассмотрим два режима полета и две волновые диаграммы, иллюстрирующие распространение возмущений (волн) давления. Диаграмма рис. 10,а соответствует дозвуковому полету (с M б – сверхзвуковому полету (с M > 1). Тело, движущееся со скоростью v, проходит расстояние AB за время t, так что AB = vt. За это же время волна проходит расстояние at и уходит вперед относительно тела в случае дозвукового полета. При сверхзвуковом полете волна отстает от тела, и ее фронт, касательный к окружностям распространения возмущений, образует угол b с направлением движения тела. Так как угол ACB прямой, то

Можно видеть, что все возмущения давления образуют волновой фронт, наклоненный под углом b, который тем меньше, чем больше число Маха. Волны, генерируемые заостренными тонкими телами, называются волнами Маха, в отличие от ударных волн, рассматриваемых ниже, и угол b называется углом Маха.

Существуют волны давления двух типов: волны сжатия и волны разрежения. При переходе через волну сжатия происходит сжатие воздуха, и, следовательно, его плотность и давление увеличиваются. Обратная картина наблюдается в волне разрежения, при прохождении через которую имеет место разрежение воздуха, приводящее к уменьшению плотности и давления.

Математический анализ уравнений течения показывает, что если образуется некоторая совокупность следующих друг за другом волн сжатия, то происходит усиление головной волны, так как последующие волны догоняют ее и сливаются с ней. Образующаяся при этом интенсивная волна называется ударной, и ее свойства отличаются от свойств более слабых волн Маха. Так, последовательность волн разрежения не улавливается головной волной, и, следовательно, ударная волна всегда является волной сжатия. Напомним, что до сих пор рассматривалось тонкое заостренное тело; затупленное тело большой толщины при сверхзвуковой скорости движения порождает сильные возмущения, т.е. ударные волны, а не волны Маха.

Ударная волна движется со скоростью, превышающей скорость звука, и чем больше интенсивность волны (т.е. чем больше изменения плотности и давления в ней), тем быстрее она движется. (Например, ударная волна, возникающая при взрыве атомной бомбы, в начале своего пути перемещается со скоростью, составляющей несколько миллионов километров в час.) Угол между фронтом ударной волны и направлением течения больше угла Маха, так как скорость перемещения этой волны больше скорости звука a. Следующий пример дает количественное представление об образовании ударных волн и волн Маха. При M = 2 волна, генерируемая телом клиновидной формы (рис. 11), имеет характеристики, сходные с характеристиками волн Маха, если угол при вершине клина меньше 8°. Если этот угол больше 8°, то образуется ударная волна. На рис. 11 также приведено распределение давления на поверхности клина. При переходе через ударную волну в вершине клина давление скачкообразно увеличивается и остается постоянным до встречи с веером волн разрежения, порождаемым обтеканием угла B. Затем оно снова принимает постоянное значение, сохраняющееся до тех пор, пока не достигается ударная волна, исходящая из точки C. Линия тока abcdef состоит из прямолинейных участков, концы которых соответствуют пересечениям с волнами, генерируемыми изломами поверхности тела. Форма этой линии тока сильно отличается от формы соответствующей линии в дозвуковом течении (рис. 8), в котором линии тока начинают искривляться еще перед телом и остаются гладкими при изменении своей формы, вызванном присутствием тела.

Система волн, изображенная на рис. 11, кардинально изменяется, если угол при вершине клина превышает критическое значение, величина которого возрастает с числом Маха. При этом ударная волна, генерируемая носком тела, искривляется и отходит от тела вперед. Возникает отсоединенная ударная волна. Например, если при M = 2 угол клина больше 23°, то ударная волна будет отсоединенной. При угле клина, равном 23°, образуется присоединенная ударная волна, если M > 2, и отсоединенная, если M °. Аналогичные явления имеют место при обтекании тел с коническими носовыми частями, однако для конуса критический угол при фиксированном числе Маха больше, чем для клина. Например, при M = 2 критический угол конуса составляет 40°, тогда как для клина он равен 23°. На рис. 12 приведен фотоснимок, иллюстрирующий сверхзвуковое течение с отсоединенной ударной волной около затупленного тела и присоединенной – около тонкого конуса.

Непосредственно за передней частью отсоединенной ударной волны всегда возникает область дозвукового течения. Здесь сверхзвуковой поток встречается с прямым скачком уплотнения, при переходе через который он преобразуется в дозвуковое течение. Если скачок уплотнения наклонен относительно направления течения, то при прохождении через косой скачок течение остается сверхзвуковым, однако число Маха за скачком уменьшается. Прямые скачки уплотнения часто возникают в сверхзвуковых течениях в трубах или при истечении сверхзвуковой струи в атмосферу.

Течения в трубах.

Сверхзвуковое течение в трубе можно создать только в том случае, если в трубе имеется поджатие или горловина (рис. 13). Если отношение давлений p₀/p_в достаточно велико, то в горловине с площадью поперечного сечения A_кр достигается скорость звука, а в последующей части трубы скорость течения становится сверхзвуковой. Число Маха течения на выходе М_в определяется отношением площадей А_в/А_кр. Приведенная ниже таблица иллюстрирует эту зависимость.

Если относительное давление р₀/р_в меньше значения, приведенного в таблице, то в расширяющейся части трубы возникает прямой скачок уплотнения, за которым течение снова становится дозвуковым.

Влияние сжимаемости.

Теперь можно приступить к рассмотрению аэродинамических характеристик крыльев и других тел во всем используемом на практике диапазоне скоростей и высот полета, в котором необходимо учитывать влияние сжимаемости. Весь интервал скоростей полета самолета можно разбить на следующие диапазоны: дозвуковой, трансзвуковой, сверхзвуковой и гиперзвуковой. Это деление нельзя однозначно определить в терминах числа Маха безотносительно к форме тела и углу атаки. Тем не менее в каждом диапазоне течение обладает специфическими особенностями, которые отличают данный диапазон от остальных.

Аэродинамическое сопротивление, обусловленное влиянием сжимаемости, называется волновым. Ударные волны, образующиеся при движении тела, сообщают течению некоторую энергию. Эта энергия препятствует перемещению тела. Другими словами, когда образуется ударная волна, возникает волновое сопротивление, и требуется дополнительная сила для его преодоления. Следовательно, полная сила сопротивления, действующая на тело в сверхзвуковом течении, складывается из вязкого сопротивления (состоящего из сопротивления трения и сопротивления формы), индуктивного, рассмотренного выше, и волнового сопротивлений.

Диапазон несжимаемых течений, рассмотренных выше, соответствует М

В диапазоне дозвуковых скоростей, которому соответствуют числа Маха от 0,4 до 0,7, впервые начинает проявляться влияние сжимаемости. Это влияние сказывается главным образом на величине коэффициента пропорциональности k между коэффициентом подъемной силы C_Y и углом атаки крыла a. В случае крыла большого удлинения в потоке с 0,4 Ј M Ј 0,7 этот эффект описывается соотношением

где k₁ – значение параметра k для несжимаемого течения. Например, при M = 0,6 коэффициент пропорциональности на 25% больше, чем в несжимаемом течении. В этом диапазоне чисел Маха волновое сопротивление отсутствует, так как течение всюду дозвуковое и скачки уплотнения не образуются.

Диапазон трансзвуковых скоростей, который иногда называется диапазоном «смешанного течения», начинается с числа Маха, при котором в некоторой точке на поверхности скорость течения становится звуковой, и распространяется до значения числа Маха, при котором течение становится сверхзвуковым повсюду. Ряд картин течения из трансзвукового диапазона приведен на рис. 14. Отличительной особенностью таких течений является наличие дозвуковых и сверхзвуковых областей потока, т.е. если скорость набегающего потока лишь немного меньше дозвуковой, то около тела появляются области течения со сверхзвуковыми скоростями, а если набегающий поток слегка сверхзвуковой, то существуют области течения с дозвуковыми скоростями. Такой «смешанный» характер течения создает существенные трудности для их теоретического исследования и систематизации данных об аэродинамических характеристиках тел в этом диапазоне скоростей. Ударные волны, показанные на рис. 14, создают относительно большое волновое сопротивление. Вследствие этого, а также из-за того, что при трансзвуковых скоростях часто возникают опасные колебания некоторых элементов самолета, летчики предпочитают летать либо при дозвуковой, либо при сверхзвуковой скорости. Трансзвуковой рост сопротивления крыла иллюстрирует кривая, приведенная на рис. 15. Экспериментальные исследования в трансзвуковом диапазоне осложняются тем, что в этом диапазоне скоростей относительно небольшие изменения чисел Рейнольдса и Маха оказывают значительное влияние на аэродинамические характеристики.

В сверхзвуковом диапазоне течение на всей поверхности тела, за исключением небольших участков вблизи передней кромки, является сверхзвуковым; рассчитать аэродинамические характеристики в этом диапазоне намного проще, чем в любом другом диапазоне скоростей. Приближенные формулы для вычисления коэффициентов подъемной силы и силы сопротивления тонкого крыла здесь имеют вид

В последней формуле величина t/c есть отношение толщины t к хорде крыла c. Эта формула показывает, что крыло сверхзвукового самолета должно быть тонким, а из соображений прочности следует, что оно должно иметь относительно небольшой размах. Это одна из важнейших причин, по которой на сверхзвуковых самолетах используют крылья малого удлинения.

Гиперзвуковое течение отличается от сверхзвукового в двух аспектах, каждый из которых проявляется постепенно по мере увеличения числа Маха. Во-первых, при числах Маха свыше 8 возмущения, генерируемые даже тонкими телами, становятся сильными ударными волнами. Поэтому изменения плотности и давления в них не подчиняются законам, справедливым для более слабых волн Маха, генерируемых при более низких сверхзвуковых скоростях. Следовательно, формулы для определения подъемной силы и силы сопротивления крыла в гиперзвуковом потоке должны отличаться от соответствующих формул для сверхзвуковых течений. Конкретный вид этих формул зависит от формы крыла в плане и формы поперечного сечения, однако в гиперзвуковом течении коэффициент C_Y пропорционален a2, а – комбинации (t/c)³ и a3. Один из методов нахождения распределения давления на телах, движущихся с гиперзвуковыми скоростями, описывается ниже в связи с проблемой полета на больших высотах. Второй, более существенной особенностью гиперзвукового течения является сильное аэродинамическое нагревание поверхности тела.

АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ НАГРЕВАНИЕ

Нагревание тела, движущегося с большой скоростью, описывается теоретическим уравнением энергии, приведенным в разделе «Фундаментальные законы». Формула, которая может рассматриваться как первое приближение к реальности, записывается в виде

где T₀ – температура торможения, т.е. абсолютная температура частицы воздуха, когда она тормозится до состояния покоя (как, например, в носовой части тела), v – скорость и c_р – удельная теплоемкость при постоянном давлении, равная 1000 м²/с² К. Эту формулу можно также представить в виде

T₀ – T = v²/2с_р.

Следовательно, в точке торможения (точке A на рис. 8, а) температура воздуха на величину v²/2000 выше температуры воздуха в окружающей атмосфере. Например, для тела, движущегося с М = 10 на высоте, соответствующей уровню моря (a = 340,3 м/с), температура воздуха должна быть на 5800 К выше температуры окружающего воздуха. В действительности температура торможения меньше по ряду причин, из которых наиболее существенной является то, что часть энергии воздуха расходуется в процессах диссоциации, в которых молекулы разлагаются на составляющие их атомы, и ионизации, в которых электроны отрываются от атомных ядер. Эти процессы осложняют описание явления аэродинамического нагревания, однако не устраняют связанных с ним проблем.

Столь высокая температура, которая близка к температуре на поверхности Солнца, создает одну из наиболее серьезных проблем высокоскоростного полета. Полет с M = 10 в атмосфере невозможен, так как все известные материалы плавятся и испаряются при температурах, даже более низких, чем 6000 К. (Наиболее тугоплавкий из металлов – вольфрам – плавится при температуре 3700 К. Керамические материалы и керметы – смеси керамических материалов с металлами – плавятся при температуре 2500 К или еще ниже.) Практическое решение состоит в том, чтобы высокоскоростной полет осуществлялся на очень больших высотах, а затем происходило быстрое снижение летательного аппарата (стадия спуска) с быстрым уменьшением скорости в тех областях, где аэродинамическое нагревание будет наибольшим. Чтобы осуществить быстрое торможение, спускаемый аппарат должен обладать большим сопротивлением (сопротивление формы намного больше сопротивления трения). Высокий коэффициент сопротивления не является помехой для полета на очень больших высотах, так как там вследствие разреженности воздуха малы как сила сопротивления, так и тепловые потоки к поверхности тела. При быстром торможении на первоначальной стадии спуска в атмосфере скорость уменьшается до значений, при которых температура торможения уже не будет столь высокой.

Рекомендации для прохождения атмосферы, как и для входа в атмосферу, могут быть сформулированы в терминах летного коридора, показанного на рис. 16. Ограничение на высоту установившегося полета следует из условия, что сумма аэродинамической подъемной и центробежной сил должна превышать силу тяжести. Аэродинамическая подъемная сила пропорциональна плотности воздуха и квадрату скорости полета, а центробежная сила (эта сила удерживает, например, спутник на околоземной орбите) пропорциональна квадрату скорости полета. Следовательно, при низких скоростях полета плотность воздуха должна быть достаточно большой (соответственно – высота должна быть достаточно низкой), чтобы аэродинамическая подъемная сила компенсировала большую часть силы тяжести, тогда как при больших скоростях полета на больших высотах центробежная сила будет полностью компенсировать силу тяжести. На основе этих соображений определяется верхняя граница летного коридора (рис. 16). Область над этой границей обозначена символически как G > Y + ЦС, где G – сила тяжести (вес летательного аппарата), Y – подъемная сила и ЦС – центробежная сила. Положение нижней границы летного коридора, показанного на рис. 16, определено из условия, что допустимая температура обшивки летательного аппарата равна 1600 К. Положение верхней границы зависит от веса тела и площади несущей поверхности; положение нижней границы определяется предельной температурой, при которой материал обшивки сохраняет необходимые прочностные свойства. Ясно, что для поддержания непрерывного полета необходимо, чтобы изображающая летательный аппарат точка, определяемая значениями высоты и скорости полета, попадала внутрь летного коридора. Показанные на рисунке траектории спуска тем не менее пересекают нижнюю границу (время прохождения атмосферы настолько мало, что обшивка не успевает нагреться до температуры торможения).

Влияние вязкости.

Вследствие прилипания текущей среды всюду на поверхности летательного аппарата температура воздуха близка к температуре торможения. Наибольшие проблемы возникают вблизи точки торможения по двум причинам: во-первых, в эту область поступает воздух, который претерпевает сжатие в головной ударной волне, и, следовательно, тепловые потоки здесь больше, чем на других участках поверхности тела летательного аппарата; во-вторых, температура у поверхности на некотором удалении от точки торможения несколько меньше температуры торможения.

Сопротивление формы и сопротивление трения существенно зависят от скорости полета, однако принципы, сформулированные при рассмотрении течений несжимаемой жидкости, остаются неизменными. Коэффициенты трения для ламинарного и турбулентного режимов течения начинают заметно уменьшаться при M > 3, однако по-прежнему турбулентное сопротивление трения существенно выше ламинарного.

ПОЛЕТ НА БОЛЬШИХ ВЫСОТАХ

На очень больших высотах нельзя использовать понятие элементарного объема текущей среды, намного меньшего обтекаемого тела, но содержащего большое число молекул. Таким образом, обтекание тела на очень больших высотах нельзя описать с помощью линий тока, которые были определены выше как траектории элементарных частиц среды, движущихся около тела. Теперь течение должно рассматриваться как совокупность большого числа столкновений между молекулами, движущимися случайно около летящего тела. Этот режим течения, называемый свободномолекулярным, имеет место при M/Re

Свободномолекулярное течение, иногда называемое ньютоновским, было предложено И.Ньютоном как универсальный режим обтекания тел на всех высотах и при любых скоростях полета. Например, подъемную силу, действующую на плоскую пластину, Ньютон вычислил как импульс, передаваемый в единицу времени всеми молекулами, которые налетают на поверхность пластины. Этот механизм существенно отличается от несжимаемого течения, в котором распределение давления на поверхности тела и, следовательно, подъемная сила определяются с помощью уравнения Бернулли, связывающего между собой скорость и давление. Бернуллиевский режим называется течением сплошной среды, так как в этом случае движущаяся среда рассматривается как однородная субстанция (континуум), а движения отдельных молекул не учитываются. Одним из следствий различия этих режимов является то, что коэффициент подъемной силы крыла пропорционален углу атаки для случая течения сплошной среды и квадрату угла атаки в свободномолекулярном течении, а именно

C_Y = 2 (a/57,3)²,

если угол атаки a выражен в градусах. Для крыла с относительным удлинением 6 при угле атаки a = 10° приведенная ранее формула для течения сплошной среды дает C_Y = 0,82, тогда как в свободномолекулярном течении C_Y = 0,061. Этот пример показывает, что коэффициент подъемной силы на низких высотах по формуле Ньютона составляет меньше 8% истинного значения подъемной силы крыла при заданной скорости полета. Однако на очень больших высотах, где справедлива формула Ньютона, сила сопротивления мала и могут быть реализованы большие скорости полета, так что величина подъемной силы, равная C_Y Ч1/₂ rv²S, может достигать требуемого значения для уравновешивания силы тяжести. Ньютоновская модель течения соответствует также течению в относительно плотных слоях атмосферы, если число Маха настолько велико, что большая часть ударной волны остается присоединенной к поверхности тела.

ТРУДНОСТИ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Полет на высотах в диапазоне высот от 30 км (ниже превалируют течения сплошной среды) до 130 км, где реализуется свободномолекулярное течение, чрезвычайно трудно проанализировать теоретически. Экспериментальные исследования также осложняются тем, что вследствие низкой плотности потока требуется высокоточная измерительная аппаратура, с помощью которой можно было бы измерить малые подъемную силу и силу сопротивления, действующие на тело.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ

Для экспериментального исследования законов аэродинамики используется один из двух подходов: либо летательный аппарат, оборудованный соответствующей измерительной аппаратурой, совершает полет, либо неподвижное тело, оборудованное измерительными датчиками, обтекается воздушным потоком. Как отмечалось выше, в отношении явлений обтекания оба случая эквивалентны.

Практически все экспериментальные исследования аэродинамических явлений, связанных с обтеканием самолета, проводятся на маломасштабных моделях. Возможность перенесения полученных результатов на натурные условия зависит от значений критериев подобия, таких, как число Рейнольдса rvl/m. Рассмотрим, например, модель самолета, выполненную в масштабе 1/4. Если при испытаниях величина rv/m в четыре раза больше, чем в условиях полета натурного самолета, то числа Рейнольдса для обеих ситуаций равны. Тогда, согласно теории, будут равными и коэффициенты сил, действующих на модель и на самолет. Для достижения равенства чисел Рейнольдса можно было бы попытаться увеличить плотность r. Однако на практике измеряют аэродинамические характеристики модели в некотором диапазоне чисел Рейнольдса, каждое из которых значительно меньше натурного значения, и с помощью теоретических соображений пересчитывают измеренные коэффициенты сил и определяют их натурные значения.

Выбор метода аэродинамического исследования зависит от его цели, однако наиболее простым, дешевым и надежным средством экспериментальных исследований является аэродинамическая труба. Модель выставляется в искусственно создаваемый воздушный поток таким образом, чтобы можно было измерить действующие на нее силы и моменты сил или исследовать особенности течения около модели.

Рис. 13 может рассматриваться как весьма приблизительная схема сверхзвуковой аэродинамической трубы. Воздух высокого давления истекает через трубу, и на тело, помещенное в сечении A_в, воздействует поток с числом Маха, зависящим от отношения площадей A_в/A_кр (см. табл.).

В экспериментальных исследованиях аэродинамического нагрева, например, при условиях, соответствующих входу в атмосферу возвращаемого космического аппарата, модель и аэродинамическая труба сгорят, если время измерений не ограничить. В таких исследованиях высокие температуры и давления часто создают ударной или детонационной волной; соответствующее устройство называется ударной трубой. Ударная волна возникает при разрыве диафрагмы, разделяющей области высокого и низкого давления. По мере продвижения ударной волны по трубе газ, прошедший через ударную волну, нагревается, сжимается и движется вслед за ней. При расширении потока создается течение с большим числом Маха и высокой температурой торможения. Время существования такого течения измеряется миллисекундами, так что суммарная тепловая нагрузка остается невысокой. Однако, используя чувствительную измерительную аппаратуру, можно определить температуру в точке торможения и величину тепловых потоков к модели. Специальные устройства позволяют также измерить распределение давления.

Летные испытания используются главным образом для окончательной проверки расчетных данных теории и результатов испытаний в аэродинамических трубах. В летных испытаниях самолеты и ракеты оборудуются измерительной аппаратурой и телеметрическими средствами, позволяющими передавать распределения температур и давлений на наземную станцию, где они записываются, расшифровываются и изучаются.

Еще одним способом, используемым в некоторых специальных исследованиях, является испытание моделей в свободном полете. Модель выстреливается в длинную трубу, в которой давление может изменяться в широком диапазоне, что позволяет варьировать число Рейнольдса. Скорость движения модели определяется посредством сопоставления фотоснимков, полученных в различные моменты времени, а распределения температур и давлений телеметрическими средствами передаются на регистрирующий блок. В таких испытаниях можно исследовать проблемы устойчивости полета, такие, как возникновение «болтанки» носка. Модель, которая опрокидывается в полете, является аэродинамически неустойчивой (центр давления у нее расположен впереди центра масс).

СМЕШАННЫЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

Ниже дано краткое описание ряда интересных аэродинамических явлений, встречающихся в реальных условиях.

Влияние нестационарности течения.

Наиболее широко распространенным нестационарным явлением является, по-видимому, образование вихрей (аналогичных тем, которые создаются, например, лодочными веслами или ложечкой в чашке кофе). Вихри представляют собой области пониженного давления на поверхности жидкости. При обтекании цилиндра или пластины, установленной нормально к потоку, вихри сходят поочередно с двух боковых сторон тела с частотой, определяемой числом Струхаля v/nl = const, где n – число вихрей, образующихся за секунду, а l – характерная длина (диаметр цилиндра или ширина пластины). Соответствующий след называется вихревой дорожкой. Это явление создает некоторые проблемы на практике. Возникновение аэродинамической тряски (бафтинга) объясняется тем, что вихри, образующиеся за крылом, установленным под большим углом атаки, проходят над хвостовым оперением и вызывают колебательное изменение угла атаки, сопровождаемое пульсациями аэродинамических сил. При определенных условиях бафтинг может вызвать разрушение самолета. Еще одним нестационарным эффектом является возникновение сил, действующих на ракету, установленную на пусковой платформе. Вихревая дорожка, порождаемая поперечным ветром, вызывает раскачивание ракеты, и при неблагоприятных условиях обшивка может потерять устойчивость (покоробиться). Флаттер крыла самолета происходит вследствие взаимозависимости между упругими свойствами крыла и пульсациями подъемной силы, порождаемыми деформациями или отклонениями, вызванными аэродинамическими силами. Как правило, флаттер возникает в узком диапазоне скоростей полета и не проявляется вне этого диапазона. При полете самолета в воздухе «шквальные» нагрузки, вызванные турбулентностью атмосферы, могут стать причиной серьезных неудобств.

Влияние ударных волн.

Когда ударные волны, порождаемые сверхзвуковым самолетом, достигают земли, они создают сильный импульс давления, или шум, и чем больше скорость полета, тем больше интенсивность этого шума. Еще один эффект, известный как звуковой удар, возникает, когда самолет выходит из пикирования с большой скоростью. При этом воздух под крылом сжимается, и образуется ударная волна, которая движется по направлению к земле; в зоне ударной волны на поверхности земли слышны хлопки, и могут даже вылетать стекла из окон. Это явление можно сопоставить со звуком, создаваемым кожаным бичом, – звук порождается сжатием воздуха на кончике бича, которое затем перемещается с большой, но необязательно сверхзвуковой скоростью.

Формулы сопротивления воздуха для нескольких сценариев с примером —

Трение между воздухом и другим объектом называется сопротивлением воздуха. Рассмотрим, как определить сопротивление воздуха при падении объекта.

Сопротивление воздуха падающего объекта можно рассчитать, умножив плотность воздуха на коэффициент сопротивления и площадь на два, а затем умножив на скорость.

Гравитация и сопротивление воздуха — две силы естественного поля, которые двигают все на Земле. Формула сопротивления воздуха для сферы, доказательство формулы сопротивления воздуха, формула сопротивления воздуха для свободного падения и то, как получить среднее сопротивление воздуха, будут рассмотрены более подробно.

Скорость, площадь и форма объекта, проходящего через воздух, влияют на сопротивление воздуха. Проверим, как оценить сопротивление воздуха падающего предмета.

Чтобы определить, какое сопротивление воздуха будет испытывать падающий предмет, используйте формулу F _D = 1/2 ρ v ² C _D A. В этом уравнении F _D означает перетаскивание, ρ — плотность жидкости, v — относительная скорость объекта относительно жидкости, C _D — коэффициент сопротивления и A — площадь поперечного сечения.

Задача: Огромный пассажирский самолет летит со скоростью 250 метров в секунду. A = 500 квадратных метров крыльев самолета подвергаются ветру. Коэффициент аэродинамического сопротивления C _D = 0,024. Плотность воздуха ρ = 0,4500 кг на кубический метр на высоте самолета. Какому сопротивлению воздуха подвергается пассажирский самолет?

Решение: Даны следующие данные:

A = 500 квадратных метров

C _D = 0,024

ρ = 0,4500 кг на кубический метр 1/2 ρv ² C _D A

F _D =(0. 4500 kg/m ³ × 0.025 × 510.0 m ² )/2 (250.0 m/s) ²

F _D = (0,4500 кг/м ³ × 0,025 × 510,0 м ² )/2 (62500 м ² /с ² )

F _D = 179296 кг·м/с ²

Объект или частица называется снарядом, а его движение называется движением снаряда. Посмотрим, как можно рассчитать сопротивление воздуха при движении снаряда.

Скорость, ускорение и смещение должны быть включены при описании движения снаряда в целом, как описано ниже,

• По осям x и y мы должны расположить их составные части. Предположим, что все силы, кроме силы тяжести, ничтожны.
• Компоненты ускорения тогда чрезвычайно прямолинейны, если положительное направление определено как восходящее, ay = -g = – 0,98 м/с ² (-32 фут/с ² ).
• Поскольку гравитация вертикальна, a _x = 0. a _x = 0 означает, что v _x = v _0x , или что начальная и конечная скорости в направлении x равны.
• При этих ограничениях на ускорение и скорость кинематическое уравнение x (t) = x ₀ + (v _x ) _avg t для движения в однородном гравитационном поле может быть записано через уравнение v ² _y (t) = v ² _oy + 2a _y (y – y ₀ ), куда входят и остальные кинематические уравнения движения с ускорением с постоянным ускорением.
• Кинематические уравнения для движения в однородном гравитационном поле становятся кинематическими уравнениями с х = х ₀ + v _х t.
• Вертикальное движение, y = y ₀ + ½ (v _0y + v _y )t; v _y = v _oy – гт; y = y _o + v _oy t – ½ gt ² , v ² _y = v ² _oy – 2g (y – y _o ).

Задача: Во время фейерверка под углом 75,0 ⁰ над горизонтом с начальной скоростью 70,0 м/с пущен снаряд. Снаряд рассчитан так, что взрыватель сработает именно тогда, когда он будет на максимальной высоте над землей.

• а. Рассчитайте высоту взрыва снаряда.
• б. Через какое время снаряд выстрелит и взорвется?
• г. Что происходит с горизонтальным положением снаряда при его взрыве?
• д. Как далеко в целом продвинулся объект от места запуска до самой высокой точки?

Решение: (a) Под «высотой» мы подразумеваем высоту над начальной точкой или высоту. Когда v _y = 0, достигается высшая точка любой траектории, известная как вершина. Мы используем следующее уравнение, чтобы получить y, потому что мы знаем начальное местоположение, начальную и конечную скорости и начальное положение:

V ² _y = V ² _OY — 2G (Y — Y ₀ )

Уравнение сделано проще из -за того, что Y _O и V _Y — это Zero. .

0 = v ² _oy – 2gy.

Вычислив y, мы получим y = v ² _oy /2g.

Теперь нам нужно выяснить, какова начальная компонента y скорости, или v _0y . Его можно рассчитать по формуле v _0y =v ₀ sin θ, где v ₀ обозначает начальную скорость 70,0 м/с, а θ _o =75° обозначает начальный угол. Таким образом-

v _0y =v ₀ sin θ = (70,0 м/с) sin75 ⁰ = 67,6 м/с и-

y = (67,6 м/с) ^{2 929,28 / м/с 2 )}

y = 233 м.

Начальная вертикальная скорость и максимальная высота положительны, потому что вверх положителен, а ускорение, вызванное силой тяжести, отрицательно. Снаряд с начальной вертикальной составляющей скорости 67,6 м/с достигнет максимальной высоты 233 м. Также имейте в виду, что максимальная высота зависит только от вертикальной составляющей начальной скорости (без учета сопротивления воздуха).

(b) Существуют различные способы определить, когда снаряд достигает высшей точки, как и во многих физических задачах. Самый простой подход в этой ситуации — использовать v _y =v _0y -gt. Это уравнение принимает вид v _y = 0 на вершине

0 = v _0y − gt

или,

t = v _oy /g = (67,6 м/с) / (9,80 м/с 2 )

t = 6,90 с.

Другой способ определения времени — использование y = y _o + ½ (v _0y + v _y ) t.

(c) Сопротивление воздуха мало, следовательно, ax и ay равны нулю. И, как упоминалось ранее, горизонтальная скорость постоянна. Как показывают уравнения x=x ₀ +v _x t, где x ₀ равно нулю, горизонтальное перемещение равно горизонтальной скорости, умноженной на время. Таким образом,

x = v _x t,

.0003

v _x = v ₀ cosθ = (70,0 м/с) cos75°=18,1 м/с.

Поскольку оба движения имеют одинаковое время t, x равно

x = (18,1 м/с) × 6,90 с = 125 м.

Горизонтальное движение без сопротивления воздуха имеет постоянную скорость. Горизонтальное смещение, наблюдаемое здесь, может помочь предотвратить травму зрителей от падающих пиротехнических фрагментов. Немалую роль при взрыве снаряда играет сопротивление воздуха, и многие осколки падают сразу внизу.

(d) Здесь требуется только найти величину и направление смещения в самой высокой точке, так как горизонтальная и вертикальная составляющие смещения уже рассчитаны:

с ^→ = 125 х + 233 х; |ŝ|=√ (125 ² + 233 ² ) = 264 м; Φ = tan ^-1 (233/125) = 61,8°

Сопротивление воздуха эквивалентно по величине весу падающего объекта при конечной скорости. Рассмотрим метод расчета сопротивления воздуха при предельной скорости.

• Используя второй закон Ньютона для падающего объекта в качестве отправной точки, мы можем определить сопротивление воздуха при конечной скорости: F _g + F _ar = ma .
• Для определения сопротивления воздуха при заданной скорости используются следующие два типа сопротивления воздуха: F _ar = – bv альтернативно, F _ar = – bv ² .
• Для расчета сопротивления воздуха при предельной скорости используется закон Ньютона для определения сопротивления воздуха при предельной скорости, поскольку ускорение равно нулю, мг – бв = 0; mg – bv ² = 0.
• Чтобы определить сопротивление воздуха при заданной скорости, ответом на задачу скорости является v _T = mg/b. Альтернативой является то, что v _T = √(мг/б).

Если m представляет массу в килограммах, g — квадрат ускорения свободного падения, а b — произвольная величина.

Проблема: При падении из состояния покоя объект массой 55 кг испытывает силу сопротивления воздуха, определяемую F _ар = -15В ² . Определить конечную скорость объекта.

Решение: Используйте формулу v _T = √ (мг/б) для определения конечной скорости силы сопротивления вида Far = -bv ² . Складывая в уравнение, получаем

v _T = √(55) × (9,81)/15)

v _T = 5,99 м/с

Как рассчитать коэффициент сопротивления воздуха?

Коэффициент лобового сопротивления зависит от квадрата относительной скорости объекта. Рассмотрим метод расчета коэффициента сопротивления воздуха.

Коэффициент сопротивления воздуха рассчитывается по уравнению c = F _воздух /v ² . В расчете F _воздух  является силовым сопротивлением, а c является силовой константой в этом уравнении. Жидкости, обычно вода в спортивной среде, также подвержены силе трения, которая не ограничивается только воздухом.

Сопротивление жидкости, сопротивление воздуха и сопротивление — все это относится к одному и тому же.

Проблема: Если объект, движущийся со скоростью 22 мс ^-1 , встречает сопротивление воздуха 50 Н, какова постоянная силы?

Решение: Даны данные:

v = 22 мс ^-1

F _воздух = 50 Н

Формула для коэффициента сопротивления воздуха:

Замените указанные значения в приведенной выше формуле. Тогда

с = 50/(22) ²

с = 0,103

Как рассчитать аэродинамическое сопротивление парашюта?

При раскрытии парашюта груз пульсирует вниз. Рассмотрим, как определить аэродинамическое сопротивление парашюта.

• Для определения аэродинамического сопротивления парашюта Уравнение силы сопротивления парашюта, также известной как сила сопротивления ветру, имеет вид F _D = 1/2 ρ v ² C D

  1 A. Где, F _D – сила сопротивления, r – плотность воздуха, C _d — коэффициент лобового сопротивления, A — площадь парашюта, а v — скорость в воздухе.

• Чтобы определить сопротивление воздуха парашюта как квадрат скорости, сопротивление возрастает.
• Для определения аэродинамического сопротивления парашюта нет никакой чистой силы, действующей на ракету, когда сопротивление равно весу. F = D – W = 0,
• C _d  = 2 F _d  / ρv ² A = W для определения аэродинамического сопротивления парашюта.
• И, наконец, V = sqrt (2W/C _d ρ A) используется для определения аэродинамического сопротивления парашюта.

При сравнении двух предметов те, у которых больший вес, меньший коэффициент сопротивления, меньшая плотность газа или меньшая площадь, движутся с большей скоростью.

Как найти сопротивление воздуха через массу и ускорение?

Единственной силой, воздействующей на людей поначалу, является гравитация, которая толкает их со скоростью -9,8 м/с2. Давайте посмотрим, как можно рассчитать сопротивление воздуха, используя массу и ускорение.

• Чтобы найти сопротивление воздуха с массой и ускорением, мы можем использовать некоторую алгебру, чтобы получить ускорение объекта с точки зрения чистой внешней силы и массы объекта (a = F/m).
• Суммарная внешняя сила (F = W – D) равна разнице между силами веса и сопротивления. Тогда ускорение объекта определяется выражением a = (W – D) / m.

Проблема: Автомобиль массой около 29 кг движется из Калькутты в Раджастхан со скоростью 50 метров в секунду, а гусеница нагружена железом и весит 84 кг. Определить силу сопротивления автомобиля.

Решение: Даны данные:

Ускорение = 50 м/с ²

Вес = 84 кг

Масса = 29 кг

Мы знаем, что a = (W – D) / m

2

(84 – D)/ 29

1450 = 84 – D

-D = 1450 – 84

D = – 1366 N

График сопротивления воздуха

При столкновении частиц воздуха с объектом фронт замедляется . Давайте проверим этот график сопротивления воздуха.

Изображение предоставлено – График сопротивления воздуха Кропоткина 113 (обсуждение) (CC-BY-SA-3.0)

За счет уменьшения угла выпуска можно минимизировать влияние сопротивления воздуха на горизонтальную составляющую траектории снаряда. Расстояние и скорость, или скорость, обратно пропорциональны.

Как рассчитать сопротивление воздуха по скорости?

Чем больше частиц воздуха воздействует на объект, тем больше его общее сопротивление с увеличением площади поверхности. Давайте рассмотрим, как определить сопротивление воздуха на основе скорости.

Формула, используемая для определения сопротивления воздуха по скорости: c = Fv ² . Сила сопротивления воздуха представлена ​​в технике буквой F, постоянная силы представлена ​​буквой c, а скорость объекта представлена ​​буквой v. Существует линейная зависимость между сопротивлением воздуха и плотностью воздуха.

Между скоростью и сопротивлением воздуха создается квадратичная зависимость. Площадь передней кромки объекта, движущегося по воздуху, определяет, какое сопротивление воздуха он будет испытывать. Сопротивление воздуха увеличивается с увеличением площади.

Задача: Если сопротивление воздуха объекта равно 34 Н, а силовая постоянная равна 0,04, какова его скорость?

. Поседы: F _Air = 34 N и C = 0,04

Формула для сопротивления воздуха,

F _AIR = CV ²

V ² = 34/0,04

V. ² = 850

v = 29,15 м/с.

Как рассчитать силу сопротивления воздуха?

Сила сопротивления воздуха измеряется в Ньютонах (Н). Рассмотрим, как определить силу сопротивления воздуха.

F _воздух = – cv ² – уравнение, используемое для определения силы сопротивления воздуха. F _air — силовое сопротивление, а c — силовая постоянная в этом уравнении. Знак минус показывает, что объект движется в направлении, противоположном направлению сопротивления воздуха.

Задача: Силовая постоянная для самолета, движущегося со скоростью 50 мс, ^-1 равна 0,05. Определить сопротивление воздуха.

Решение: Даны данные,

Скорость воздуха, v = 50

Постоянная силы, c = 0,05

Сила воздуха определяется выражением,

F = – cv ²

F = (-) 0,05 × 50 90 × 0 50 F = – 125 Н.

Формула сопротивления воздуха для шара

Зависимость между силой сопротивления, действующей на тело, и сопротивлением воздуха обратная. Давайте посмотрим на формулу сопротивления воздуха шара.

Коэффициент сопротивления воздуха для сферических материалов можно рассчитать по следующей формуле: C _D = 2 F _D / ρv ² A, где для материалов в форме сфера-

• C _D = Коэффициент сопротивления воздуха,
• F D
  — это новое. основанное на сопротивлении воздуха,
• A — площадь формы в плане в квадратных метрах,
• ρ = плотность сферы, выраженная в килограммах на кубический метр,
• А вязкость вещества, выраженная в метрах в секунду, известна как т.

Задача: Плотность воздуха 0,4500 кг/м ³ , и самолет, летящий на высоте, имеет скорость 250 м/с. 500 м ² крыльев самолета открыты ветру. На самолет действует сила сопротивления воздуха 168750 Н. Выполните расчет коэффициента лобового сопротивления.

Решение: Приведенные данные, Сопротивление воздуха для сферических материалов, F _d = 168750 Н

Плотность, ρ = 0,4500 кг/м ³

Площадь поперечного сечения, A = 500 м ²

скорость, V = 250 м/ с

Мы знаем, что для материалов в форме сферы,

C _D = 2 F _D / ρv ² A

C _D = 2 × 168750 / (0,4500 × 250 ² × 500)

C _d = 0,025

Как рассчитать среднее сопротивление воздуха?

Сопротивление воздуха — это разновидность жидкостного трения, воздействующая на падающие в воздухе предметы. Давайте посмотрим, как определить среднее сопротивление воздуха.

Умножая плотность воздуха, коэффициент сопротивления, площадь и скорость на два, можно вычислить среднее сопротивление воздуха, которое испытывает падающий объект. Гравитация заставляет объекты двигаться вниз, в отличие от трения воздуха, которое действует противоположным образом и замедляет скорость.

Сопротивление воздуха увеличивается по мере увеличения площади поверхности для падающих предметов.

Заключение

Сопротивление воздуха — это сила, которую испытывает объект при прохождении через воздух, где, если человек движется быстрее, сила сопротивления воздуха возрастает. Безразмерный коэффициент лобового сопротивления C _D , который рассчитывается как C _D = F _D /1/2 ρAv ² , где ρ — плотность жидкости (в данном случае воздуха). Площадь поперечного сечения объекта A = (1/4) ΠD ² , а его скорость v.

Формула сопротивления воздуха — GeeksforGeeks

Вы когда-нибудь вытаскивали руку из мчащегося автомобиля или автобуса? Воздух толкает вашу руку в направлении, противоположном движению автомобиля. Объект, падающий, скажем, со стола, впоследствии замедляется, потому что определенная сила замедляет его падение, действуя в направлении, противоположном его движению. В обоих этих случаях на объекты действует определенная сила атмосферы, которая замедляет их движение. Сила и ее формула обсуждаются ниже.

Сопротивление воздуха

Сила, с которой воздух действует на предметы, движущиеся сквозь него, называется сопротивлением воздуха. Эта сила обычно упоминается учеными как сопротивление или сила сопротивления. Как правило, эта сила применяется в направлении, противоположном движению объекта, замедляя его.

Сила трения сопротивления воздуха действует на движущееся тело. Когда тело движется, сопротивление воздуха замедляет его. Чем больше движение тела, тем больше сопротивление воздуха, действующее на него. Сопротивлению воздуха подвержены все движущиеся объекты, включая велосипеды, автомобили, поезда, ракеты, самолеты и даже живые тела. Как видно из рисунка ниже, сопротивление воздуха действует и на свободно падающие тела в направлении, противоположном силе тяжести.

Примеры

• Приземление с парашютом: Сила сопротивления воздуха имеет особое значение при работе парашюта. Когда парашютист ныряет и раскрывает парашют, воздух сопротивляется прыжку. Скорость, с которой парашют приближается к земле, уменьшается из-за сопротивления воздуха. Сила тяжести толкает парашют вниз, а сила сопротивления воздуха тянет парашют вверх. В результате сила сопротивления воздуха помогает человеку плавно приземлиться на землю.
• Прогулка во время грозы: Прогулка в ненастную погоду часто бывает сложной задачей. Человек ощущает значительную степень сопротивления при ходьбе по направлению ветра, вызывая трудности при ходьбе. По этой же причине трудно держать зонт в руке при сильном ветре.
• Самолеты: Двигатель, крылья и пропеллеры самолета сконструированы таким образом, что может быть создана достаточная тяга, чтобы помочь самолету преодолеть силу сопротивления воздуха. Турбулентность также вызывается трением, создаваемым воздухом. Однако сопротивление воздуха не представляет проблемы в случае ракеты, поскольку ракета должна лететь в космосе, то есть в среде, лишенной воздуха, а значит, и силы сопротивления воздуха.

Формула

Формула для сопротивления воздуха приведена следующим образом:

F _AIR = CV ²

, где

• F _{Air 9001 Discicts.}
• c относится к силовой константе
• v отображает скорость объекта.

Примеры задач

Вопрос 1. Рассчитайте сопротивление воздуха, если объект движется со скоростью 50 мс ^-1 имеет силовую постоянную 0,05.

Решение:

Дано: v = 50 мс ^-1 и C = 0,05

Формула для сопротивления воздуха F _воздух = CV ²

. Заглавие. формула. Тогда

= (0,05)(50) ²

F _воздух = 125 Н

Вопрос 2. Рассчитайте сопротивление воздуха, если тело движется со скоростью 940 мс.0026 -1 имеет силовую постоянную 0,08.

Решение:

Дано: v = 40 мс ^-1 и C = 0,08

Формула для сопротивления воздуха составляет F _воздух = CV ²

. Заглавие. формула. Тогда

= (0,08)(40) ²

F _воздух = 128 Н

0026 -1 испытывает сопротивление воздуха 20 Н.

Решение:

Дано: v = 30 мс ^-1 и F _воздух = 20 Н

Формула сопротивления воздуха равна 20 Н

воздух = cv ²

Подставьте указанные значения в приведенную выше формулу. Тогда

20 = c(30) ²

c = 20/900

c = 0,023

0026 -1 испытывает сопротивление воздуха 50 Н.

Решение:

Дано: v = 20 мс ^-1 и F _воздух = 50 Н

Формула сопротивления воздуха воздух = cv ²

Подставьте указанные значения в приведенную выше формулу. Тогда

50 = c(20) ²

c = 50/400

c = 0,125

0026 -1 имеет силовую постоянную 0,02.

Решение:

Дано: v = 30 мс ^-1 и C = 0,02

Формула для сопротивления воздуха F _воздух = CV ²

. Заглавие. формула. Тогда

= (0,02)(30) ²

F _воздух = 18 Н

Вопрос 6. Вычислите скорость тела, если его сила сопротивления воздуха постоянна и равна 40 Н. 0,5.

Решение:

Дано: F _воздух = 40 Н и c = 0,5

Формула сопротивления воздуха: . Затем,

V ² = F _AIR /C

V ² = 40/0,5

V ² = 80

V = 8,94 м/с

V = 8,94 м/с

. Определите скорость тела, если его сопротивление воздуха равно 32 Н, а силовая постоянная равна 0,04.

Решение:

Дано: F _AIR = 32 N и C = 0,04

Формула для сопротивления воздуха F _AIR = CV ²

Заместитель . Затем,

V ² = F _AIR /C

V ² = 32/0,04

V ² = 800

V = 28,28 м/с 9006

14002. Сила и скорость: как работает падение

Дон Линкольн, доктор философии, Университет Нотр-Дам

Когда многие факторы считаются постоянными при падении или бросании предмета, движение должно быть параболическим.

Однако редко форма выглядит как идеальная парабола. Сопротивление воздуха и сила сопротивления влияют на движение и скорость объекта относительно его формы. Чем больше становится площадь поверхности, тем выше сопротивление воздуха и другие факторы, ведущие к полету или падению. (Изображение: ZoranOrcik/Shutterstock)

Когда подбрасывается мяч, его движение образует параболу. Мяч движется вперед и вверх, затем гравитация останавливает свое движение вверх и тянет вниз, но движение вперед продолжается. Однако вторая половина параболы обычно покрывает меньшее расстояние, чем первая половина. Это в то время как движение на самом деле параболическое. Когда брошенный предмет — перо или носовой платок, движение может не формироваться вообще ничего особенного.

Это показывает, что элементы участие в падении может повлиять на него по-разному. Первый из них элементами является сопротивление воздуха. Другие элементы включают скорость, форму и поверхность. площадь объекта, сила сопротивления и угол, под которым объект брошен.

Узнайте больше о книге «С нуля: как летать».

Сопротивление воздуха

Когда объект движется через воздух — или любую другую жидкость — вещество сопротивляется движению. Степень зависит от многих факторов, но опыт повседневный и знакомый. Когда человек ходит, сопротивление воздуха почти не влияет и не беспокоит их. Однако, если человек протянет руку из окна мчащегося автомобиле, они ощущают сопротивление воздуха, ощутимо. Таким образом, скорость, или скорость, есть определяющий фактор сопротивления воздуха.

Сопротивление воздуха пропорционально площади поверхности объекта. (Изображение: Савицкая Ирина/Shutterstock)

Скорость

Скорость и сопротивление воздуха пропорциональны. Математически иногда она пропорциональна квадрату скорость. Тем не менее, с увеличением скорости увеличивается и сопротивление воздуха. Когда предмет выстреливают или бросают, в первый момент он имеет наибольшую скорость и, следовательно, испытывает наибольшее сопротивление воздуха. Сопротивление отталкивает предмет назад или, другими словами, тянет его назад. Этот откат сила называется силой сопротивления.

Узнайте больше о том, что внутри атомов?

Сила сопротивления

Когда сопротивление воздуха максимально, создаваемая им сила называется «сопротивлением» и действует под углом, противоположным направлению движения. Перетаскивание имеет два компонента: один в горизонтальном направлении и один в вертикальном направлении. В зависимости от угла движения один компонент может быть больше другого. Следовательно, гравитация и сопротивление пытаются замедлить движущийся объект, первое в вертикальном, а второе в горизонтальном направлении.

Причина, по которой объект движение в воздухе изменяется от идеальной параболы к силе сопротивления. очень важным фактором сопротивления является плотность жидкости. Сила сопротивления в разреженном воздухе при большая высота, нормальный воздух, а в воде по-другому. Еще один важный фактор это форма и размер предмета.

Это стенограмма из серии видео Понимание заблуждений науки . Смотрите прямо сейчас на Wondrium.

Форма и размер объекта

Бейсбольный мяч может весить как взорванный пляжный мяч, но траектория бейсбольного мяча гораздо больше похожа на парабола, чем пляжный мяч. Пляжный мяч имеет большую площадь поверхности и испытывает большее сопротивление воздуха, т. е. силу лобового сопротивления. В случае платка весит столько же, сколько бейсбольный мяч, движению будет еще больше мешать сопротивление. Что делать, если объект падает с очень большого расстояния над земля?

Правильный вес, скорость и площадь поверхности позволяют летать в воздухе. (Изображение: Маттео Артени/Shutterstock)

Падение с большой высоты

Когда объект падает, его начальная скорость равна нулю. Хорошим примером может служить свободное падение. Когда человек прыгает с самолета, горизонтального движения у них нет, а вертикального на движение влияет гравитация и восходящее сопротивление. Таким образом, скорость при которой падает человек: скорость равна отрицательному g, умноженному на время. Делает это означает, что скорость будет продолжать расти, поскольку объект продолжает падать дальше. вниз?

Через некоторое время гравитация сила и восходящая сила сопротивления получают равные величины. Следовательно, у человека ускорение прекращается, и скорость достигает своего максимума. Максимальная скорость падение называется конечной скоростью.

Узнайте больше о том, как неправильно понимают теорию относительности.

Конечная скорость

Конечная скорость результат гравитации и восходящего сопротивления, уравновешивающих друг друга. Например, парашютист в обычном положении, т. е. руки раскинуты и обращены к земле, достигает конечной скорости около 120 миль в час. Когда раскрыт парашют прикреплен, конечная скорость снижается до 12 миль в час, в идеале медленно достаточно, чтобы приземлиться и уйти.

Соответственно влияет на падение множеством факторов, а контролируемой частью является поверхность объекта площадь, угол и вес. Комбинация этих элементов управления и правил физики сделал возможным прыжки с парашютом и свободное падение.

Общие вопросы о сопротивлении воздуха

В: Что является примером сопротивления воздуха?

Сопротивление воздуха возникает, когда объект движется по воздуху. В зависимости от скорости, формы и площади объекта сопротивление различается. Чем быстрее движется объект и чем больше его площадь, тем выше становится сопротивление воздуха. Парашюты поднимаются в воздух, так как площадь достаточно велика, чтобы создать достаточное сопротивление, чтобы вытолкнуть парашют вверх. Полет — известный пример, когда легко ощущается сопротивление воздуха.

В: От чего зависит сопротивление воздуха?

Сопротивление воздуха зависит от скорости, площади и формы объекта, проходящего через воздух. Высота над уровнем моря, температура и влажность изменяют плотность воздуха и, следовательно, его сопротивление. Чем выше скорость и больше площадь, тем выше сопротивление.

В: Как рассчитать сопротивление воздуха?

Сопротивление воздуха можно рассчитать, умножив плотность воздуха на коэффициент лобового сопротивления, умножив площадь на два, а затем умножив скорость на квадрат скорости. Иногда для упрощения других уравнений некоторые элементы считаются постоянными. Единицей измерения силы сопротивления воздуха является ньютон (Н).

В: Почему сопротивление воздуха замедляет работу?

При сопротивлении воздуха ускорение при падении становится меньше силы тяжести (g), поскольку сопротивление воздуха влияет на движение падающего объекта, замедляя его. Насколько это замедляет объект, зависит от площади поверхности объекта и его скорости. Обычно сопротивление не очень велико на низкой скорости или при работе с маленькими или острыми предметами.

Продолжайте читать

Ранние исследования единой теории поля
Что такое единая теория поля Эйнштейна?
Единая теория поля: Эйнштейн потерпел неудачу, но что будет дальше?

Влияние скорости на сопротивление воздуха

Секрет бега

Ханс ван Дейк и Рон ван Меген

20 декабря 2019 г. • 5 мин чтения

Бегуны, тренеры и ученые-бегуны ищут варианты оптимизации беговых характеристик за счет снижения сопротивления воздуха.

Велосипедисты и конькобежцы уже давно делают это, вырабатывая оптимальные аэродинамические условия (одежда, каркас, положение тела, обтекаемость, драфт).

В последнее время в беге произошло несколько прорывов в измерении сопротивления воздуха. Первый произошел с разработкой нового Stryd, который сообщает о воздушной мощи в режиме реального времени. Вторым стал нашумевший INEOS 1:59 Challenge. В Вене Элиуду Кипчоге помог 41 игрок (5 команд по 7 игроков и 6 запасных) достичь своего великолепного результата 1:59.:40.

В этой статье основное внимание будет уделено более ранней (и впечатляющей) демонстрации влияния сопротивления воздуха. Еще в 2011 году американский спринтер Джастин Гатлин пробежал 100 метров с сенсационным временем 9,45. Это ему удалось сделать во время специальной гонки, организованной японским телешоу Kasupe!  Они устроили так, что ему помогал попутный ветер, создаваемый огромными вентиляторами (способными дуть со скоростью 32 км/ч)!

Следовательно, Гатлин бежал быстрее, чем современный мировой рекорд Усэйна Болта (90,58), хотя в сезоне 2011 года он никогда не бегал быстрее 9,95 секунды в обычных гонках. Судя по всему, попутный ветер дал ему чистое преимущество не менее 0,5 секунды!

В этой статье мы рассчитаем, насколько высоким было преимущество в сопротивлении воздуху, чтобы посмотреть, сможем ли мы объяснить результат.

В нашей книге «Секрет бега» мы обсуждали теорию сопротивления воздуха в различных главах. Согласно фундаментальным законам физики, мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха P _a (Air Power) определяется плотностью воздуха ρ (в кг/м ³ ) коэффициентом сопротивления воздуха c _d A (в м ² ), скоростью бега v (в м /с) и скорость ветра v _w (в м/с), как показано в рамке.

На приведенном ниже рисунке показана воздушная мощность как функция рабочей скорости v при стандартных условиях (температура 20°C, давление воздуха 1013 мбар, поэтому ρ = 1,205 кг/м ³ , c _d A = 0,24 м ² , без ветра, т.е. v _w = 0 м/с). При скорости Гатлина (38,1 км/ч) воздушная мощность в стандартных условиях составляет ошеломляющие 171 Вт.

Насколько велико было преимущество попутного ветра?

На этот вопрос сложно ответить, так как мы не знаем точно, насколько высока была скорость ветра. YouTube сообщает нам, что скорость вентиляторов составляла 32 км/ч, но большая часть этого ветра ушла в окружающий воздух. Кажется очевидным, что реальный попутный ветер, который испытал Гатлин, был намного слабее.

Мы оценили этот реальный попутный ветер, используя баланс мощностей: P _t = P _a + P _r . Итак, мы предположили, что общая мощность P _t Гатлина осталась прежней. Без попутного ветра эта мощность позволила ему пробежать 9,95, с попутным ветром такая же мощность позволила ему пробежать 9,45.

В случае отсутствия попутного ветра его скорость была 10,05 м/с, поэтому его P _r должно было быть 10,05 * 79 * 0,98 = 778 Вт (вес тела 79 кг и ECOR 0,98 кДж/кг/км). На этой скорости его Р _a был равен 147 Вт, поэтому, очевидно, его P _t был 925 Вт.

В случае с попутным ветром его скорость была выше (10,58 м/с). Следовательно, его P _r составляла 819 Вт, что на 41 Вт больше, чем в случае без ветра. Таким образом, мы заключаем, что сопротивление воздуха должно было быть на 41 ватт ниже из-за попутного ветра.

Затем мы использовали приведенную выше формулу, чтобы рассчитать, при какой скорости ветра сопротивление воздуха уменьшится на 41 Вт. Это приводит к скорости попутного ветра 5,8 км/ч или только 18% скорости вентиляторов. Результаты обобщены в таблице ниже.

Обратите внимание, что это упрощенный расчет, так как мы пренебрегли мощностью, необходимой для ускорения в первой части гонки. Спринтеры используют значительную часть своей силы для этого ускорения, как мы показали в нашей книге «Секрет бега». Поскольку Гатлин получил более высокую скорость при попутном ветре, это означает, что он также использовал несколько больше мощности для ускорения. С учетом этого фактическая скорость попутного ветра будет выше рассчитанных выше 18%.

Как быстро Джастин Гэтлин мог бежать без сопротивления воздуха?

Это легко вычислить, так как в данном случае P _a равно 0. Такая ситуация может возникнуть при беге на беговой дорожке или в длинной аэродинамической трубе со скоростью воздуха чуть более 10 м/с. В таких случаях Гатлин мог использовать свою общую рабочую мощность 925 Вт для сопротивления движению P _r .

Таким образом, результатом становится скорость 925 / 79 / 0,98 = 11,95 м/с или время на 100 метров за 8,4 секунды! Этот расчет также упрощен, так как мы не учитывали мощность, необходимую для разгона в первой части гонки.

В нашей книге «Секрет бега» мы рассчитали аналогичное время для Усэйна Болта. С одной стороны, его P _t больше, чем у Гатлина, и поэтому он был быстрее в обычных гонках. С другой стороны, Болт был тяжелее, поэтому сопротивление воздуха в его случае было относительно меньше. Формула показывает, что сопротивление воздуху не зависит от веса тела, а это означает, что тяжелые бегуны имеют небольшое преимущество.

Автор Ханс (легкий вес 58 кг) испытал это при сильном встречном ветре, когда его выронило из пачки полозьев аналогичного качества.

Если вы хотите приобрести книгу «Секрет бега» (или немецкую версию Das Geheimnis des Laufens), вы можете сделать это в нижней части страницы store.stryd.com.

Сопротивление воздуха: определение, формула и пример

У вас когда-нибудь возникало ощущение, что что-то пытается замедлить вас, когда вы едете на велосипеде? Когда вы движетесь вперед, сила трения воздуха снижает вашу скорость. Сила трения действует на ваше лицо и тело в направлении, противоположном движению велосипеда. Сила сопротивления воздуха увеличивается пропорционально скорости. Приседание на велосипеде позволяет уменьшить влияние силы сопротивления воздуха и двигаться быстрее.

Сейчас вы можете думать о силе сопротивления воздуха как о чем-то негативном и препятствующем движению, но на самом деле она оказывается весьма полезной в нашей повседневной жизни. Например, когда парашютист выпрыгивает из самолета и раскрывает парашют, воздух замедляет падение. Скорость парашютиста уменьшается по мере приближения к земле из-за сопротивления воздуха. В результате человек благополучно и плавно достигает земли — все из-за силы сопротивления. В этой статье мы более подробно обсудим науку о сопротивлении воздуха.

Определение сопротивления воздуха

До сих пор в большинстве физических задач, связанных с движением, прямо указывалось, что сопротивлением воздуха можно пренебречь. В реальной жизни это не так, поскольку все объекты испытывают определенный уровень сопротивления при прохождении через воздух.

Сопротивление воздуха или Сопротивление Сила Тип трения, возникающего между объектом и окружающим его воздухом.

Эти силы сопротивления заставляют объект двигаться медленнее, действуя в направлении входящего потока и пропорциональны скорости. Это тип неконсервативных сил, поскольку он заставляет энергию рассеиваться. 2\). Подробнее об этом читайте в глубоком погружении! 92\). К сожалению, такой глубокий анализ сопротивления воздуха выходит за рамки уровня AP Physics, поэтому мы будем рассматривать сопротивление воздуха, линейное по скорости воздуха.

Коэффициент сопротивления воздуха

Как обсуждалось ранее, \(k\) является константой пропорциональности. Его значение определяется свойствами среды и уникальными характеристиками объекта. Основными факторами, влияющими на это, являются плотность среды, площадь поверхности объекта и безразмерная величина, известная как коэффициент сопротивления. В реальном примере с парашютистом средой будет воздух, а площадь поверхности будет относиться либо к парашютисту, либо к парашюту. 92$$

где \(D\) — коэффициент сопротивления, \(\rho\) — плотность среды, \(A\) — площадь поверхности объекта, \(\vec{v} \) — скорость.

Давайте посмотрим на диаграмму свободного тела, чтобы лучше понять его движение.

Диаграмма сопротивления воздуха в свободном состоянии

Что происходит с объектом, когда он падает и падает? На него действует нисходящая сила в виде веса и сила сопротивления в направлении, противоположном движению, из-за сопротивления воздуха, оба из которых визуализируются на диаграмме свободного тела, видимой ниже.

Рис. 1 — Когда объект падает, сила сопротивления действует на него вверх, в то время как вес тянет его вниз.

Согласно второму закону Ньютона, результирующая сила, действующая на объект \(\vec{F}_{\mathrm{net}}\), равна массе \(m\) объекта, умноженной на его ускорение \( \vec{а}\). Итак, зная все это, мы можем получить следующее выражение

$$ m\vec{g} — k\vec{v} = m\vec{a}.$$

0\), его начальная скорость равна \(\vec{v}_0=0\), следовательно, начальная сила сопротивления воздуха также равна нулю. По прошествии времени, когда объект начинает двигаться, в конце концов он достигает постоянной скорости, которая называется конечной скоростью \(\vec{v}_\mathrm{T}\). Поскольку скорость постоянна, ускорение будет равно нулю. Правая часть выражения становится равной нулю, и мы можем переставить оставшиеся члены

$$ m\vec{g} = k\vec{v}_\mathrm{T} $$

найти уравнение для конечной скорости

$$ \vec{v}_\mathrm{T}= \frac{m\vec{g}}{k}. $$

Конечная скорость – это максимальная скорость, достигаемая объектом, движущимся под действием постоянной силы и силы сопротивления, действующих на объект в противоположных направлениях.

Конечная скорость достигается, когда к объекту не прилагается результирующая сила, что означает, что ускорение равно нулю. Давайте рассмотрим пример задачи, связанной с предельной скоростью.

Формула сопротивления воздуха

Теперь найдем скорость как функцию времени. Для этого нам нужно преобразовать второй закон Ньютона в дифференциальное уравнение. Ускорение является первой производной скорости, поэтому \(\vec{a}=\frac{\mathrm{d}\vec{v}}{\mathrm{d}t}\). Тогда мы можем написать

$$ m\frac{\mathrm{d}\vec{v}}{\mathrm{d}t}=m\vec{g}-k\vec{v}. $$

Разделим наши переменные:

$$ \frac{\mathrm{d}v}{mg- kv}=\frac{\mathrm{d}t}{m}.$$

Чтобы выполнить все необходимые математические операции, мы пока рассмотрим только одно измерение и будем рассматривать векторные величины как скаляры.

Здесь важно установить пределы интегрирования. Время идет от нуля до времени \(t_{\mathrm{f}}\). Когда время равно нулю, наша начальная скорость также равна нулю, а по мере того, как время приближается к \(t_{\mathrm{f}}\), наша скорость становится скоростью \(v_{\mathrm{f}}\).

Причина, по которой мы не устанавливаем верхний предел конечной скорости, заключается в том, что мы пытаемся найти скорость как функцию времени! 9{-\frac{t_{\mathrm{f}}}{T}}) $$

, где \(T\) — постоянная времени и равна \(\frac{m}{k}\) .

Вот как мы получаем выражение скорости как функцию времени! Окончательное уравнение подтверждает наши предыдущие выводы о конечной скорости. Если значение \(t_{\mathrm{f}}\) установлено равным нулю, \(\vec{v_{\mathrm{f}}}\) также будет равно нулю, между тем, если \(t_{\mathrm {f}}\) установлен на что-то огромное, скажем, бесконечность, у нас останется \(\vec{v_{\mathrm{f}}} = \vec{v_\mathrm{T}}\).

Что же произошло бы, если бы начальная скорость была не нулевой?

Допустим, у нас есть автомобиль с начальной скоростью \(\vec{v}_0\) против некоторой силы сопротивления \(\vec{F}_\mathrm{r}\), которая снова равна \(-k \vec{v}\). Когда мы рисуем диаграмму свободного тела автомобиля, вес направлен вниз, нормальная сила направлена ​​вверх, а сила сопротивления воздуха действует в направлении, противоположном движению.

В этом случае конечная скорость будет равна нулю, и машина остановится. Единственная сила, действующая на объект в направлении движения, — это сила сопротивления, поэтому это будет наша результирующая сила. Тогда мы можем написать

$$ m\vec{a} = -k\vec{v}.$$

Мы собираемся повторить ту же процедуру, что и ранее, поскольку это становится дифференциальным уравнением, когда мы записываем ускорение как \(\vec{a }=\frac{\mathrm{d}\vec{v}}{\mathrm{d}t}\) и получить

$$ \begin{align} m \frac{\mathrm{d}\vec{v }}{\mathrm{d}t} & = — k\vec{v} \\ \frac{\mathrm{d}v}{v} & =\frac{-k}{m} \mathrm{d} т. \end{align}$$

Еще раз для расчетов рассмотрим скалярную версию уравнения. Здесь мы должны взять интегралы от обеих сторон, но сначала нам нужно определиться с пределами. Время снова идет от нуля до \(t\). Однако теперь у нас есть начальная скорость, поэтому наш предел скорости от \(v_0\) до \(v\) 9{\frac{-kt_{\mathrm{f}}}{m}}.$$

Пример сопротивления воздуха

Давайте рассмотрим пример задачи с тем же парашютистом, о котором упоминалось ранее, чтобы проверить наши знания!

Парашютист падает с начальной скоростью \(\vec{v}_0\) по воздуху. В этот момент (\(t = 0\)) они раскрывают парашют и испытывают силу сопротивления воздуха, сила которой определяется уравнением \(\vec{F} = -k\vec{v}\), где переменные такие же, как определены ранее. Суммарная масса парашютиста и снаряжения равна \(m\).

Определите выражение для ускорения парашютиста, конечной скорости и постройте график зависимости скорости от времени.

Решение

Мы знаем, что

$$ \vec{F}_{\mathrm{net}} = \vec{F}_\mathrm{g} — \vec{F}_\mathrm{r } $$

поэтому, рассматривая диаграмму свободного тела, описанную ранее, мы можем найти выражение для ускорения

$$ \begin{align} m\vec{a} & = m\vec{g} — k\vec{ v}, \\ \vec{a} & = \frac{m\vec{g} — k\vec{v}}{m}.\end{align}$$

Основываясь на предыдущем определении, парашютист достигнет своей конечной скорости, когда скорость постоянна (\(\vec{v} = \vec{v}_\mathrm{T}\)). Это означает, что ускорение становится равным нулю. \vec{v}_\mathrm{T} = \frac{m\vec{g}}{k}. $$

Теперь воспользуемся этим выражением для построения графика зависимости скорости от времени.

Рис. 3. Изменения скорости от начального спуска парашютиста до момента, когда они приближаются к конечной скорости с течением времени. Градиент этого графика представляет собой ускорение парашютиста.

Первоначально парашютист спускается со скоростью \(\vec{v}_0\) и ускоряется примерно с ускорением свободного падения \(\vec{g}\). При раскрытии парашюта на парашютиста действует значительная сила сопротивления — сопротивление воздуха. Ускорение от силы сопротивления приводит к восходящему ускорению, поэтому нисходящая скорость уменьшается. Градиент нашего графика зависимости скорости от времени представляет собой ускорение. Основываясь на предыдущих наблюдениях, она не будет постоянной, а скорее будет приближаться к нулю, когда скорость достигает конечной скорости \(\vec{v}_\mathrm{T}\). В результате сюжет нелинейный.

Некоторые другие примеры сопротивления воздуха в нашей повседневной жизни:

1. Прогулка в шторм довольно часто затрудняет ходьбу. Человек, идущий против ветра, испытывает значительное сопротивление, что затрудняет продвижение вперед. По той же причине сложно держать зонт в руке при сильном ветре.

2. Перо, падающее на землю , имеет тенденцию плавать и двигаться медленно, а не падать в течение нескольких секунд, как другие объекты, немного большей массы. Сила гравитации притягивает перо к земле; однако сила сопротивления воздуха предотвращает падение или движение пера во время движения.

3. Бумажные самолетики, , если правильно построить, летают в воздухе без особых усилий. Для этого переднюю поверхность бумажного самолета затачивают. В результате бумажный самолет рассекает воздух и избегает силы сопротивления воздуха ровно настолько, чтобы дольше оставаться в воздухе.

4. Двигатель настоящего самолета , крылья и пропеллеры созданы для обеспечения достаточной тяги, чтобы помочь самолету преодолеть силу сопротивления воздуха. Турбулентность также вызвана трением, которое создает воздух. Однако космические корабли должны беспокоиться только о сопротивлении воздуха при запуске и посадке, поскольку в космосе воздуха нет.

Сопротивление воздуха — основные выводы

• Силы, препятствующие относительному движению объекта при его перемещении в воздухе, называются сопротивлением воздуха.
• Эти силы сопротивления заставляют объект двигаться медленнее, действуя в направлении входящего потока и пропорциональны скорости.
• Математическое выражение для сопротивления воздуха: \( \vec{F}_\mathrm{r} = — k \vec{v}\), где отрицательный знак указывает на противоположное направление движения.
• Конечная скорость определяется как максимальная скорость, достигаемая объектом, движущимся под действием постоянной силы и силы сопротивления, действующих на объект в противоположных направлениях.
• Когда к объекту не прилагается результирующая сила, что означает, что ускорение равно нулю, достигается конечное состояние.
• Некоторые примеры сопротивления воздуха включают ходьбу во время шторма, падение пера на землю, бумажный самолетик, самолет, парашютиста с парашютом и езду на велосипеде.

Снаряды с аэродинамическим сопротивлением

Рассмотрим сферический объект, например бейсбольный мяч, движущийся по воздуху. Движение тела в жидкости одна из самых сложных проблем во всей науке, и она до конца не поняты и по сей день. Один из Причина, по которой эта проблема настолько сложна, заключается в том, что, в общем, на такие объекты действует множество различных сил, включая:

• сила тяжести
• перетащить
• подъемник
• тяга
• плавучесть
• объемное движение жидкости, например ветер
• силы инерции, такие как центробежная сила и сила Кориолиса

В большинстве вводных курсов физики и динамики гравитация единственная сила, которая учитывается (это эквивалентно предположить, что движение происходит в вакууме). Здесь рассмотрим реалистичные и точные модели воздуха сопротивления, которые используются для моделирования движения снарядов как бейсбольные мячи.

Ригли Филд в Чикаго, штат Иллинойс, является домом для Чикаго Бейсбольная команда Кабс. В бейсболе «из парк» дома пробег засчитывается, когда мяч попадает за пределы зеленое поле (мимо желтый фол полюс слева на изображении выше). Изображение источник: Фликр изображение Майк Баш (СС ПО НК НД 2.0) (полноразмерный изображение).

Силы сопротивления и коэффициенты сопротивления

Сила сопротивления всегда прямо противоположна скорости объект. В векторных обозначениях \[ \vec{F}_{\rm D} = -F_{\rm D} \шляпа{v}, \] где $F_{\rm D}$ — величина силы сопротивления, а $\hat{v}$ — единичный вектор в направлении скорость объекта. {2}$ — площадь поперечного сечения объекта, $v$ это скорость объекта.

Коэффициенты аэродинамического сопротивления как функция числа Рейнольдса

Безразмерный параметр, очень полезный в жидкости. динамика – это число Рейнольдса, которое определяется как \[ {\rm Re} = \frac{\rho v L}{\mu}, \] где $L$ — характерная длина течения (в данном случае — диаметр шара $D$), а $\mu$ — диаметр динамическая вязкость жидкости. Число Рейнольдса дает соотношение между силами инерции и вязкими силами в жидкости поток. Для очень малых чисел Рейнольдса вязкие силы намного сильнее инерционных сил (подумайте о попытке размешать чашку меда). Для очень больших чисел Рейнольдса силы вязкости пренебрежимо малы, и мы ссылаемся на течение как невязкий (подумайте о размешивании чашки кофе).

Важным результатом гидродинамики является то, что сопротивление коэффициент является функцией только числа Рейнольдса поток жидкости вокруг объекта. То есть, \[ C _ {\ rm D} = C _ {\ rm D} ({\ rm Re}). \] Эта функциональная связь не имеет закрытой формы. Однако, отношение было установлено численно на основе экспериментальные данные. См. рисунок #aft-fd для схемы зависимости коэффициента лобового сопротивления по числу Рейнольдса. 92 \ шляпа {v}, \] где $m$ — масса объекта, а $\vec{g}$ — локальное ускорение под действием силы тяжести. Ниже представлен интерактив график, показывающий траекторию объекта с гравитацией и квадратичное сопротивление. Вы можете изменить различные параметры, чтобы увидеть их влияние на движение объекта.

Начальная скорость:		$v_0 = $ м/с
Начальный угол:		$\theta_0 = $°
Масса:		$м = $г
Диаметр:		$D = $ см

Траектории снаряда в вакууме (синий) и подвержен квадратичному сопротивлению от сопротивления воздуха (красный).

Вариатор как особый вид акпп. Nissan qashqai,уроки вождения на вариаторе Особенности эксплуатации автомобиля с вариатором по бездорожью

С правилами езды на автомобилях с вариаторными коробками российские водители познакомились относительно недавно. К отсутствию третьей педали в машине привыкнуть успели многие (обычная АКПП). Но заблуждаются те, кто ставит знак равенства между автоматом и бесступенчатой трансмиссией. Нюансы работы вариатора требуют самого внимательного рассмотрения. Как ездить на вариаторе?

Правила вариаторной езды

CVT — латинская аббревиатура, означающая интересующий нас тип коробки. Функционально она не отличается от других типов КПП, но кардинально разнится принципом работы. Смена передач идёт плавно, без толчков, благодаря коррекции диаметральной плоскости дисков (ведомого/ведущего). Автомобиль разгоняется «не дёргаясь». Сидящий за рулём не отвлекается на переключение скоростей. Работа автоматики сокращает время разгона, экономит горючее, выбирает оптимальный режим работы двигателя.

Независимо от степени нагрузки мотора уровень шума силовой установки малоразличим. Раскатистый звук спорткара на таких авто не услышать никогда, даже если акселератор «утопить» до отказа. «Умная» электроника компенсирует резкое изменение параметров работающего агрегата, убирая лишнюю нагрузку.

Подробно о плюсах

Транспортное средство, оснащённое CVT, имеет ряд положительных аспектов, выгодно отличающих его от машин с «механикой» и АКПП. К преимуществам однозначно относятся:

• хорошо набирается скорость;
• более экономично расходуется топливо;
• оптимизируются критичные нагрузки на двигатель;
• увеличивается период регламентных сервисных и ремонтных работ;
• повышен класс экологической безопасности.

Дело в масле

Отслеживать уровень и качество масла в КПП — обязанность автовладельца. В случае с бесступенчатой трансмиссией нужно относиться к этому особо тщательно. Абсолютно все вариаторные коробки «болезненно» реагируют на невнимательное отношение к спецификациям и рабочему объёму залитого масла. Менять его придётся часто.

CVT-масло — отдельная категория. Особенность материала — антогоничность функции (обеспечение смазки трущихся поверхностей с одновременным предотвращением их проскальзывания). Экзотичность трансмиссионного масла не отражается на его стоимости, автолюбителей оно не разорит.

Менять жидкость в коробке с неидентичными спецификациям характеристиками — большой риск. Техническая документация автомобиля содержит точную информацию о типе и параметрах масла для КПП. Игнорирование этого аспекта с высокой степенью вероятности приведёт к незапланированным тратам, их размер может сильно огорчить владельца авто. Если самостоятельно уточнить сведения о расходном материале не удалось, следует обратиться за разъяснениями к дилеру или в официальный технический центр, где обслуживаются автомобили нужной марки.

Полностью заменить жидкость на вариаторе рекомендовано на отметках кратных 60 тыс. км пробега, в зависимости от производителя эти данные могут отличаться в большую или меньшую сторону. Российские реалии значительно корректируют этот показатель в сторону уменьшения (порядка 30 тыс. км).

Эксплуатация вариатора (краткая инструкция)

Латинские литеры, вместо цифр на рукояти переключения МКПП, означают следующее:

• «P» — парковочный режим. Стоянка на продолжительное время, происходит блокировка системы управления. При зажигании необходимо убедиться, что рычаг установлен на этой же отметке;
• «D» — машина в движении. Автомобиль едет вперед с характерной плавной сменой ступеней;
• «N» — аналог «нейтралки». В бесступенчатом варианте КПП применяется при парковке с наклоном.

Алгоритм действий шофёра такой: выжать педаль тормоза до полной остановки → ручку коробки установить напротив «N» → застопорить машину на ручнике → резко отпустить и снова нажать тормоз → перевести в режим паркинга «P». Необычный порядок манипуляций обусловлен спецификой взаимодействия механических узлов при остановке: вал в CVT блокируется стержнем малой толщины, который несложно деформировать (окончательно испортить) при небрежном паркинге «на скорости».

• «L» — завышенные обороты и эффект торможения двигателем. Рекомендован при движении по бездорожью, под уклон, буксировке прицепа (подобие 1 ступени на «механике»).

Многие автопроизводители добавляют ещё две позиции:

• «S» — спортивный. Двигатель выводится на полную мощность;
• «E» — экономичный. Расход горючего минимизирован.

Резко нагружать не стоит

Машинам с вариаторами резко возрастающие нагрузки противопоказаны. Они становятся виновниками внеочередных посещений СТО и последующего ремонта. Это недостаток CVT-коробок конструкторы пока не решили.

Прогрев вариатора обязателен при низких температурах. Холодное масло в трансмиссии плохо распределяется внутри системы, часть элементов и деталей остаются без смазки. Прогревать по типу автоматической коробки передач путём переключения режимов «P-R-N-D» и обратно не рекомендуется, так как это не улучшает прогрев. Помните вариатор устроен абсолютно по-другому, нежели другие КПП. Как вариант можно на несколько секунд включить нейтраль — «N», это немного прогреет гидромуфту (сцепление).

Трогаться с места нужно убедившись, что автомобиль прогрелся до необходимого предела. После начала движения придерживаться спокойной манеры езды минимум километр, это полностью позволит прогреть все элементы коробки. Расходы на лишнее топливо сэкономят затраты на монтаж новой КПП.

Чем ниже температура окружающей среды, тем дольше необходимо прогревать коробку. При температуре -35 °C лучше не эксплуатировать автомобиль с CVT. Если вы всё-таки решились на поездку в сильный мороз, то прогревать рекомендуется не менее 30 минут и всю дорогу придерживаться очень щадящего режима езды.

В Европе (Финляндии) нашли альтернативу холостым оборотам двигателя для прогрева. Авто снабжаются электросистемой поддержки рабочей температуры. Машина запитывается от электросети через обычную штепсельную вилку. Машины с таким оборудованием легко узнать по характерным вырезам на бампере.

Бездорожье не рулит

Ездить на автомобилях с вариаторной КПП вне дорог не желательно. Пусть не вводят в заблуждение автолюбителей всемирно известные производители кроссоверов. Внедорожники с CVT автоматически зачисляются в «паркетники».

Владельцам бесступенчатой коробки лучше держаться города и шоссе с твёрдым покрытием.

Повредить бесступенчатую коробку можно наехав на выступ, ухаб, при попадании колёс в ямы и выбоины и другие шероховатости дорожного полотна. Подобные приключения небезопасны для МКПП, а в случае с автоматом в вариаторном исполнении последствия могут быть фатальными.

Нет буксировке

Буксовать, равно как и буксировать, на CVT не стоит. Эти действия небезопасны для агрегата. Вариант взятия автомобиля на буксир есть — при включённом моторе (смазка предохранит детали от излишнего трения), стоит ознакомиться с инструкцией по эксплуатации. И даже не взирая на это бывают случаи поломок, особенно КПП с пробегом, поэтому мы не рекомендуем его буксировать, ведь эвакуатор стоит гораздо дешевле чем ремонт. Неисправность двигателя приводит к неизбежному общению со службой эвакуации, есть другой но очень трудоемкий вариант, отсоединения полуосей от ведущих колес.

Соответственно использовать машину в качестве тянущего средства другого авто категорически не рекомендуется. Максимально допустимое условие — транспортирование автоприцепа весом не превышающего допустимого. Точная информация о грузоподъёмности и расстоянии, на которое можно буксировать прицеп, конкретной модели указана в техпаспорте.

Пробуксовка — очень вредное действие. Заглохнув на ухабах или в грязи, следует оставить попытки выехать самостоятельно. Передвигая селектор между отметками «D» и «R» можно добиться только скоротечного износа шлицевых соединений. Заметно сократится ресурс шестерней. Чтобы устранить поломку, узел разберут, что существенно ударит по карману автовладельца.

Внимание, датчики!

Без корректной работы контрольных устройств обеспечить безопасность поездок невозможно. Отслеживать их состояние постоянно — насущная необходимость. Прекращение функционирования одного датчика может привести к выходу из строя целого узла.

Если датчик контроля скорости повреждён, то блок управления автоматически переводит ремень трансмиссии в среднее аварийное положение, двигатель экстренно тормозит. Угроза деформирования ремня становится более чем реальной. При движении в высокоскоростном режиме может даже разорвать ременной привод. Снижение оборотов повышает процент «выживания» CVT.

Для желающих приобрести машину с пробегом есть непреложное правило — меняйте датчик скорости. Настоятельно предлагается купить оригинальную версию от производителя и проверенного поставщика. Аналогично следует поступить с датчиками уровня и давления масла. Весь комплект датчиков должен находиться в исправном состоянии.

Заключение

Выводы, не требующие особых обоснований:

1. «Лихачить» с вариатором нельзя. Поломки и сокращение периода эксплуатации неизбежны.
2. Ограничить поездки городской чертой, где преимущества бесступенчатой трансмиссии раскроются полностью.
3. Не начинать движения при «холодном» масле.
4. Отслеживать уровень жидкости и работоспособность контролирующих устройств.

Манера езды водителя и общее состояние дорог региона, где живёт автовладелец — важные факторы, влияющие на окончательное решение при покупке машины с CVT.

autoleek.ru

Как правильно эксплуатировать авто с коробкой вариатор?

Еще пять лет назад мало кто из отечественных автомобилистов знал о том, что такое вариаторная коробка передач и чем она отличается от традиционных «механик» и «автоматов». Но уже сегодня практически каждый автомобильный производитель добавил в свою линейку авто транспортные средства с этой КПП. Но далеко не каждый автомобилист знает, как ездить на вариаторе, тонкости его эксплуатации и какими преимуществами и недостатками он обладает.

Вариаторная коробка передач (CVT) представляет собой агрегат, предназначенный для передачи сигнала от двигателя к ведущим колесам. Данный тип КПП позволяет более плавно переходить от одной передачи к другой, меняя скорости вращения ведомого и ведущего валов. И хотя конструкция этого устройства была разработана более шестидесяти лет назад, только в последнее время он активно внедряется в производство машин.

Бесступенчатая коробка переключения скоростей в разрезе

Те, кто уже успел попользоваться автомобилем с такой КПП, замечают сразу — разгон машины происходит очень ровно и без провалов, поскольку водителю нет нужды переключать скорости. Уже давно известно и доказано многими испытаниями: если соревнуются два автомобиля с одинаковыми двигателями, но разными КПП, впереди окажется тот, который оснащен вариатором.

Некоторых водителей может смутить шум работы мотора во всех режимах функционирования. На транспортах, оснащенных вариатором, не получится добиться звука спортивного авто при разгоне. Потому что электроника машины оптимизирует работу мотора, тем самым позволяя ему функционировать в оптимальном режиме.

Все эти факторы позволяют подчеркнуть преимущества, которыми обладает авто с вариаторной КПП, по сравнению с обычным «автоматом» или «механикой». В частности, это:

• оперативный набор скорости;
• экономия бензина по сравнению с другими передаточными агрегатами;
• оптимизация нагрузки на мотор;
• сниженный интервал необходимости технического обслуживания и ремонта;
• вариаторная КПП является более чистым агрегатом с экологической точки зрения.

Так выглядит резиновый ремень на вариаторной коробке передач старого образца: сегодня разработчики устанавливают металлические ремни

«Подскажите, пожалуйста! Купил себе Хонду с вариаторной коробкой передач. Решил посмотреть в Интернете и почитать об этом типе КПП и оказалось, что все не так гладко, как могло бы быть! Из отзывов других автомобилистов я понял, что этот агрегат очень сложный по своей конструкции и далеко не каждый автосервис возьмется за ремонт коробки передач. Как правильно эксплуатировать Хонду с вариатором? На что нужно обратить внимание?», — пишет интернет-пользователей Николай.

И подобных вопросов в Сети очень много. Итак, как правильно пользоваться автомобилем, оборудованным вариатором? Какой оптимальный стиль вождения для этого агрегата, каковы особенности его эксплуатации? Ответы на эти вопросы вы найдете ниже. Используя автомобиль, оснащенный CVT, нужно соблюдать несколько правил и нюансов.

Трансмиссионное масло

Всегда нужно четко следить за уровнем и состоянием расходного материала, залитого в агрегат. Вариаторы, в отличие от автоматических КПП и уж тем более от механических, более чувствительны к качеству расходного материала. Здесь лучше не заливать жидкость от непроверенного производителя и, тем более, купленную где-нибудь на обочине дороги.

Трансмиссионное масло должно полностью соответствовать спецификациям, которые требует коробка передач определенного авто. Чтобы определиться с тем, какой именно расходный материал нужен вашему автомобилю, следует ознакомиться с мануалом по эксплуатации. Как правило, такие важные моменты описываются в инструкции. В мануале должна быть указана спецификация и основные требования, предъявляемые для трансмиссионного расходного материала. В случае нарушения эти требований будьте готовы выложить сумму за ремонт агрегата.

Если вы не нашли ответ на ваш вопрос в инструкции к авто, то, возможно, есть смысл связаться с дилером. Он поможет вам определиться с тем, какое масло лучше приобрести и где его заправить. Учтите — залив жидкости также следует осуществлять у мастеров, которые уже сталкивались с этим. Поэтому также уточните у дилера, где в вашем городе есть соответствующие станции техобслуживания. Возможно, представители компании посоветуют вам обратиться в свой сервисный центр.

Не забывайте также проверять уровень расходного материала в коробке передач: он всегда должен соответствовать норме. При недостаточном количестве жидкости в CVT детали и компоненты агрегата не смогут смазываться должным образом. Это, в свою очередь, может послужить причиной выхода из строя некоторых компонентов коробки передач, что также может ударить по карману автомобилиста.

Резкие нагрузки

В автомобилях, оборудованных вариаторной КПП, резкие нагрузки зачастую становятся причиной последующих поломок и неисправностей. В силу своей конструкции эту проблему можно считать «болезнью». По неизвестным нам причинам разработчики CVT не спешат решить эту проблему, поэтому она остается насущной для владельцев машин с вариатором.

Особенно водителю такого автомобиля стоит воздержаться от резкого старта в зимний период, пока машина не прогрелась до нормальной рабочей температуры. Из-за того, что трансмиссионное масло в агрегате холодное, оно не может сразу же поступить во все каналы системы, то есть некоторые компоненты какое-то время работают без смазки. Поэтому резкий старт может стать причиной летального исхода CVT.

Так выглядит ремень CVT в увеличенном виде

Разумеется, все зависит от стиля вождения, но в случае с CVT следует отказаться от резких стартов и пробуксовки.

Езда по бездорожью

CVT не предназначены для частой эксплуатации по сельской местности или бездорожью. Несмотря на то что этим агрегатом оснащаются кроссоверы Mitsubishi, к примеру, модель Outlander, данные авто сложно назвать внедорожниками. Поэтому водителю рекомендуется ограничить частые поездки по сельской местности.

То же самое касается и буксировки. Транспорт с оборудованными CVT категорически не стоит буксовать. Это губительно действует на агрегат. Если вы заглохли где-то в грязи и попытаетесь выехать на авто, переключая селектор КПП из положения «D» в «R», это спровоцирует повышенный износ шлицевых соединений. В свою очередь, ресурс эксплуатации шестеренок значительно сокращается. Разумеется, при их поломке придется разбирать агрегат и ремонтировать его, а это удовольствие не из дешевых. То есть, если в вашем авто произошла поломка и вы не можете завестись, чтобы доехать до СТО, единственным выходом для вас будет вызов эвакуатора.

Кроме того, губительным для машины с CVT может оказаться и буксировка другого транспорта. Максимум, что допускается для буксировки — это малогабаритный нагруженный прицеп, грузоподъемность которого не должна превышать 700-1000 кг. Поскольку транспорт имеет гораздо больший вес, то от их буксировки следует воздержаться.

Бесступенчатая коробка-вариатор в разрезе

Функционирование датчиков

Датчики — это отдельная тема для разговора. Для обеспечения нормальной езды за их работой следить нужно так же, как за уровнем бензина в бензобаке. От работоспособности устройств контроля зависит функционирование агрегата в целом. Стать причиной поломки CVT может датчик контроля скорости.

Если этот компонент выходит из строя, то блок управления ()транспорта сразу же скидывает ремень коробки передач в среднее аварийное положение, в результате чего происходит экстренное торможение мотором. Тогда может произойти деформация ремня, но в некоторых случаях он может и вовсе разорваться, но только если машина едет на высокой скорости. Если же скорость езды не настолько высокая, то сам агрегат может и не пострадать.

Поэтому, если вы приобретаете подержанный автомобиль, то в первую очередь замените датчик скорости, желательно приобретя оригинальный компонент от производителя. То же самое касается и датчиков контроля уровня трансмиссионной жидкости, датчика давления масла и т.д. Все датчики должны быть исправны.

Вариаторная коробка передач в разрезе — на фото показан работающий ремень агрегата

Ремонт

Приобретая машину с CVT позаботьтесь о том, чтобы у вас всегда был телефонный номер грамотного специалиста. На сегодняшний день далеко не все станции техобслуживания берутся за ремонт этих агрегатов, поскольку они достаточно сложны по своей конструкции и требуют грамотного подхода.

Кроме того, стоимость услуг таких специалистов гораздо выше, а от ремонта зависит многое. Лишь один недочет, допущенный мастером, может стать причиной более серьезной поломки. Поэтому к вопросу о ремонте также стоит подойти ответственно.

Что касается официальных дилеров, то, как показывает практика, они занимаются ремонтом CVT только тогда, когда машина на гарантии. Если же срок гарантии закончился, то представители компании, скорей всего, предложат вам полностью заменить агрегат, а это, как вы понимаете, совсем не дешево.

Причины поломок

Вариаторная КПП в разобранном виде

Признаки	Поломки
Езда на машине на нейтральной скорости: невозможность включить какую-либо передачу.	вышел из строя рычаг переключения скоростей; в электропроводке могут быть механические повреждения, то же самое касается разъемов; вышел из строя блок управления.
Во время переключения селектора коробки из положения «N» в «D» водитель может слышать удары. Также во время движения авто может идти рывками.	вышел из строя электромагнитный клапан давления в основной магистрали трансмиссионной системы; вышел из строя блок управления авто.
Во время езды водитель чувствует, что значительно снизилась динамика авто. Также транспорт может просто не двигаться при нажатии на педаль газа.	произошла поломка муфты переднего хода;вышел из строя гидротрансформатор;зафиксированы неисправности в работе вариаторной передачи;вышел из строя электрогидравлический модуль;произошла поломка в работу блока управления.
Не получается переключить скорости во время движения в ручном режиме.	В этом случае может произойти: поломка электроразъемов системы трансмиссии либо обрыв проводов цепи; выход из строя блока управления; поломка рычага переключения скоростей.

Вариаторная КПП в демонтированном виде

Как вы поняли, вариаторная коробка переключения скоростей представляет собой достаточной сложный по своей конструкции агрегат, имеющий свои недостатки и преимущества.

От правильной эксплуатации машины, езды на ней и стиля вождения зависит многое. В силу своих особенностей ездить на авто с таким агрегатом понравится любому водителю, но далеко не каждый сможет сразу же разобраться во всех нюансах, от которых напрямую зависит работоспособность КПП.

Приобретая машину с таким агрегатом, задумайтесь — а сможете ли вы правильно на ней ездить и учитывать все особенности агрегата? Если нет, то лучше не связывайтесь с CVT, поскольку даже неправильный способ езды может стать причиной выхода из строя агрегата.

Видео от Александра Павлова «Бесступенчатая трансмиссия»

AvtoZam.com

Как пользоваться вариатором?

Ещё лет семь тому назад мало кто из автомобилистов нашей страны, да и близлежащих территорий, имел представление о том, что такое вариаторная коробка передач и в чём её отличие от традиционной «механики» и уже привычного «автомата». Но уже на сегодняшний день, наверное, каждый производитель имеет в своём модельном ряду транспортные средства с такой коробкой передач.

В силу своего новаторского веяния, вариатор ещё не полностью познан каждым автомобилистом. Не так много водителей знают, как правильно ездить на вариаторе, понимают все тонкости его эксплуатации, а также могут оценить все преимущества и недостатки данной коробки.

Принцип работы вариатора

Вариатор является автомобильным узлом или агрегатом с внешним управлением, который автоматически изменяет передаточное число, выбирает оптимальные значения в зависимости от нагрузки силового агрегата и его оборотов. В результате мощность мотора используется с максимально возможной эффективностью. В разного рода технике подобные конструкции многих разновидностей можно встретить достаточно часто.

В автомобилестроении же применяются только два вида вариаторных механизмов: тороидные и клиноременные. В чём же заключается принцип работы вариатора как достаточно нового трансмиссионного механизма?

Вариаторы клиноременного типа известны уже давно. Главными деталями такой коробки передач являются раздвижные шкивы, которые соединены между собой ремнём с сечением трапецеидальной формы. Когда половинки шкива сдвигаются друг с другом, происходит выталкивание наружу ремня. Радиус шкива в результате этого увеличивается, а вместе с ним и возрастает передаточное отношение.

Когда половины, наоборот, начинают отдаляться друг от друга, ремень падает вглубь и работает по меньшему радиусу, что позволяет уменьшать передаточное отношение. Прямая передача получается в том случае, когда оба шкива находятся в промежуточном положении.

Разные автомобильные бренды разработали свои разновидности вариаторов на клиноременной основе. Например, Audi в своей трансмиссии использует цепи, а Honda – ремни из металлических пластин. Но принцип работы вариатора от этого никоим образом не меняется. Шкивы функционируют под командованием электронного блока управления: электронные системы, сервоприводы и датчики.

Тороидный вариатор отличается от клиновидного. Здесь конструкция состоит из соосных дисков и роликов, которые и передают момент между ними. Изменение передаточного числа происходит за счёт смены положения роликов и их радиусов, по которым диски и обкатываются. Всё усилие передаётся на пятно контакта, поэтому для поворота роликов применяются специальные устройства, которые преодолевают прижимную силу ролика по отношению к диску.

Например, вариатор от компании Nissan оборудован системой с прецизионным гидравлическим механизмом, управляющимся электроникой. Данная система перемещает на микронные доли обоймы с роликами, в результате чего те сами вращаются из-за сдвига относительно дисковой оси.

Благодаря постоянно развивающемуся техническому прогрессу в сфере электроники, вариаторы всё больше усовершенствуются и широко распространяются на автомобильном транспорте. Их «ахиллесовой пятой» по прежнему остаются ремни и пятна контактов дисков с роликами, которые пока не выдерживают сильных нагрузок при работе с высокомощными силовыми агрегатами. На сегодняшний день рекордным являются 220 л.с. при 300 Нм для клиноременных вариаторов и 240 л.с. и 310 Нм для тороидных.

Если провести сравнительную параллель между вариаторной коробкой и автоматом, то первая окажется более совершенным механизмом. Вариатор предоставляет лучшую динамику разгона, меньший топливный расход и плавную езду. По словам специалистов, в недалёком будущем такие коробки передач вытеснят привычные нам механику и автомат.

Как правильно пользоваться вариатором?

Общей чертой, роднящей автомобили с вариатором и автоматом в классическом его проявлении, является отсутствие педали сцепления. Отличаются же они конструктивно и своими принципами работы. В вариаторе передаточные числа изменяются плавно и бесступенчато благодаря изменению диаметров ведущего и ведомого дисков. При такой конструкции утопленная в пол гашетка выводит силовой агрегат на высокие обороты на протяжении всего разгона, в результате чего автомобиль разгоняется существенно быстрее, не затрачивая время на переключение передач.

Чтобы разобраться детальнее в том, как правильно пользоваться вариатором, предлагаем рассмотреть его режимы. Они практически идентичны с классическим автоматом.

“P” – паркинг. Применяется в случаях, когда автомобиль приезжает к месту длительной остановки. В данном режиме все управляющие элементы блокируются. С этого же режима запускается мотор.

“D” – драйв, движение. Режим, при котором автомобиль движется как обычно, плавно переключая передачи.

“N” – нейтраль. Используется, по большей части, во время остановок на наклонной поверхности. Для этого необходимо остановить автомобиль педалью тормоза, перевести рычаг в данный режим, активировать ручник, отпустить тормоз и снова его выжать. Только после этих манипуляций можно переводить рычаг вариатора в положение парковки.

Данная последовательность действий обусловлена тем, что у вариаторной коробки во время парковки блокируются не колёса, а вал в самой КПП. Делается это тонким штырём, который легко может сломаться при неаккуратной парковке на недопустимой скорости.

“L” – low (с англ. низкий). В данном режиме силовой агрегат работает на высоких оборотах с максимальной реализацией эффекта торможения мотором. Данный режим необходим только в сложных дорожных условиях или при буксировке. Данный режим можно сравнить с первой передачей на механической коробке передач.

“S” – спортивный режим. Тут двигатель использует весь свой потенциал в конкретной случившейся ситуации. Подходит для тех, кто любит полихачить и постартовать со светофоров.

“E” – экономичный. Полная противоположность спортивного, антипод со спокойным движением и минимальным топливным расходом.

Так же, как и классический автомат, вариаторную коробку нужно «баловать» частой заменой трансмиссионного масла. Данный же расходный материал для вариатора относится к отдельной группе. Такие масла смазывают трущиеся поверхности и в то же время предотвращают их проскальзывание. Что сразу смущает, так это то, как один материал вмещает в себе столь противоречивые свойства? А вот такой оксюморон и ставит масла для ВКПП на отдельную уникальную нишу.

Несмотря на свои специфические свойства, такое масло стоит достаточно приемлемо. Если вовремя не произвести замену масла или не долить его до необходимого уровня, то спустя какое-то время ремень начнёт проскальзывать по дискам, тем самым уничтожая их.

Плюсы и минусы использования вариатора

1. Автомобиль с вариаторной коробкой передач очень плавно разгоняется без каких-либо скачков и рывков.

2. С вариатором время, затрачиваемое на разгон автомобиля, сводится к минимуму, ведь здесь нет такого понятия как ступени передач.

3. Автомобиль с вариатором движется плавно, не скатывается на склонах, не глохнет на светофорах и пробках.

4. Таким автомобилем легко управлять, так как в нём есть всего две педали. Да и зачем сцепление здесь, когда коробка вовсе бесступенчатая.

5. Даже на высоких оборотах вариатор почти бесшумный.

6. Благодаря плавному ходу и динамичному разгону вариатор расходует меньше топлива, чем привычные нам коробки передач.

7. Вариатор выпускает в атмосферу намного меньше вредных веществ, в отличие от своих собратьев – автомата и механики.

Наряду с преимуществами вариатор имеет и свои недостатки, которые могут стоить водителю больших хлопот.

1. Автомобиль с бесступенчатой трансмиссией не может длительное время двигаться с максимальной мощностью и на высоких оборотах

2. Вариатор требует пристального внимания. Менять масла и фильтры придется довольно часто, как минимум один раз на каждые 30 000 километров.

3. В вариатор необходимо заливать специальную жидкость, которая влияет непосредственно на работу самого ремня. Стоит она недешево и в настоящее время ее не так-то просто приобрести.

4. Грубая эксплуатация (резкие движения, экстренное торможение) может способствовать быстрой поломке вариатора.

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

6. Ремонт вариатора может обойтись несколько дороже того же автомата. К тому же, найти в наших реалиях специализированные СТО и опытных мастеров, которые бы разбирались в устройстве вариатора, довольно сложно.

7. Если хотя бы один из датчиков выйдет из строя, это может негативно отразиться на работе всей КПП.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?

auto.today

Правильная эксплуатация Вариатора

Вариатор — это автоматическая коробка передач, особенности и принцип работы CVT можете узнать в нашей инструкции, нужны отзывы — кликай сюда. Если вам также интересны другие коробки передач: DSG, АКПП (гидротрансформатор) или МКПП, можете ознакомиться с нюансами правильной эксплуатации по данным ссылкам. Также хочу уточнить, что эксплуатация вариаторов разных брендов, допустим: Ниссан или Тойота ни чем не отличается.

Что не нужно делать на вариаторе

1. Категорически не желательны старты со светофора педаль в пол
2. Продолжительная езда на максимальных скоростях (начинают плавать обороты)
3. Если вы застряли, просто попросите кого нибудь подтолкнуть автомобиль
4. Езда при полной нагрузке с прицепом
5. Пробуксовки в любом проявлении уменьшают ресурс

Можно ли включать нейтраль на вариаторе при накате

CVT как и стандартные автоматы настроены на езду в положении D. Вы сели за руль, перевели селектор в Драйв и поехали, не нужно щелкать на нейтраль.

Как управлять вариатором в пробке

Не нужно при каждой остановке включать положение N. Если вы знаете, что стоять вам еще долго, просто переведите селектор в положение P.

Прогревать коробку или нет

Вариатор как и любой узел с трущимися деталями требует прогрева. Прогревать коробку нужно. Также рекомендуется двигаться на малых оборотах двигателя первые несколько километров для оптимального прогрева двигателя и коробки передач.

Аварийный режим и CVT

Если у вас загорелась лампочка аварийного режима АКПП первое что нужно сделать это остановиться и попробовать завести автомобиль снова. Если лампа не гаснет нужна срочная диагностика коробки. Не нужно с этим затягивать.

Правильное обслуживание

Следить за уровнем и состоянием жидкости в вариаторе обязательная процедура. По регламенту замена жидкости в коробке должна осуществляться каждые 60 тыс. км.

Контролировать чистоту радиатора охлаждения коробки, находиться он за бампером. Регулярно продувать или промывать. Перегрев ни кому на пользу еще не пошел. Надеюсь, из нашего рукводства вы подчерпнули, что то новое для себя. Основные неисправности вариатора доступны для просмотра здесь

variator-cvt.ru

Как правильно ездить на вариаторе

Относительно недавно появилась высокотехнологичная альтернатива АКПП и МКПП – вариатор. В этой статье мы расскажем, что это такое, как правильно ездить на вариаторе Ниссан в различных режимах и какие существуют особенности эксплуатации подобной системы.

С автоматикой большинство водителей уже успели познакомиться, однако такая вещь, как вариатор появилась на автомобилях относительно недавно. Некоторые люди ставят равенство между вариатором и АКПП. Данные технологии действительно имеют общие особенности, но главным отличием вариатора является бесступенчатая смена крутящего момента.

Водителю нет необходимости производить смену передач как в механической трансмиссии, также вариатор исключает рывки при переключении, которые многие могли заметить в работе автоматики. Принцип данной системы заключается фактически в использовании двух специальных конусовидных шкив, которые постоянно меняют диаметр. Благодаря этому, а также передвижению специального ремня, удается достичь широкого передаточного отношения.

Основные режимы работы

Прежде чем рассказать, как правильно ездить на вариаторе Ниссан Кашкай, Х Трейл, стоит изучить, какие режимы предполагает использование данного типа трансмиссии.

Самый главный режим – движение вперед (обозначается английской буквой «D»). В этом режиме при нажатии педали авто едет вперед, а вариатор работает в автоматическом режиме самостоятельно подбирая передаточное число. Работа системы постоянно контролируется электроникой.

Задний ход обозначается «R». Система вариатора не предусматривает реверсного движения, поэтому используются специальные механизмы, которые позволяют автомобилю двигаться назад. Включать этот режим необходимо только после полной остановки машины, чтобы исключить возможность поломки.

Нейтральная передача – «N». Коробка отключена от вала вариатора. Данный режим рекомендуется использовать при длительной остановке в пробке. Также, перед тем как завести авто, он должен находиться в режиме «N».

Парковку автомобиля следует выполнять в режиме «P». При его использовании ведомый вал вариатора блокируется, исключая самопроизвольное движение автомобиля. Имеется также ручной режим управления, который только имитирует механическую КПП. Вариатор может самостоятельно менять передаточное число.

В большинстве подобных систем предусмотрены дополнительные режимы:

• Спортивный – «S». Автомобиль ведет себя более резво и динамично. Обеспечивается за счет медленной смены передаточного числа.
• Экономный режим – «E». Полная противоположность предыдущему режиму.
• Для езды по бездорожью предназначен «L». Вариатор обеспечивает максимально возможное передаточное число для передачи тяги на ведущие колеса.

Ключевые особенности езды на вариаторе

Теперь можно перейти к самому главному, рассмотрев вопрос, как ездить на вариаторе автомобилей Nissan. Первое правило, которое поможет избежать лишних обращений в СТО – обязательно при низких температурах окружающей среды прогревать вариатор. Это связано с характеристиками используемого масла. В холодную погоду оно довольно вязкое, и для распределения по всей трансмиссии необходимо определенное время. Если преждевременно начать движение, часть элементов трансмиссии останутся несмазанными, а это уже может привести к непредвиденным поломкам. Рекомендуется выполнять прогревание в последовательности P→R→N→D. Это позволит максимально эффективно распределить масло по системе.

При сильном морозе прогревать транспортное средство необходимо примерно 30 минут. После того как вы довели рабочую температуру до необходимого уровня, можно начинать движение. Здесь также есть несколько особенностей. В первые 3-5 километров стоит придерживаться аккуратной езды без резких рывков. Это необходимо, чтобы масло окончательно распределилось по всей системе.

Как использовать вариатор при обгоне и поворотах? Следует учитывать, что данный тип трансмиссии реагирует на увеличение оборотов двигателя. Таким образом, для изменения передаточного числа нужно повысить обороты и вариатор в соответствии с выбранным режимом выполнит необходимые действия, но уже с небольшой задержкой.

Учитывая это правило, производить обгон следует после того, как вы уже добавили оборотов. А при прохождении поворотов, нажимайте на педаль газа непосредственно в момент поворота руля.

Буксировка и езда с прицепом на вариаторе

Как ездить на вариаторе с прицепом, и возможна ли буксировка – это довольно распространенный вопрос среди автомобилистов. Использовать вариатор для транспортировки грузов более одной тонны не рекомендуется. Данная система не предназначена для этого. Прицепы оказывают повышенную нагрузку на трансмиссию, что ведет к ускоренному износу.

Даже если ваш автомобиль характеризуется повышенной проходимостью, не стоит на вариаторе активно путешествовать по бездорожью. Небольшой ухаб или камень легко могут повредить вариатор, создав вам множество проблем. Не стоит и «лихачить» на автомобиле с вариатором. Это приведет к растягиванию ремня, соответственно, образованию металлической стружки, которая забивает гидроблок.

Если материал был для вас интересен или полезен, опубликуйте его на своей странице в социальной сети.

Еще пять лет назад мало кто из отечественных автомобилистов знал о том, что такое и чем она отличается от традиционных «механик» и «автоматов». Но уже сегодня практически каждый автомобильный производитель добавил в свою линейку авто транспортные средства с этой КПП. Но далеко не каждый автомобилист знает, как ездить на вариаторе, тонкости его эксплуатации и какими преимуществами и недостатками он обладает.

[ Скрыть ]

Как пользоваться вариатором?

Вариаторная коробка передач (CVT) представляет собой агрегат, предназначенный для передачи сигнала от двигателя к ведущим колесам. Данный тип КПП позволяет более плавно переходить от одной передачи к другой, меняя скорости вращения ведомого и ведущего валов. И хотя конструкция этого устройства была разработана более шестидесяти лет назад, только в последнее время он активно внедряется в производство машин.

Те, кто уже успел попользоваться автомобилем с такой КПП, замечают сразу — разгон машины происходит очень ровно и без провалов, поскольку водителю нет нужды переключать скорости. Уже давно известно и доказано многими испытаниями: если соревнуются два автомобиля с одинаковыми двигателями, но разными КПП, впереди окажется тот, который оснащен вариатором.

Некоторых водителей может смутить шум работы мотора во всех режимах функционирования. На транспортах, оснащенных вариатором, не получится добиться звука спортивного авто при разгоне. Потому что электроника машины оптимизирует работу мотора, тем самым позволяя ему функционировать в оптимальном режиме.

Все эти факторы позволяют подчеркнуть преимущества, которыми обладает авто с вариаторной КПП, по сравнению с обычным «автоматом» или «механикой». В частности, это:

• оперативный набор скорости;
• экономия бензина по сравнению с другими передаточными агрегатами;
• оптимизация нагрузки на мотор;
• сниженный интервал необходимости технического обслуживания и ремонта;
• вариаторная КПП является более чистым агрегатом с экологической точки зрения.

«Подскажите, пожалуйста! Купил себе Хонду с вариаторной коробкой передач. Решил посмотреть в Интернете и почитать об этом типе КПП и оказалось, что все не так гладко, как могло бы быть! Из отзывов других автомобилистов я понял, что этот агрегат очень сложный по своей конструкции и далеко не каждый автосервис возьмется за ремонт коробки передач. Как правильно эксплуатировать Хонду с вариатором? На что нужно обратить внимание?», — пишет интернет-пользователей Николай.

И подобных вопросов в Сети очень много. Итак, как правильно пользоваться автомобилем, оборудованным вариатором? Какой оптимальный стиль вождения для этого агрегата, каковы особенности его эксплуатации? Ответы на эти вопросы вы найдете ниже. Используя автомобиль, оснащенный CVT, нужно соблюдать несколько правил и нюансов.

Трансмиссионное масло

Всегда нужно четко следить за уровнем и состоянием расходного материала, залитого в агрегат. Вариаторы, в отличие от автоматических КПП и уж тем более от механических, более чувствительны к качеству расходного материала. Здесь лучше не заливать жидкость от непроверенного производителя и, тем более, купленную где-нибудь на обочине дороги.

Трансмиссионное масло должно полностью соответствовать спецификациям, которые требует коробка передач определенного авто. Чтобы определиться с тем, какой именно расходный материал нужен вашему автомобилю, следует ознакомиться с мануалом по эксплуатации. Как правило, такие важные моменты описываются в инструкции. В мануале должна быть указана спецификация и основные требования, предъявляемые для трансмиссионного расходного материала. В случае нарушения эти требований будьте готовы выложить сумму за ремонт агрегата.

Если вы не нашли ответ на ваш вопрос в инструкции к авто, то, возможно, есть смысл связаться с дилером. Он поможет вам определиться с тем, какое масло лучше приобрести и где его заправить. Учтите — залив жидкости также следует осуществлять у мастеров, которые уже сталкивались с этим. Поэтому также уточните у дилера, где в вашем городе есть соответствующие станции техобслуживания. Возможно, представители компании посоветуют вам обратиться в свой сервисный центр.

Не забывайте также проверять уровень расходного материала в коробке передач: он всегда должен соответствовать норме. При недостаточном количестве жидкости в CVT детали и компоненты агрегата не смогут смазываться должным образом. Это, в свою очередь, может послужить причиной выхода из строя некоторых компонентов коробки передач, что также может ударить по карману автомобилиста.

Резкие нагрузки

В автомобилях, оборудованных вариаторной КПП, резкие нагрузки зачастую становятся причиной последующих поломок и неисправностей. В силу своей конструкции эту проблему можно считать «болезнью». По неизвестным нам причинам разработчики CVT не спешат решить эту проблему, поэтому она остается насущной для владельцев машин с вариатором.

Особенно водителю такого автомобиля стоит воздержаться от резкого старта в зимний период, пока машина не прогрелась до нормальной рабочей температуры. Из-за того, что трансмиссионное масло в агрегате холодное, оно не может сразу же поступить во все каналы системы, то есть некоторые компоненты какое-то время работают без смазки. Поэтому резкий старт может стать причиной летального исхода CVT.

Разумеется, все зависит от стиля вождения, но в случае с CVT следует отказаться от резких стартов и пробуксовки.

Езда по бездорожью

CVT не предназначены для частой эксплуатации по сельской местности или бездорожью. Несмотря на то что этим агрегатом оснащаются кроссоверы Mitsubishi, к примеру, модель Outlander, данные авто сложно назвать внедорожниками. Поэтому водителю рекомендуется ограничить частые поездки по сельской местности.

То же самое касается и буксировки. Транспорт с оборудованными CVT категорически не стоит буксовать. Это губительно действует на агрегат. Если вы заглохли где-то в грязи и попытаетесь выехать на авто, переключая селектор КПП из положения «D» в «R», это спровоцирует повышенный износ шлицевых соединений. В свою очередь, ресурс эксплуатации шестеренок значительно сокращается. Разумеется, при их поломке придется разбирать агрегат и ремонтировать его, а это удовольствие не из дешевых. То есть, если в вашем авто произошла поломка и вы не можете завестись, чтобы доехать до СТО, единственным выходом для вас будет вызов эвакуатора.

Кроме того, губительным для машины с CVT может оказаться и буксировка другого транспорта. Максимум, что допускается для буксировки — это малогабаритный нагруженный прицеп, грузоподъемность которого не должна превышать 700-1000 кг. Поскольку транспорт имеет гораздо больший вес, то от их буксировки следует воздержаться.

Функционирование датчиков

Датчики — это отдельная тема для разговора. Для обеспечения нормальной езды за их работой следить нужно так же, как за уровнем бензина в бензобаке. От работоспособности устройств контроля зависит функционирование агрегата в целом. Стать причиной поломки CVT может датчик контроля скорости.

Если этот компонент выходит из строя, то блок управления ()транспорта сразу же скидывает ремень коробки передач в среднее аварийное положение, в результате чего происходит экстренное торможение мотором. Тогда может произойти деформация ремня, но в некоторых случаях он может и вовсе разорваться, но только если машина едет на высокой скорости. Если же скорость езды не настолько высокая, то сам агрегат может и не пострадать.

Поэтому, если вы приобретаете подержанный автомобиль, то в первую очередь замените датчик скорости, желательно приобретя оригинальный компонент от производителя. То же самое касается и датчиков контроля уровня трансмиссионной жидкости, датчика давления масла и т.д. Все датчики должны быть исправны.

Вариаторная коробка передач в разрезе — на фото показан работающий ремень агрегата

Ремонт

Приобретая машину с CVT позаботьтесь о том, чтобы у вас всегда был телефонный номер грамотного специалиста. На сегодняшний день далеко не все станции техобслуживания берутся за ремонт этих агрегатов, поскольку они достаточно сложны по своей конструкции и требуют грамотного подхода.

Кроме того, стоимость услуг таких специалистов гораздо выше, а от ремонта зависит многое. Лишь один недочет, допущенный мастером, может стать причиной более серьезной поломки. Поэтому к вопросу о ремонте также стоит подойти ответственно.

Что касается официальных дилеров, то, как показывает практика, они занимаются ремонтом CVT только тогда, когда машина на гарантии. Если же срок гарантии закончился, то представители компании, скорей всего, предложат вам полностью заменить агрегат, а это, как вы понимаете, совсем не дешево.

Причины поломок

Признаки	Поломки
Езда на машине на нейтральной скорости: невозможность включить какую-либо передачу.	вышел из строя рычаг переключения скоростей; в электропроводке могут быть механические повреждения, то же самое касается разъемов; вышел из строя блок управления.
Во время переключения селектора коробки из положения «N» в «D» водитель может слышать удары. Также во время движения авто может идти рывками.	вышел из строя электромагнитный клапан давления в основной магистрали трансмиссионной системы; вышел из строя блок управления авто.
Во время езды водитель чувствует, что значительно снизилась динамика авто. Также транспорт может просто не двигаться при нажатии на педаль газа.	произошла поломка муфты переднего хода;вышел из строя гидротрансформатор;зафиксированы неисправности в работе вариаторной передачи;вышел из строя электрогидравлический модуль;произошла поломка в работу блока управления.
Не получается переключить скорости во время движения в ручном режиме.	В этом случае может произойти: поломка электроразъемов системы трансмиссии либо обрыв проводов цепи; выход из строя блока управления; поломка рычага переключения скоростей.

Как вы поняли, вариаторная коробка переключения скоростей представляет собой достаточной сложный по своей конструкции агрегат, имеющий свои недостатки и преимущества.

От правильной эксплуатации машины, езды на ней и стиля вождения зависит многое. В силу своих особенностей ездить на авто с таким агрегатом понравится любому водителю, но далеко не каждый сможет сразу же разобраться во всех нюансах, от которых напрямую зависит работоспособность КПП.

Приобретая машину с таким агрегатом, задумайтесь — а сможете ли вы правильно на ней ездить и учитывать все особенности агрегата? Если нет, то лучше не связывайтесь с CVT, поскольку даже неправильный способ езды может стать причиной выхода из строя агрегата.

Видео от AlexKolmak «Бесступенчатая трансмиссия»

С автоматикой большинство водителей уже успели познакомиться, однако такая вещь, как вариатор появилась на автомобилях относительно недавно. Некоторые люди ставят равенство между вариатором и АКПП. Данные технологии действительно имеют общие особенности, но главным отличием вариатора является бесступенчатая смена крутящего момента.

Водителю нет необходимости производить смену передач как в механической трансмиссии, также вариатор исключает рывки при переключении, которые многие могли заметить в работе автоматики. Принцип данной системы заключается фактически в использовании двух специальных конусовидных шкив, которые постоянно меняют диаметр. Благодаря этому, а также передвижению специального ремня, удается достичь широкого передаточного отношения.

Основные режимы работы

Прежде чем рассказать, как правильно ездить на вариаторе Ниссан Кашкай, Х Трейл, стоит изучить, какие режимы предполагает использование данного типа трансмиссии.

Самый главный режим – движение вперед (обозначается английской буквой «D»). В этом режиме при нажатии педали авто едет вперед, а вариатор работает в автоматическом режиме самостоятельно подбирая передаточное число. Работа системы постоянно контролируется электроникой.

Задний ход обозначается «R». Система вариатора не предусматривает реверсного движения, поэтому используются специальные механизмы, которые позволяют автомобилю двигаться назад. Включать этот режим необходимо только после полной остановки машины, чтобы исключить возможность поломки.

Нейтральная передача – «N». Коробка отключена от вала вариатора. Данный режим рекомендуется использовать при длительной остановке в пробке. Также, перед тем как завести авто, он должен находиться в режиме «N».

Парковку автомобиля следует выполнять в режиме «P». При его использовании ведомый вал вариатора блокируется, исключая самопроизвольное движение автомобиля. Имеется также ручной режим управления, который только имитирует механическую КПП. Вариатор может самостоятельно менять передаточное число.

В большинстве подобных систем предусмотрены дополнительные режимы:

• Спортивный – «S». Автомобиль ведет себя более резво и динамично. Обеспечивается за счет медленной смены передаточного числа.
• Экономный режим – «E». Полная противоположность предыдущему режиму.
• Для езды по бездорожью предназначен «L». Вариатор обеспечивает максимально возможное передаточное число для передачи тяги на ведущие колеса.

Ключевые особенности езды на вариаторе

Теперь можно перейти к самому главному, рассмотрев вопрос, как ездить на вариаторе автомобилей Nissan. Первое правило, которое поможет избежать лишних обращений в СТО – обязательно при низких температурах окружающей среды прогревать вариатор. Это связано с характеристиками используемого масла. В холодную погоду оно довольно вязкое, и для распределения по всей трансмиссии необходимо определенное время. Если преждевременно начать движение, часть элементов трансмиссии останутся несмазанными, а это уже может привести к непредвиденным поломкам. Рекомендуется выполнять прогревание в последовательности P→R→N→D. Это позволит максимально эффективно распределить масло по системе.

При сильном морозе прогревать транспортное средство необходимо примерно 30 минут. После того как вы довели рабочую температуру до необходимого уровня, можно начинать движение. Здесь также есть несколько особенностей. В первые 3-5 километров стоит придерживаться аккуратной езды без резких рывков. Это необходимо, чтобы масло окончательно распределилось по всей системе.

Как использовать вариатор при обгоне и поворотах? Следует учитывать, что данный тип трансмиссии реагирует на увеличение оборотов двигателя. Таким образом, для изменения передаточного числа нужно повысить обороты и вариатор в соответствии с выбранным режимом выполнит необходимые действия, но уже с небольшой задержкой.

Учитывая это правило, производить обгон следует после того, как вы уже добавили оборотов. А при прохождении поворотов, нажимайте на педаль газа непосредственно в момент поворота руля.

Буксировка и езда с прицепом на вариаторе

Как ездить на вариаторе с прицепом, и возможна ли буксировка – это довольно распространенный вопрос среди автомобилистов. Использовать вариатор для транспортировки грузов более одной тонны не рекомендуется. Данная система не предназначена для этого. Прицепы оказывают повышенную нагрузку на трансмиссию, что ведет к ускоренному износу.

Даже если ваш автомобиль характеризуется повышенной проходимостью, не стоит на вариаторе активно путешествовать по бездорожью. Небольшой ухаб или камень легко могут повредить вариатор, создав вам множество проблем. Не стоит и «лихачить» на автомобиле с вариатором. Это приведет к растягиванию ремня, соответственно, образованию металлической стружки, которая забивает гидроблок.

Автоматическая коробка передач в последнее время получила широкое распространение не только в США, но и по всему миру. При этом отсутствие педали сцепления еще не означает, что все автоматы одинаковые. Автоматические трансмиссии на автомобилях можно условно разделить на три большие группы:

Примечательно то, что не каждый владелец способен отличить вариатор от АКПП или даже РКПП. Однако во время эксплуатации нужно отдельно учитывать, какой именно типа автомата стоит на машине.

Другими словами, нужно знать, как обслуживать и как ездить правильно на вариаторе, автомате или роботе, чтобы коробка работала долго и безотказно. В этой статье отдельно поговорим о вариаторах.

Коробка вариатор: как правильно ездить

Итак, вариатор CVT является бесступенчатой автоматической трансмиссией, что сильно отличает данный тип коробок передач от аналогов благодаря уникальной конструкции. Переключение передач на авто с вариатором происходит плавно, без толчков, задержек, пробуксовок и т.д.

Машина с такой КПП разгоняется легко, ускорение происходит без малейших рывков, которые в той или иной степени можно ощутить на других типах автоматов, включая даже новейшие преселективные РКПП с двумя сцеплениями.

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

Казалось бы, с учетом всех плюсов вариатор можно считать более комфортной заменой для классического автомата, однако это не так. Дело в том, что многие водители отмечают заметно меньший ресурс CVT по сравнению с АКПП, низкую ремонтопригодность вариаторов, высокую стоимость обслуживания и целый ряд ограничений во время эксплуатации. Давайте разбираться.

• На первый взгляд, эксплуатация вариатора не отличается от АКПП. Доступные режимы одинаковые, P – парковка, D – движение вперед, N – нейтральная передача, R – задний ход и т.д.

Также может быть реализована функция ручного управления КПП, которая имитирует понижение и повышение передачи самим водителем (аналогично Типтроник на АКПП). Дополнительно может присутствовать спортрежим, экономичный режим и т.д.

При этом важно понимать, что вариатор среди всех видов АКПП хуже всего «переваривает» крутящий момент и наименее подготовлен к высоким нагрузкам. Простыми словами, резко стартовать на вариаторе крайне нежелательно.

На такой КПП разгоняться нужно плавно, постепенно поднимая обороты двигателя. В противном случае поломки не заставят себя долго ждать. На практике не единичны случаи, когда у любителей светофорных гонок на новых авто вариаторы выходили из строя уже к 50-60 тыс. км. пробега.

• Также вариатор нужно в обязательном порядке прогревать в холода. Вариаторы предельно чувствительны к смазке, при этом трансмиссионное масло при понижении температуры хуже распределяется по коробке.

Более того, прогрев вариатора CVT на месте по аналогии с АКПП (включение режимов P-R-N-D с задержкой на несколько секунд) для данного типа трансмиссии не подойдет, так как конструктивно вариатор отличается от гидромеханического автомата.

В случае с CVT нужно прогреть ДВС и включить режим N на несколько сек., что позволит прогреть гидромуфту. Далее нужно начинать движение, сводя нагрузки на коробку к минимуму первые 3-5 км.

Если же температура понизилась до -30 и ниже, от поездок на автомобиле с вариаторной коробкой лучше отказаться. Если ехать нужно, тогда машину потребуется долго греть на холостых, затем допускается езда исключительно в щадящем режиме.

• Также вариатор «боится» пробуксовок и повышенных нагрузок. Это значит, что любой кроссовер с вариаторной коробкой никак нельзя считать внедорожником, специально подготовленным к условиям бездорожья и рассчитанным на эксплуатацию в тяжелых условиях.

Еще нужно помнить, что легковые авто и паркетники с CVT плохо приспособлены к буксировке прицепов, не рассчитаны на перевозку тяжелых грузов и т.п. По этой причине владельцам бесступенчатой коробки передач нужно избегать излишних нагрузок на КПП.

Простыми словами, использовать автомобиль с CVT для буксировки другого авто настоятельно не рекомендуется. Что касается автоприцепа, важно, чтобы вес не превышал допустимых показателей. Также могут быть и ограничения по скорости и расстоянию в случае использования прицепа.

Если же автомобиль с вариатором застрял в грязи или снегу, лучше отказаться от попыток выехать своим ходом. Переключения селектора между режимами при «раскачивании» авто приведет к быстрому износу шлицевых соединений, ресурс деталей КПП заметно сокращается.

• Кстати, если возникает необходимость отбуксировать неисправную машину с вариатором, оптимально воспользоваться услугами эвакуатора. Если же такой возможности нет, тогда нужно придерживаться правил, указанных в мануале касательно буксировки вариатора.

В ряде случаев машину с вариатором, как и с АКПП, буксируют на небольшие расстояния с заведенным двигателем. Если же ДВС не заводится, тогда следует отказаться от попыток отбуксировать машину без вывешивания ведущих колес.

Обслуживание вариатора

Если говорить об обслуживании, в вариаторе следует постоянно проверять масло, его уровень и состояние. При этом для бесступенчатой трансмиссии вопрос масла предельно важен, трансмиссионная жидкость меняется чаще, чем в АКПП, заливать нужно только рекомендуемые по свойствам и допускам продукты.

Масло для CVT особое, так как должно обеспечивать смазку взаимодействующих поверхностей, при этом предотвращать проскальзывание. Менять масло в коробке вариатор по мануалу зачастую нужно один раз в 60 тыс. км., однако на практике желательно проводить данную процедуру каждые 30-35 тыс. км пробега, причем замена каждые 30 тыс. считается оптимальной.

Если же говорить о возможных сбоях и диагностике, нужно следить за поведением коробки. Дело в том, что выход из строя отдельных датчиков ЭСУД может привести к тому, что чувствительный к нагрузкам вариатор выходит из строя, причем достаточно быстро.

Например, выход из строя датчика скорости приводит к тому, что ЭБУ коробкой переводит коробку в аварийный режим. Езда в таком режиме может привести к повреждениям ремня вариатора, проблемам с конусами вариатора и т.д.

Становится понятно, что любые отклонения от нормы и сбои в работе вариатора являются поводом для немедленного прекращения эксплуатации авто и доставки автомобиля на СТО для проведения диагностики CVT.

Подведем итоги

Как видно, коробка вариатор способна обеспечить максимальный комфорт при езде, а также является более экономичной в плане расхода топлива по сравнению с классическими АКПП. Однако следует учитывать, что данный тип трансмиссии не рассчитан на высокие нагрузки и тяжелые условия. Параллельно не допускаются перегревы трансмиссии.

Простыми словами, коробка CVT больше подойдет для эксплуатации в черте города по хорошим дорогам, причем таким водителям, которым ближе спокойный и размеренный стиль езды, без резких стартов, пробуксовок, постоянных обгонов и т.д.

Также коробку вариатор нужно чаще обслуживать, постоянно проверяя уровень и состояние трансмиссионного масла, прогревать КПП в начале движения, избегая повышения нагрузок. При соблюдении указанных условий ресурс вариатора может оказаться аналогичным тому, который определил сам производитель коробки передач, то есть КПП CVT отработает без поломок весь заявленный срок службы.

Источник: http://KrutiMotor.ru/kak-ezdit-na-variatore/

Как ездить на вариаторе

С правилами езды на автомобилях с вариаторными коробками российские водители познакомились относительно недавно. К отсутствию третьей педали в машине привыкнуть успели многие (обычная АКПП). Но заблуждаются те, кто ставит знак равенства между автоматом и бесступенчатой трансмиссией. Нюансы работы вариатора требуют самого внимательного рассмотрения. Как ездить на вариаторе?

Правила вариаторной езды

CVT — латинская аббревиатура, означающая интересующий нас тип коробки. Функционально она не отличается от других типов КПП, но кардинально разнится принципом работы.

Смена передач идёт плавно, без толчков, благодаря коррекции диаметральной плоскости дисков (ведомого/ведущего). Автомобиль разгоняется «не дёргаясь». Сидящий за рулём не отвлекается на переключение скоростей.

Работа автоматики сокращает время разгона, экономит горючее, выбирает оптимальный режим работы двигателя.

Независимо от степени нагрузки мотора уровень шума силовой установки малоразличим. Раскатистый звук спорткара на таких авто не услышать никогда, даже если акселератор «утопить» до отказа. «Умная» электроника компенсирует резкое изменение параметров работающего агрегата, убирая лишнюю нагрузку.

Подробно о плюсах

Транспортное средство, оснащённое CVT, имеет ряд положительных аспектов, выгодно отличающих его от машин с «механикой» и АКПП. К преимуществам однозначно относятся:

• хорошо набирается скорость;
• более экономично расходуется топливо;
• оптимизируются критичные нагрузки на двигатель;
• увеличивается период регламентных сервисных и ремонтных работ;
• повышен класс экологической безопасности.

Дело в масле

Отслеживать уровень и качество масла в КПП — обязанность автовладельца. В случае с бесступенчатой трансмиссией нужно относиться к этому особо тщательно. Абсолютно все вариаторные коробки «болезненно» реагируют на невнимательное отношение к спецификациям и рабочему объёму залитого масла. Менять его придётся часто.

CVT-масло — отдельная категория. Особенность материала — антогоничность функции (обеспечение смазки трущихся поверхностей с одновременным предотвращением их проскальзывания). Экзотичность трансмиссионного масла не отражается на его стоимости, автолюбителей оно не разорит.

Менять жидкость в коробке с неидентичными спецификациям характеристиками — большой риск. Техническая документация автомобиля содержит точную информацию о типе и параметрах масла для КПП.

Игнорирование этого аспекта с высокой степенью вероятности приведёт к незапланированным тратам, их размер может сильно огорчить владельца авто.

Если самостоятельно уточнить сведения о расходном материале не удалось, следует обратиться за разъяснениями к дилеру или в официальный технический центр, где обслуживаются автомобили нужной марки.

Полностью заменить жидкость на вариаторе рекомендовано на отметках кратных 60 тыс. км пробега, в зависимости от производителя эти данные могут отличаться в большую или меньшую сторону. Российские реалии значительно корректируют этот показатель в сторону уменьшения (порядка 30 тыс. км).

Эксплуатация вариатора (краткая инструкция)

Латинские литеры, вместо цифр на рукояти переключения МКПП, означают следующее:

• «P» — парковочный режим. Стоянка на продолжительное время, происходит блокировка системы управления. При зажигании необходимо убедиться, что рычаг установлен на этой же отметке;
• «D» — машина в движении. Автомобиль едет вперед с характерной плавной сменой ступеней;
• «N» — аналог «нейтралки». В бесступенчатом варианте КПП применяется при парковке с наклоном.

Алгоритм действий шофёра такой: выжать педаль тормоза до полной остановки → ручку коробки установить напротив «N» → застопорить машину на ручнике → резко отпустить и снова нажать тормоз → перевести в режим паркинга «P».

Необычный порядок манипуляций обусловлен спецификой взаимодействия механических узлов при остановке: вал в CVT блокируется стержнем малой толщины, который несложно деформировать (окончательно испортить) при небрежном паркинге «на скорости».

• «L» — завышенные обороты и эффект торможения двигателем. Рекомендован при движении по бездорожью, под уклон, буксировке прицепа (подобие 1 ступени на «механике»).

Многие автопроизводители добавляют ещё две позиции:

• «S» — спортивный. Двигатель выводится на полную мощность;
• «E» — экономичный. Расход горючего минимизирован.

Резко нагружать не стоит

Машинам с вариаторами резко возрастающие нагрузки противопоказаны. Они становятся виновниками внеочередных посещений СТО и последующего ремонта. Это недостаток CVT-коробок конструкторы пока не решили.

Прогрев вариатора обязателен при низких температурах. Холодное масло в трансмиссии плохо распределяется внутри системы, часть элементов и деталей остаются без смазки.

Прогревать по типу автоматической коробки передач путём переключения режимов «P-R-N-D» и обратно не рекомендуется, так как это не улучшает прогрев. Помните вариатор устроен абсолютно по-другому, нежели другие КПП.

Как вариант можно на несколько секунд включить нейтраль — «N», это немного прогреет гидромуфту (сцепление).

Трогаться с места нужно убедившись, что автомобиль прогрелся до необходимого предела. После начала движения придерживаться спокойной манеры езды минимум километр, это полностью позволит прогреть все элементы коробки. Расходы на лишнее топливо сэкономят затраты на монтаж новой КПП.

Чем ниже температура окружающей среды, тем дольше необходимо прогревать коробку. При температуре -35 °C лучше не эксплуатировать автомобиль с CVT. Если вы всё-таки решились на поездку в сильный мороз, то прогревать рекомендуется не менее 30 минут и всю дорогу придерживаться очень щадящего режима езды.

В Европе (Финляндии) нашли альтернативу холостым оборотам двигателя для прогрева. Авто снабжаются электросистемой поддержки рабочей температуры. Машина запитывается от электросети через обычную штепсельную вилку. Машины с таким оборудованием легко узнать по характерным вырезам на бампере.

Бездорожье не рулит

Ездить на автомобилях с вариаторной КПП вне дорог не желательно. Пусть не вводят в заблуждение автолюбителей всемирно известные производители кроссоверов. Внедорожники с CVT автоматически зачисляются в «паркетники».

Владельцам бесступенчатой коробки лучше держаться города и шоссе с твёрдым покрытием.

Повредить бесступенчатую коробку можно наехав на выступ, ухаб, при попадании колёс в ямы и выбоины и другие шероховатости дорожного полотна. Подобные приключения небезопасны для МКПП, а в случае с автоматом в вариаторном исполнении последствия могут быть фатальными.

Нет буксировке

Буксовать, равно как и буксировать, на CVT не стоит. Эти действия небезопасны для агрегата. Вариант взятия автомобиля на буксир есть — при включённом моторе (смазка предохранит детали от излишнего трения), стоит ознакомиться с инструкцией по эксплуатации.

И даже не взирая на это бывают случаи поломок, особенно КПП с пробегом, поэтому мы не рекомендуем его буксировать, ведь эвакуатор стоит гораздо дешевле чем ремонт.

Неисправность двигателя приводит к неизбежному общению со службой эвакуации, есть другой но очень трудоемкий вариант, отсоединения полуосей от ведущих колес.

Соответственно использовать машину в качестве тянущего средства другого авто категорически не рекомендуется. Максимально допустимое условие — транспортирование автоприцепа весом не превышающего допустимого. Точная информация о грузоподъёмности и расстоянии, на которое можно буксировать прицеп, конкретной модели указана в техпаспорте.

Пробуксовка — очень вредное действие. Заглохнув на ухабах или в грязи, следует оставить попытки выехать самостоятельно. Передвигая селектор между отметками «D» и «R» можно добиться только скоротечного износа шлицевых соединений. Заметно сократится ресурс шестерней. Чтобы устранить поломку, узел разберут, что существенно ударит по карману автовладельца.

Внимание, датчики!

Без корректной работы контрольных устройств обеспечить безопасность поездок невозможно. Отслеживать их состояние постоянно — насущная необходимость. Прекращение функционирования одного датчика может привести к выходу из строя целого узла.

Если датчик контроля скорости повреждён, то блок управления автоматически переводит ремень трансмиссии в среднее аварийное положение, двигатель экстренно тормозит. Угроза деформирования ремня становится более чем реальной. При движении в высокоскоростном режиме может даже разорвать ременной привод. Снижение оборотов повышает процент «выживания» CVT.

Для желающих приобрести машину с пробегом есть непреложное правило — меняйте датчик скорости. Настоятельно предлагается купить оригинальную версию от производителя и проверенного поставщика. Аналогично следует поступить с датчиками уровня и давления масла. Весь комплект датчиков должен находиться в исправном состоянии.

Заключение

Выводы, не требующие особых обоснований:

1. «Лихачить» с вариатором нельзя. Поломки и сокращение периода эксплуатации неизбежны.
2. Ограничить поездки городской чертой, где преимущества бесступенчатой трансмиссии раскроются полностью.
3. Не начинать движения при «холодном» масле.
4. Отслеживать уровень жидкости и работоспособность контролирующих устройств.

Манера езды водителя и общее состояние дорог региона, где живёт автовладелец — важные факторы, влияющие на окончательное решение при покупке машины с CVT.

Источник: http://autoleek.ru/korobka-peredach/variator/kak-ezdit-na-variatore.html

Как правильно ездить на вариаторе: особенности экслуатации и вождения

Становящиеся все более популярными вариаторные коробки на автомобилях имеют одну из важнейших особенностей – бесступенчатая смена крутящего момента, то есть водителю не требуется переключать самостоятельно передачи, как это делается на авто с МКПП, или ощущать небольшие рывки при смене передачи, которые бывают у авто с АКПП.

Что касается самого управления вариатором, то оно практически не отличается от управления коробкой-автоматом, но особенность бесступенчатой смены момента вносит свои коррективы в управление. Есть определенные нюансы, которые следует учитывать при управлении автомобилем с вариаторной коробкой передач.

Общая инструкция по управлению вариатором достаточно проста: чтобы начать движение нужно всего лишь перевести селектор КПП, который пришел на смену рычагу МКПП, и нажимая на педаль газа, начать движение. Во время движения, если не выбран ручной режим управления, никаких действий с селектором выполнять больше не надо.

Режимы вариатора

Определенные режимы работы вариатора, выбираются путем перевода селектора в положения, каждое из которых обозначено буквами и значками.

Движение вперед

«D» – движение вперед. Перевод селектора в положение с этим обозначением указывает на то, что автомобиль будет двигаться вперед. Именно этот режим и является основным при движении.

При этом вариатор сам будет менять передаточное число, ориентируясь на обороты двигателя, а электронные системы будут следить как за работой вариатора, так и двигателя, чтобы обеспечить максимальную эффективность их работы.

Движение задним ходом

«R» – движение задним ходом. Конструкция вариатора такова, что реверсного движения ведомого вала, передающего вращение на ведущие колеса, у него нет. Поэтому в конструкцию были включены дополнительные механизмы. При переводе селектора в это положение, механизмы заднего хода включаются в работу.

Во избежание поломок, переводить селектор в данное положение можно только после полной остановки авто.

В некоторых моделях для перевода селектора в положение «R» нужно нажать клавишу, установленную на селекторе, при этом нажать на нее возможно будет только после полной остановки.

Этим обеспечивается исключение возможности включения заднего хода без обездвиживания авто, что является дополнительной защитой вариатора.

Нейталь

«N» – нейтраль. При таком положении селектора силовая установка отключена от КПП. Используется это положение при длительной остановке, к примеру, в пробке.

Также этот режим используется для запуска силовой установки. В целом, это обычная нейтральная передача, которая имеется во всех видах КПП.

Парковка

«P» — парковка. Данное положение селектора приводит к тому, что ведомый вал вариатора блокируется штифтом, исключая возможность самопроизвольного движения авто.

Применять этот режим нужно только при постановке авто на стоянку.

Часто, чтобы исключить возможность случайного включения данного положения, помимо нажатия на клавишу на селекторе, нужно еще выжать педаль тормоза, а также затянуть ручник, после чего только селектор станет в данное положение. Снятие селектора с этого положения тоже сопровождается данными действиями, выполненными в обратном порядке.

Ручное управление

«+», «-» – повышение и понижение передачи. Поскольку в вариаторе передач как таковых нет, то для удобства водителей применяется ручной режим переключения.

Но данный режим является лишь эмулятором – вариатор может менять передаточное число на определенные значения, что имитирует ступенчатую коробку.

То есть ступенчатое изменение крутящего момента вроде и есть, и его можно менять, кратковременно переводя селектор в «+» или «-», тем самым создавая иллюзию переключения передач, но оно является лишь условным.

К тому же, полностью добиться соответствия работы вариатора как ступенчатой коробки не получится – электронные системы все равно будут следить за оборотами двигателя и при надобности самостоятельно изменять передаточное число. Делается это для того, чтобы защитить от перегрузок сам вариатор.

Дополнительные режимы

Многие модели, укомплектованные вариатором, имеют дополнительные режимы работы коробки передач, которые подстраивают её под определенные условия движения.

«S» – режим спорт. Он обеспечивает более резвое поведение авто при нажатии на педаль. Этот режим предназначен для вождения в интенсивном режиме. Но все сводится к тому, что вариатор меняет передаточное число более медленно, что обеспечивает большую тягу при увеличении оборотов двигателя.

«Е» – эконом, он же «Эко». Данный режим является полной противоположностью режима «спорт». Вариатор подстраивается так, что обеспечивается максимальное взаимодействие двигателя с коробкой для минимального потребления топлива.

«L» – режим сложных условий эксплуатации. При переводе селектора в данное положение вариатор обеспечивает максимальное передаточное число, то есть тягу на ведущих колесах. Предназначен для движения по бездорожью, буксировке прицепа и т. д.

Нюансы пользования вариатором

Теперь о нюансах вождения авто, оснащенного вариаторной коробкой. Первое и одно из главных условий – не начинать движение на авто сразу после запуска двигателя, особенно это касается зимнего периода.

Начало движения

При длительной стоянке все масло стекает в поддон коробки передач, а поскольку низкие температуры делают масло более вязким, то начало движения сразу после запуска приведет к тому, что элементы вариатора будут работать без смазки. В результате это способствует их интенсивному износу. Поэтому после запуска следует дать время, чтобы масло под давлением попало на все смазывающиеся поверхности.

Примерно то же касается и перевода положения в «N» при краткосрочных остановках.

При переходе на этот режим давление масла в вариаторе снижается, а после быстрого переведения в режим «D» и начала движения, масло не успеет в нужном количестве поступить к трущимся поверхностям.

Поэтому лучше при остановке на светофоре не трогать селектор и оставлять его в положении «D», поскольку вариатор рассчитан на работу в таком режиме и при остановке.

Особенности при маневрировании и прохождении поворотов

Нужно учитывать, что вариатор реагирует на повышение оборотов двигателя. То есть, вначале водитель увеличивает акселератором обороты, на что и реагирует данная КПП. В зависимости от выбранного режима вариатор будет реагировать соответственно, но на эту реакцию ему нужно некоторое время.

При совершении обгона в первую очередь нужно учитывать этот фактор – добавить обороты коленчатого вала, а после уже начинать совершать маневр.

То же касается и при прохождении поворотов, нужно на педаль нажимать в момент начала поворота руля, тогда КПП отреагирует правильно и непредвиденных последствий не будет.

Транспортировка

Транспортировка прицепов или буксировка других авто для вариатора крайне не желательна, поскольку она значительно увеличивает нагрузку на трансмиссию, и как следствие – усиленный ее износ. Допускается только транспортировка прицепов с полным весом до 1 тонны.

Не стоит часто использовать авто с вариатором на пересеченной местности. То есть, многие кроссоверы и внедорожники с вариатором хоть и являются автомобилями с повышенной проходимостью, но особо на проходимость их не стоит особо рассчитывать – они больше являются городскими авто, чем «покорителями бездорожья».

Буксирование

Есть и нюансы, касающиеся буксировки авто с вариаторами. Допускается буксировать такое авто на жесткой или гибкой сцепке только при работающем силовом агрегате и нейтральном положении селектора. Если таковых условий нет, то буксировка производиться только путем частичной погрузки авто (обязательно должны быть вывешены ведущие колеса) или эвакуатором.

Источник: http://okorobke.ru/variator/kak-ezdit-na-variatore.html

Как правильно эксплуатировать авто с коробкой вариатор?

Еще пять лет назад мало кто из отечественных автомобилистов знал о том, что такое вариаторная коробка передач и чем она отличается от традиционных «механик» и «автоматов».

Но уже сегодня практически каждый автомобильный производитель добавил в свою линейку авто транспортные средства с этой КПП.

Но далеко не каждый автомобилист знает, как ездить на вариаторе, тонкости его эксплуатации и какими преимуществами и недостатками он обладает.

Вариаторная коробка передач (CVT) представляет собой агрегат, предназначенный для передачи сигнала от двигателя к ведущим колесам.

Данный тип КПП позволяет более плавно переходить от одной передачи к другой, меняя скорости вращения ведомого и ведущего валов.

И хотя конструкция этого устройства была разработана более шестидесяти лет назад, только в последнее время он активно внедряется в производство машин.

Бесступенчатая коробка переключения скоростей в разрезе

Те, кто уже успел попользоваться автомобилем с такой КПП, замечают сразу — разгон машины происходит очень ровно и без провалов, поскольку водителю нет нужды переключать скорости. Уже давно известно и доказано многими испытаниями: если соревнуются два автомобиля с одинаковыми двигателями, но разными КПП, впереди окажется тот, который оснащен вариатором.

Некоторых водителей может смутить шум работы мотора во всех режимах функционирования. На транспортах, оснащенных вариатором, не получится добиться звука спортивного авто при разгоне. Потому что электроника машины оптимизирует работу мотора, тем самым позволяя ему функционировать в оптимальном режиме.

Все эти факторы позволяют подчеркнуть преимущества, которыми обладает авто с вариаторной КПП, по сравнению с обычным «автоматом» или «механикой». В частности, это:

• оперативный набор скорости;
• экономия бензина по сравнению с другими передаточными агрегатами;
• оптимизация нагрузки на мотор;
• сниженный интервал необходимости технического обслуживания и ремонта;
• вариаторная КПП является более чистым агрегатом с экологической точки зрения.

Так выглядит резиновый ремень на вариаторной коробке передач старого образца: сегодня разработчики устанавливают металлические ремни

«Подскажите, пожалуйста! Купил себе Хонду с вариаторной коробкой передач.

Решил посмотреть в Интернете и почитать об этом типе КПП и оказалось, что все не так гладко, как могло бы быть! Из отзывов других автомобилистов я понял, что этот агрегат очень сложный по своей конструкции и далеко не каждый автосервис возьмется за ремонт коробки передач. Как правильно эксплуатировать Хонду с вариатором? На что нужно обратить внимание?», — пишет интернет-пользователей Николай.

И подобных вопросов в Сети очень много. Итак, как правильно пользоваться автомобилем, оборудованным вариатором? Какой оптимальный стиль вождения для этого агрегата, каковы особенности его эксплуатации? Ответы на эти вопросы вы найдете ниже. Используя автомобиль, оснащенный CVT, нужно соблюдать несколько правил и нюансов.

Трансмиссионное масло

Всегда нужно четко следить за уровнем и состоянием расходного материала, залитого в агрегат. Вариаторы, в отличие от автоматических КПП и уж тем более от механических, более чувствительны к качеству расходного материала. Здесь лучше не заливать жидкость от непроверенного производителя и, тем более, купленную где-нибудь на обочине дороги.

Трансмиссионное масло должно полностью соответствовать спецификациям, которые требует коробка передач определенного авто.

Чтобы определиться с тем, какой именно расходный материал нужен вашему автомобилю, следует ознакомиться с мануалом по эксплуатации. Как правило, такие важные моменты описываются в инструкции.

В мануале должна быть указана спецификация и основные требования, предъявляемые для трансмиссионного расходного материала. В случае нарушения эти требований будьте готовы выложить сумму за ремонт агрегата.

Если вы не нашли ответ на ваш вопрос в инструкции к авто, то, возможно, есть смысл связаться с дилером. Он поможет вам определиться с тем, какое масло лучше приобрести и где его заправить.

Учтите — залив жидкости также следует осуществлять у мастеров, которые уже сталкивались с этим. Поэтому также уточните у дилера, где в вашем городе есть соответствующие станции техобслуживания.

Возможно, представители компании посоветуют вам обратиться в свой сервисный центр.

Не забывайте также проверять уровень расходного материала в коробке передач: он всегда должен соответствовать норме. При недостаточном количестве жидкости в CVT детали и компоненты агрегата не смогут смазываться должным образом. Это, в свою очередь, может послужить причиной выхода из строя некоторых компонентов коробки передач, что также может ударить по карману автомобилиста.

Резкие нагрузки

В автомобилях, оборудованных вариаторной КПП, резкие нагрузки зачастую становятся причиной последующих поломок и неисправностей. В силу своей конструкции эту проблему можно считать «болезнью». По неизвестным нам причинам разработчики CVT не спешат решить эту проблему, поэтому она остается насущной для владельцев машин с вариатором.

Особенно водителю такого автомобиля стоит воздержаться от резкого старта в зимний период, пока машина не прогрелась до нормальной рабочей температуры.

Из-за того, что трансмиссионное масло в агрегате холодное, оно не может сразу же поступить во все каналы системы, то есть некоторые компоненты какое-то время работают без смазки.

Поэтому резкий старт может стать причиной летального исхода CVT.

Так выглядит ремень CVT в увеличенном виде

Разумеется, все зависит от стиля вождения, но в случае с CVT следует отказаться от резких стартов и пробуксовки.

Езда по бездорожью

CVT не предназначены для частой эксплуатации по сельской местности или бездорожью. Несмотря на то что этим агрегатом оснащаются кроссоверы Mitsubishi, к примеру, модель Outlander, данные авто сложно назвать внедорожниками. Поэтому водителю рекомендуется ограничить частые поездки по сельской местности.

То же самое касается и буксировки. Транспорт с оборудованными CVT категорически не стоит буксовать. Это губительно действует на агрегат. Если вы заглохли где-то в грязи и попытаетесь выехать на авто, переключая селектор КПП из положения «D» в «R», это спровоцирует повышенный износ шлицевых соединений.

В свою очередь, ресурс эксплуатации шестеренок значительно сокращается. Разумеется, при их поломке придется разбирать агрегат и ремонтировать его, а это удовольствие не из дешевых.

То есть, если в вашем авто произошла поломка и вы не можете завестись, чтобы доехать до СТО, единственным выходом для вас будет вызов эвакуатора.

Кроме того, губительным для машины с CVT может оказаться и буксировка другого транспорта. Максимум, что допускается для буксировки — это малогабаритный нагруженный прицеп, грузоподъемность которого не должна превышать 700-1000 кг. Поскольку транспорт имеет гораздо больший вес, то от их буксировки следует воздержаться.

Бесступенчатая коробка-вариатор в разрезе

Функционирование датчиков

Датчики — это отдельная тема для разговора. Для обеспечения нормальной езды за их работой следить нужно так же, как за уровнем бензина в бензобаке. От работоспособности устройств контроля зависит функционирование агрегата в целом. Стать причиной поломки CVT может датчик контроля скорости.

Если этот компонент выходит из строя, то блок управления ()транспорта сразу же скидывает ремень коробки передач в среднее аварийное положение, в результате чего происходит экстренное торможение мотором.

Тогда может произойти деформация ремня, но в некоторых случаях он может и вовсе разорваться, но только если машина едет на высокой скорости.

Если же скорость езды не настолько высокая, то сам агрегат может и не пострадать.

Поэтому, если вы приобретаете подержанный автомобиль, то в первую очередь замените датчик скорости, желательно приобретя оригинальный компонент от производителя. То же самое касается и датчиков контроля уровня трансмиссионной жидкости, датчика давления масла и т.д. Все датчики должны быть исправны.

Вариаторная коробка передач в разрезе — на фото показан работающий ремень агрегата

Ремонт

Приобретая машину с CVT позаботьтесь о том, чтобы у вас всегда был телефонный номер грамотного специалиста. На сегодняшний день далеко не все станции техобслуживания берутся за ремонт этих агрегатов, поскольку они достаточно сложны по своей конструкции и требуют грамотного подхода.

Кроме того, стоимость услуг таких специалистов гораздо выше, а от ремонта зависит многое. Лишь один недочет, допущенный мастером, может стать причиной более серьезной поломки. Поэтому к вопросу о ремонте также стоит подойти ответственно.

Что касается официальных дилеров, то, как показывает практика, они занимаются ремонтом CVT только тогда, когда машина на гарантии. Если же срок гарантии закончился, то представители компании, скорей всего, предложат вам полностью заменить агрегат, а это, как вы понимаете, совсем не дешево.

Причины поломок

Вариаторная КПП в разобранном виде

Признаки	Поломки
Езда на машине на нейтральной скорости: невозможность включить какую-либо передачу.	вышел из строя рычаг переключения скоростей; в электропроводке могут быть механические повреждения, то же самое касается разъемов; вышел из строя блок управления.
Во время переключения селектора коробки из положения «N» в «D» водитель может слышать удары. Также во время движения авто может идти рывками.	вышел из строя электромагнитный клапан давления в основной магистрали трансмиссионной системы; вышел из строя блок управления авто.
Во время езды водитель чувствует, что значительно снизилась динамика авто. Также транспорт может просто не двигаться при нажатии на педаль газа.	произошла поломка муфты переднего хода;вышел из строя гидротрансформатор;зафиксированы неисправности в работе вариаторной передачи;вышел из строя электрогидравлический модуль;произошла поломка в работу блока управления.
Не получается переключить скорости во время движения в ручном режиме.	В этом случае может произойти: поломка электроразъемов системы трансмиссии либо обрыв проводов цепи; выход из строя блока управления; поломка рычага переключения скоростей.

Вариаторная КПП в демонтированном виде

Как вы поняли, вариаторная коробка переключения скоростей представляет собой достаточной сложный по своей конструкции агрегат, имеющий свои недостатки и преимущества.

От правильной эксплуатации машины, езды на ней и стиля вождения зависит многое. В силу своих особенностей ездить на авто с таким агрегатом понравится любому водителю, но далеко не каждый сможет сразу же разобраться во всех нюансах, от которых напрямую зависит работоспособность КПП.

Приобретая машину с таким агрегатом, задумайтесь — а сможете ли вы правильно на ней ездить и учитывать все особенности агрегата? Если нет, то лучше не связывайтесь с CVT, поскольку даже неправильный способ езды может стать причиной выхода из строя агрегата.

от AlexKolmak «Бесступенчатая трансмиссия»

С наступлением холодного времени года и приближением морозов владельцы автомобилей с вариаторной коробкой передач или те, кто только задумывается о покупке такого авто, начинают задумываться об эксплуатации вариатора зимой.

Минусовая температура предъявляет всем агрегатам автомобиля повышенные требования, не исключением является и вариатор.

Что происходит с вариатором на морозе?

Вариатор — это достаточно сложный механизм. В его составе присутствуют несколько десятков металлических, пластиковых и резиновых компонентов. Внутрь вариатора заливается примерно 5-7 литров специальной жидкости. Всем этим механизмом управляет микрокомпьютер.

Подробнее о том, что такое вариатор, читайте в нашей .

Так что же происходит с вариаторной КПП при опускании стобика термометра ниже нуля?

Густеет жидкость залитая в вариатор. Правда, это наблюдается только при достаточно низких температурах. Это ухудшает смазывающие свойства и повышает нагрузку на все узля вариатора.

• «Дубеют» все резиновые компоненты, а это приводит к их меньшей эластичности. Прокладки и сальники хуже выполняют роль герметизации. На экстремальных морозах это приводит вплоть до выдавливания сальников.
• Металл на морозе сжимается, что в некоторых случаях может изменять регулировочные зазоры и другие точно заданные параметры.

Все вышеописанное проявляет себя тем сильнее, чем ниже температура на улице. Уже при минус 15 градусах владелец авто с вариатором может заметить появление толчков при переключении КПП в режим «Drive » до тех пор, пока коробка не прогрелась.

При температуре минус 35 и ниже вообще крайне нежелательно эксплуатировать вариатор. Исключение составляют те автомобили, которые хранятся в гараже (там температура обычно выше, чем уличная), и те, которые оборудованы предпусковым обогревателем.

Мы рекомендуем прогревать вариатор. Как это правильно делать?

Итак эксплуатация холодного вариатора, особенно при очень низких температурах, вредна. Прогревать его желательно. Но среди владельцев автомобилей с вариатором нет единого мнения о том, как правильно прогревать авто с такой коробкой. На специализированных форумах постоянно идут споры о способах прогрева. При этом многие автовладельцы пытаются применять правила прогрева классической АКПП к вариаторам, а это в корне не правильно.

Прогрев в движении

Один из вариантов прогрева — это прогрев в движении. Смысл в том, что вы сразу начинаете движение без прогрева, но определенное время не «насилуете» авто. То есть передвигаетесь аккуратно, без резких разгонов и торможений, педаль газа нажимаете плавно, до высоких оборотов двигатель не разгоняете, на большой скорости не передвигаетесь. Кто-то ездит так всегда. 🙂

В этом случае и двигатель и вариатор прогреваются постепенно по мере движения, а щадящий режим «на холодную» не позволяет сильно изнашивать механизмы.

Прогрев на стоянке

Этот способ требует от вас дополнительных 5-20 минут до момента выезда. Выходим пораньше, заводим авто и сидим ждем, пока все прогреется.

Классический прогрев и начало движения только после того, как двигатель автомобиля нагрелся. А вместе с двигателем греется и вариатор, так как они собраны вместе.

Этот способ фактически используется всеми, у кого установлен автозапуск двигателя с пульта сигнализации. Правда вариатор прогревается хуже, потому что он только принимает тепло от двигателя. Сам вариатор тепло не выделяет при отсутствии движения. Фактически вариатор до конца прогреется только после начала движения.

Неправильный прогрев по аналогии с автоматической КПП

Многие привыкли прогревать АКПП на стоянке переключая его в режим «Drive », либо поочередно переключая режимы «P-R-N-D» и обратно. И по аналогии, а иногда и по чьему-то совету, начинают также прогревать вариатор. Да, для классической АКПП это правильный способ, так как он позволяет при переключении режимов «разогнать» масло по всем каналам «автомата». Но устройство вариатора кардинально отличается от классического автомата, поэтому переключение режимов практически ничего не меняет и не улучшает прогрев. Разве что, перед началом движения в мороз можно на несколько секунд воткнуть режим « N » (нейтраль), чтобы немного расшевелить стартовую гидромуфту (сцепление вариатора). Таким образом, дергать туда-сюда режимы коробки смысла нету, лучше просто подождать прогрева.

Правильный прогрев — это комплексный прогрев на стоянке и затем в движении.

Такой прогрев в холодный период будет залогом долгой и надежной службы вашего вариатора.

Время прогрева должно зависеть от внешней температуры. Приводим сводную таблицу правильного прогрева вариаторной коробки передач:

В таблице указаны примерное время, так как длительность прогрева очень сильно зависит от мощности и конструкции двигателя. Но ориентируясь на эти цифры можно составить свой план прогрева руководствуясь текущей температурой двигателя вашего автомобиля и своими ощущениями.

В любом случае, какой бы вы способ прогрева не выбрали, в сильные морозы ниже -28 градусов мы рекомендуем по возможности избегать поездок, либо, как минимум, эксплуатировать вариатор в щадящем режиме. А жителям регионов, где такие морозы не редкость, рекомендуем обзавестись теплыми гаражами и предпусковыми обогревателями.

Тогда ваш вариатор будет вас только радовать своими достоинствами.

Напишите о своем опыте эксплуатации вариатора в морозы.

как выглядит, устройство и принцип работы, плюсы и минусы, как ездить на машине с вариатором

Автомобили, в которых установлена коробка-вариатор, в продаже встречаются все чаще. Этот тип трансмиссии еще называют клиноременным, т.к. классические ступени в нем отсутствуют. Система плавно и непрерывно изменяет придаточное число при замедлении и разгоне. При этом отсутствуют рывки при старте движения и переключении режимов, характерные для других видов коробок.

Содержание

Коробка передач вариатор – что это такое

CVT – подвид автоматической коробки. Ее особенностью считается возможность передачи крутящего момента на постоянных оборотах с двигателя на колеса. Переключение осуществляется вручную, автоматически или по заранее заданной программе.

Устройство и разновидности

Вариатор – это относительно простой прибор.

Его схема включает следующие компоненты:

• редуктор или другой элемент, обеспечивающий реверс;
• электронный блок управления;
• гибкое передающее звено;
• гидротрансформатор;
• электрогидравлический модуль;
• подвижный и неподвижный конические диски;
• масляный насос;
• устройства для синхронизации.

Существует 3 вида вариаторных коробок передач, в т.ч. клиноременный, тороидный и цепной.

Принцип работы вариатора

Чаще на автомобилях монтируют клиноременные устройства. Принцип их работы достаточно простой. Агрегат состоит из ведомого и ведущего шкивов, сообщающихся гибким передающим звеном.

Простыми словами, соединение происходит за счет клиновидного ремня, выполненного из металла. Шкивы являются 2 конусовидными дисками.

При движении конусов происходит плавное изменение диаметра шкива, что становится причиной уменьшения или увеличения силы трения, а также изменения радиуса огибания передающим звеном шкивов.

Передаточное число изменяется плавно. Синхронная регуляция диаметра шкивов обеспечивается электронным модулем. Редукторное устройство обеспечивает задний ход автомобиля.

Достоинства и недостатки

Вариаторы крайне редко устанавливают на грузовики, из-за того что при перевозке тяжестей создается повышенная нагрузка на мотор. Этот тип коробки передач имеет свои явные достоинства и недостатки.

К преимуществам относятся:

• плавные езда, разгон и торможение;
• более экономный расход бензина, чем при КПП и АКПП;
• низкий риск критической перегрузки мотора;
• низкий уровень вибрации и шума;
• отсутствие пробуксовки ведущих колес;
• простая конструкция.

У данной системы имеются и явные недостатки: водить следует аккуратно, не перегревая вариатор, избегая длительной буксовки и езды на предельной скорости. Это чревато быстрым износом ремня и дисков.

Работа коробки передач регулируется датчиками. Выход любого из них из строя требует дорогого ремонта. Для поддержания нормального функционирования этой трансмиссии требуется периодически менять масло, а вариатор – через каждые 100–120 тыс. км пробега. Ремонт коробки обходится часто дороже, чем ее замена.

Отличия от автомата

Внешне классический автомат и вариатор могут выглядеть одинаково. Различия ощущаются уже во время езды. При ускорении не возникает характерного звука.

Подобное непривычно для водителей, ранее управлявших ТС на механике или автоматике. Шум двигателя почти не меняется на протяжении всей езды. Вариатор неэффективен при торможении.

Рабочая жидкость для CVT

Для смазки ремня применяется специальный состав. При повышающемся давлении он способен сменить фазовое состояние. Это способствует лучшему сцеплению и отсутствию проскальзывания. Масло нужно менять каждые 30 тыс. км. Заливать можно только оригинальные рабочие жидкости.

Современные вариаторы и их особенности

Многие ведущие производители автомобилей все чаще монтируют вариаторы в свои модели. Наибольшее распространение получили 3 разновидности таких коробок.

X-Tronic Nissan

Его устанавливают в автомобили Nissan-Renault, X-Trail, Janco и т.д. Эта коробка является усовершенствованной версией классических клиноременных вариаторов.

Передача происходит за счет доработанного ремня, который характеризуется высокой гибкостью. В этом типе вариатора снижено давление между шкивами и передающим звеном.

Такую коробку можно ставить на ТС, оснащенные мощными моторам. В отличие от других CVT, в X-Tronic Nissan реализована планетарная передача.

Адаптивная электроника способна подстраиваться к неблагоприятным дорожным условиям. К недостаткам X-Tronic Nissan относят частые случаи пробуксовки на грязи и снегу. При поломке требуется замена трансмиссии.

Lineartronic Subaru

Вариатор относится к клиноцепным и считается самым надежным. Прибор имеет датчик, электронную систему и гидротрансформатор. Ремень выполнен из соединенных особым образом металлических звеньев.

При работе изменяется диаметр только 1 шкива. Благодаря такому строению он не изнашивается длительное время.

Электронный блок вынесен за пределы блока вариатора, поэтому не подвержен перепадам температур и вибрации. Lineartronic Subaru устанавливают только на легковые автомобили. Сейчас ведется работа по улучшению этой системы.

Multitronic Audi

Это вариатор с виртуальной передачей. Автоматика доступна только при активации спортивного режима. При нормальной езде режим выбирает водитель.

Цепь состоит из 1 025 звеньев разного размера. Это снижает уровень шума. В устройстве отсутствует гидросистема, но реализовано многодисковое сцепление.

Multitronic Audi обеспечивает быстрый старт, плавность движения и набора скорости. Чаще встречается на моделях премиального качества. Из-за частых поломок цепи и сбоев в системе управления используется все реже.

Стоит ли покупать авто с коробкой-вариатором

Перед покупкой обязательно нужно проехаться на автомобиле, в котором установлен вариатор. Такой хорошо подойдет людям, которые предпочитают размеренную езду. Не стоит приобретать авто с этим типом трансмиссии, если дороги не слишком хорошие.

Как правильно эксплуатировать вариатор

CVT имеет простое строение, поэтому при правильной эксплуатации ломается редко.

Для поддержания нормального состояния системы нужно своевременно выполнять техобслуживание:

1. Заменять масло каждые 30 тыс. км. В нем могут скапливаться стружка и другие загрязнения. Кроме того, несвоевременная замена грозит быстрым износом шкивов.
2. Регулярно обновлять фильтры, а также прокладки. Это поможет избежать утечки масла.
3. Регулярно проверять систему охлаждения, чтобы избежать перегрева.
4. Каждые 100 тыс. км менять ремень.

Особенности езды на ТС с вариатором

Для автомобилей, в которых установлен CVT, больше подходит спокойный и плавный стиль вождения.

Можно выделить следующие правила управления машин с вариатором:

1. Трогаться с места плавно, чтобы избежать пробуксовки ремня.
2. При старте не нажимать одновременно тормоз и газ.
3. На старте не допускать пробуксовки колес.
4. Избегать поездок по плохим и грунтовым дорогам.
5. Не использовать устройство для буксировки.

При кратковременных остановках следует включать нейтралку, чтобы избежать отключения механического напряжения от вариатора к двигателю. В то же время при езде этот режим включать нельзя. Это не приведет к сокращению расхода топлива, но станет причиной перегрузки коробки.

Как узнать какая коробка передач стоит на машине

Содержание

1. Определение типа АКПП: как отличить вариатор от автомата по рычагу и другим признакам
2. Как отличить АКПП от вариатора
3. Что лучше: вариатор или автомат
4. Подведем итоги
5. Как узнать какая коробка стоит на машине: основные методы определения типа автомобильной коробки передач
6. Понятие и предназначение автомобильной коробки передач
7. Основные виды
8. Механические
9. Автоматические
10. Способы определения типа коробки передач
11. По марке автомобиля
12. Проверка по номеру
13. Как определить тип АКПП автомобилей: масло, vin и марка
14. Гидравлическая АКПП
15. Роботизированная МКПП
16. Вариаторная КПП (CVT)
17. Как узнать какая коробка стоит на машине
18. Коробка передач – первое, что надо проверить
19. Виды АКПП
20. Гидpoмеханический «автoмат»
21. Робoтизиpoванная КПП
22. CVT или ваpиатopные «автoматы»
23. Как определить надежность АКПП
24. Как проверить АКПП при покупке подержанного авто? (пошаговая инструкция с видео)
25. Первая проверка АКПП — Stall speed Test (стоп тест).
26. Вторая проверка — начало движения.
27. Третья проверка — разгон и торможение.
28. Четвертая проверка — кикдаун.
29. Пятая проверка — проверка масла.
30. Шестая проверка — проверка утечек масла.
31. Поделись
32. Пробег – не показатель
33. Как определить тип АКПП по марке авто?
34. КПП с «роботами»
35. Что выбрать?
36. Проверка автоматической коробки при покупке машины б/у
37. Видео

Определение типа АКПП: как отличить вариатор от автомата по рычагу и другим признакам

Как известно, сегодня автоматическая трансмиссия пользуется большой популярностью. На фоне активного спроса современный автопром предлагает широкий выбор коробок автомат. Другими словами, машина с АКПП может оснащаться «классическим» автоматом, вариатором или роботизированной коробкой передач.

При этом сами автопроизводители делают разные коробки похожими друг на друга, причем как в плане функциональности, так и в плане исполнения. С одной стороны, такое решение упрощает задачу и повышает эффективность взаимодействия водителя с агрегатом. Однако часто бывает сложно определить, какая именно коробка автомат стоит на том или ином автомобиле.

С учетом того, что каждый из указанных выше типов АКПП имеет как плюсы, так и минусы, многие потенциальные владельцы по понятным причинам стремятся точно определить тип трансмиссии. В этой статье мы поговорим о том, как визуально отличить вариатор от автомата, а также на что следует обратить внимание.

Как отличить АКПП от вариатора

Как правило, перед приобретением машины с АКПП потенциальный владелец сразу решает для себя, что лучше, обычный автомат, вариатор или робот. Если принять во внимание тот факт, что традиционная гидромеханическая АКПП хоть и не лишена недостатков, однако остается самой надежной и проверенной временем трансмиссией среди других автоматов, не удивительно, что на вторичном рынке такая коробка пользуется самым большим спросом.

Обратите внимание, зачастую начальных знаний касательно того, как отличить вариатор от автомата по рычагу, оказывается попросту недостаточно. Основная причина — сознательная замена рычага (селектора) самим недобросовестным владельцем, тюнинг рычага при помощи чехлов на ручку КПП, перетяжка селектора кожей и т.п.

Так вот, чтобы правильно определить тип коробки передач визуально, нужно придерживаться определенного порядка действий и учитывать целый ряд рекомендаций. Прежде всего, начать следует со следующего:

Для этого после запуска двигателя необходимо динамично разогнать автомобиль с места в стандартном режиме D. Если при разгоне нет явно ощутимого момента переключения передач, а двигатель монотонно работает на одних и тех же оборотах (по тахометру не видно сначала набора оборотов, а потом их понижения при переходе на ступень выше), тогда это говорит о том, что на авто стоит вариатор.

В случае с АКПП разгон будет похож на то, как разгоняется машина с МКПП, то есть сначала двигатель раскручивается (слышно по звуку ДВС и видно по тахометру), после чего осуществляется переход на повышенную передачу, после чего обороты падают. При этом важно активно разгонять машину, так как при спокойном старте и неспешном наборе скорости автомат и вариатор могут работать практически одинаково.

Напоследок отметим, что если самостоятельно определить тип АКПП все же не удается, тогда оптимально посетить СТО, где квалифицированные специалисты сразу дадут ответ на интересующий вопрос, а также при необходимости проведут комплексную диагностику автомобиля.

Что лучше: вариатор или автомат

С учетом того, что сегодня коробку автомат можно выбрать по типу, многие автолюбители интересуются, какой тип АКПП лучше и почему.

При этом дать определенный ответ в этом случае достаточно сложно. Если рассматривать основные плюсы и минусы, классический автомат самый надежный и наименее экономичный, тогда как вариатор CVT обеспечивает наилучший комфорт, однако ресурс CVT меньше, чем у гидромеханических АКПП.

Что касается вариатора, с учетом особенностей конструкции, эта коробка нуждается в более частой замене масла и фильтров (каждые 30 или максимум 40 тыс. км.). Также каждые 100 тыс. км. нужно менять ремень вариатора (цепь). В случае поломки CVT ремонт будет достаточно дорогим, а также с учетом определенных сложностей, могут возникнуть трудности во время поиска специалистов по ремонту вариаторов с гарантией.

Однако, при всем кажущемся потенциале, резко изменяющиеся нагрузки, активный разгон, езда с высокой скоростью, пробуксовки и т.п. данному типу КПП противопоказаны. Если перегружать простой автомат АКПП крайне нежелательно, то на вариаторе CVT делать это категорически запрещено. В противном случае коробка может выйти из строя очень быстро, а ремонт вариатора является сложным и очень дорогим.

Подведем итоги

Как видно, существует несколько способов, как отличить вариатор от автомата визуально и в движении. В совокупности, если применить их в комплексе, тогда в подавляющем большинстве случаев удается точно и быстро определить, какая именно коробка стоит на машине, вариатор CVT или автомат AT.

Источник

Как узнать какая коробка стоит на машине: основные методы определения типа автомобильной коробки передач

Покупать подержанный автомобиль рекомендуется после того, как узнаете, какая коробка стоит на машине. Информация указывается на заводской табличке или публикуется в каталогах. Агрегаты имеют отличительные признаки, автоматические трансмиссии определяются в ходе диагностики.

Понятие и предназначение автомобильной коробки передач

Коробка скоростей предназначена для изменения крутящего момента и передачи потока мощности на ведущие колеса. Устройство имеет картер из легкого сплава или чугуна, внутри расположены первичный и ведомый валы с шестернями. Переключение ступеней осуществляется вручную или автоматически, число скоростей варьируется от 3 (на машинах образца 50-х гг. прошлого века) до 10, на грузовиках количество возрастает за счет делителя.

Существуют трансмиссии с двойным сцеплением, обеспечивающие быстрое переключение, но отличающиеся сложной конструкцией.

От количества ступеней и передаточных соотношений зависит силовой диапазон. Расширение интервала позволяет подбирать оптимальный режим работы двигателя и снизить расход топлива. Низшие передачи предназначены для начала движения и перемещения в пробках, обеспечивая быстрый разгон. Передаточные числа подбираются при разработке с учетом характеристик двигателя и шин, снижая риск пробуксовки покрышек при аккуратном обращении с муфтой сцепления и педалью акселератора.

Основные виды

Автомобильные трансмиссии можно разделить на разновидности по способу выбора передач:

Механические

Стандартная механическая коробка с синхронизаторами может иметь от 3 до 7 скоростей. Внутри установлены 2 вала, изредка в конструкцию вводится дополнительная ось. Переключение осуществляется рычагом, установленным на крышке или соединенным с приводами тросовым механизмом. До начала 70-х гг. прошлого века была распространена схема управления кулисой на рулевой колонке (например, встречается на части машин ГАЗ-21 «Волга»).

На автомобилях с системой полного привода установлены раздаточные редукторы, производители предусматривают пониженный ряд, который управляется отдельным рычагом.

Схема встречается на Lada 4×4, Patriot и ряде внедорожных машин японского и южнокорейского производства, выпущенных вплоть до начала 2000-х гг.

Механические коробки без синхронизаторов не используются на гражданской технике.

Автоматические

Основные типы автоматических трансмиссий для легковых автомобилей:

Преимущества и недостатки автоматических КПП представлены в таблице.

Способы определения типа коробки передач

Первичная идентификация осуществляется по количеству педалей в салоне, при использовании автоматической трансмиссии водителю не требуется управлять муфтой сцепления. Селектор позволяет определить тип коробки, но ряд производителей устанавливает унифицированные рукоятки для разных коробок. Например, концерн Skoda использует идентичные переключатели на гидромеханических трансмиссиях и агрегатах DSG. Кроме того, владельцы могут самостоятельно менять наконечники рукояток, в этом случае определить разновидность поможет диагностика автомобиля компьютером.

На машинах выпуска после 2000 г. используются информационные дисплеи, смонтированные в комбинации приборов. После начала движения на табло отображается режим работы и номер включенной передачи.

При использовании вариатора на экране будет выводиться литера D без цифры, разгон машины плавный без толчков и провалов.

Автоматическая коробка может переключаться с вибрацией при выборе ступеней, на дисплее будут отображаться цифры, указывающие на порядковый номер включенной передачи. Аналогичная картина будет и на DSG, но агрегат работает плавно.

По марке автомобиля

Производители указывают информацию о типе трансмиссии на табличках, установленных в моторном отсеке либо на кожухе коробки. Перед приобретением нового автомобиля необходимо уточнить информацию на сайте изготовителя или путем подачи запроса в головное представительство по продажам. Если вопрос возникает при осмотре подержанной машины, то разновидность трансмиссии можно выяснить путем расшифровки идентификационного номера VIN или через службу поддержки, имеющуюся у каждого производителя автомобилей.

Для определения разновидности КПП при помощи сайта transkit.ru необходимо:

Если требуется быстрое определение типа коробки при осмотре машины, то рекомендуется пригласить эксперта или предварительно изучить отличия агрегатов. Например, у покупателей возникают проблемы с идентификацией типа КПП на Skoda Octavia A5 выпуска 2011 г. с двигателем объемом 1,8 л, который оснащался как DSG, так и классическим гидромеханическим устройством. На DSG на фронтальной части имеется съемная крышка из стального листа, на автоматической коробке кожух отсутствует. Кроме того, агрегаты отличаются числом ступеней (6 на АКПП и 7 на DSG).

Проверка по номеру

Каждый автомобиль при изготовлении получает 17-значный код, который наносится методом набивки на кузов и печатается на этикетках, клеящихся под лобовым стеклом, и монтируется в дверном проеме. Расшифровка идентификатора позволяет уточнить дату сборки, уровень комплектации и ряд особенностей машины. Для расшифровки используют официальные программы или универсальный сервис. На продукции Volkswagen в багажном отсеке и сервисной книжке имеется заводская наклейка, в которой указан 3-значный буквенный код КПП.

Существуют специальные утилиты для смартфонов на базе платформ iOS или Android, позволяющие сканировать VIN автомобиля и расшифровывать информацию. Данные о модели коробки машины указываются в закодированном виде. Например, концерн Volkswagen использует для механической 5-ступенчатой КПП идентификатор G0C, а для 6-скоростного агрегата с ручным переключением указывается код G0K.

Определение модели КПП затрудняется большим количеством модификаций машин, выпускаемых автомобильными концернами.

Как еще можно уточнить тип коробки при быстром осмотре транспортного средства?

Источник

Как определить тип АКПП автомобилей: масло, vin и марка

Большая часть производителей автомобилей указывает информацию о модели коробки передач на специальных табличках, которые можно найти на самой коробке или на кузове. Обычно запись представляет из себя бессмысленный, на первый взгляд, набор цифр и букв, но этой информации будет достаточно для заказа запчастей, если обратиться к продавцу-консультанту.

Если такой таблички нет (она может быть утеряна или надписи стерлись), то стоит попытаться найти АКПП по номеру кузова, двигателя и году выпуска либо по vin-номеру, если он имеется.

Vin – это идентификационный номер транспортного средства, его можно найти в ПТС или СТС. Это уникальное число из семнадцати цифр, которое присваивается каждому автомобилю от производителей, поддерживающих данный стандарт. По vin-номеру можно узнать самую подробную информацию об автомобиле, когда он был выпущен и чем укомплектован на заводе. В основном vin-номера используют производители автомобилей Европы и Северной Америки.

АКПП А140L для автомобиля Тойота Камри

Если разбираться в номенклатуре и обозначениях, можно точно определить модель коробки и что она из себя представляет.

Рассмотрим, к примеру, АКПП А140L производство Тойота, разработанную для автомобиля Тойота Камри.

A140L A — АКПП 1 — серия 4 — число передач 0 — передаточное отношение или емкость D — с режимом overdrive L — с муфтой блокировки E — ECT с муфтой блокировки H,F — 4WD с муфтой блокировки

Современные АКПП сильно отличаются по конструкции и принципам работы, от типа коробки сильно зависят особенности эксплуатации КПП и поведение автомобиля. Рассмотрим основные из них.

Гидравлическая АКПП

Классическая схема реализации коробки-автомат. Крутящий момент передается на колеса посредством давления рабочей жидкости (трансмиссионного масла), то есть механически они никак не связаны.

На сегодняшний день такая схема до сих пор используется весьма активно, однако и она, разумеется, подверглась усовершенствованиям. Электронные блоки управления позволяют таким коробкам реализовывать спортивный, зимний, экономичный режим и даже режим ручного переключения передач. Более того, они способны адаптироваться под характер вождения водителя.

Селектор переключения передач на гидравлических коробках привычен и понятен.

Селектор переключения передач на гидравлических коробках

P – режим парковки, коробка блокируется;

N – нейтральная передача, на ней можно транспортировать автомобиль;

R – режим заднего хода;

L – движение на первой передаче;

S – движение до второй передачи;

Sport – спортивный режим эксплуатации, передачи переключаются на более высоких оборотах;

Snow – машина будет трогаться со второй передачи, на более высоком крутящем моменте, что позволит снизить пробуксовки и проще преодолевать снежные и ледяные препятствия;

Eco – режим экономии, у разных автокомпаний реализован по-разному;

В зависимости от способа реализации управления коробки разделяются на гидравлические и электрогидравлические. В гидравлических АКПП переключение передач осуществляется с помощью давления центробежным регулятором скорости вращения первичного вала. В электрогидравлических АКПП передачи переключаются от электрического сигнала блока управления, который задействует гидравлические элементы.

По сравнению с механическими КПП, автоматическим требуется больше топлива, но разница не так уж и критична. За комфорт нужно платить.

Ручное включение передач на АКПП, более известное как Типтроник, появилось относительно недавно.

Ручное включение передач на АКПП — Типтроник

Первые удачные разработки принадлежат специалистам Ауди. Есть похожие варианты от БМВ и Вольво. Типтроник в полной мере не обеспечивает ручное управление КПП, электронный блок управления все равно делает свою работу и не позволяет водителю совершать ошибки.

К плюсам такого вида КПП можно отнести:

К минусам можно отнести:

Замена масла в АКПП

Роботизированная МКПП

По сути это МКПП, но управление сцеплением и переключением передач доверено механизмам. Расход на таких коробках еще меньше, чем на МКПП. Такие коробки легкие, дешевые и простые по начинке. Но не все так хорошо – роботы рассчитаны только для спокойной и плавной езды. При агрессивном стиле это коробка пинается, как возмущенная лошадь, и совсем не дарит ощущение комфорта. Еще одним недостатком является не самая хорошая надежность.

Частично данные проблемы решили с помощью двойного сцепления. Одно переключало четные передачи, другое нечетные. Это повлияло на работу КПП в лучшую сторону, переключения стали куда мягче. Но стоимость таких КПП пока слишком высока.

Рычаг управления КПП роботом может выглядеть, как рычаг управления гидравлической АКПП, так и напоминать джойстик.

Роботизированная коробка передач DSG

R – режим заднего хода;

N – нейтральная передача;

M – переключения осуществляются роботом последовательно;

+ — ручное переключение передачи на повышенную;

— — ручное переключение передачи на пониженную.

К плюсам данной трансмиссии можно отнести:

НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.

Вариаторная КПП (CVT)

Вариатор — это вообще уникальная разработка. Никаких дисков и шестеренок с передаточными числами, только ремень, который умеет плавно изменять крутящий момент, двигаясь между двух конусообразных шкивов. Передачи не меняются, машина не дергается, плавно и однотонно набирает скорость.

Такая схема позволяет управлять одним и тем же автомобилем в совершенно разных режимах: от спортивного до суперэкономичного.

Черная Audi — RS5 с вариаторной коробкой передач (CVT)

Рычаг управления вариатором похож на рычаг гидравлической АКПП, за исключением отсутствия режима пониженной передачи. Селектор вариатора специально делают похожим, чтобы у автовладельцев не было чувства недоверия ко всему новому. На современных вариаторах существуют даже режимы, которые имитируют переключение передач и есть возможность оставить машину на какой-либо из них.

К плюсам относятся:

К минусам относятся:

Селектор вариаторной КПП (CVT)

Сохраните ссылку чтобы не потерять, она Вам понадобиться:

Источник

Как узнать какая коробка стоит на машине

Коробка передач – первое, что надо проверить

Давно уже прошло то время, когда автоматическая коробка переключения скоростей являлась новинкой, которую устанавливали лишь в зарубежные новинки автопрома, сейчас даже подержанные отечественные машины могут похвастаться наличием АКПП, в хорошем или плохом состоянии. Да, «автоматика» будет дороже «механики», но за дополнительный комфорт принято платить.

«Как проверить коробку передач при покупке?», данный вопрос встает перед всеми нами и, если мы не хотим проводить ремонт спустя пару месяцев после покупки б/у автомобиля, к анализу состоянии КПП нужно подойти со всей ответственностью.

Проверяя автомобиль при покупке, вы как минимум должны поднять его на подъемнике и визуально осмотреть корпус коробки. При этом снятие защитных кожухов является обязательным мероприятием – все подтеки, трещины или нагар будут видны как на ладони.

Простое устройство механической КПП позволяет без особого труда проверить исправность системы даже новичку, но, в целом, при оценке нужно обратить внимание на следующее:

Если с «механикой» все просто, то автоматическая коробка передач займет больше времени, к тому же ее проверкой должен заниматься квалифицированный специалист. Все дело в устройстве системы, ведь «автоматика» предназначена для максимального облегчения вождения, соответственно механизмов в ней больше и они по структуре сложнее.

Виды АКПП

Можно выделить четыре основных вида АКПП. Рассмотрим каждый из них отдельно.

Гидpoмеханический «автoмат»

Гидромеханический тип автоматической коробки передач можно назвать самым ярким примером АКПП. Основное его отличие заключается в отсутствии связи между ДВС авто и его колесной базой. А крутящий момент в этом случае передается при помощи двух турбин и рабочей жидкости, так было изначально.

Сегодня же управление осуществляется при помощи различных электронных механизмов, в результате чего в структуру этого типа АКПП авто были добавлены два режима езды:

Традиционная автоматическая КПП

Кроме того, теперь автоматическая трансмиссия может быть оснащена программой для экономии топлива, а также функцией переключения скоростей коробки в ручном режиме. В отличие от традиционной «механики», автоматической трансмиссии нужно больше топлива для переключения скорости. Помимо этого ей потребуется чуть больше времени, чтобы взять хороший разгон. Но это все компенсируется комфортом. Также следует отметить, что сегодня некоторые типы АКПП оснащаются функцией, которая позволяет коробке передач подстроиться под индивидуальный стиль езды каждого отдельного автомобилиста.

Что касается возможности переключения скоростей в ручном режиме, то в данном случае этой функцией снабжают авто многие производители. Только каждый из них называет эту функцию по-своему. Впервые такой тип АКПП был назван Автостиком. Чуть позже компания Ауди занялась производством коробок-автомат с функцией ручного управления под названием Типтроник, на сегодняшний день это название является самым распространенным.

Однако, это просто функция, и из-за этого автоматическую трансмиссию нельзя считать ручной. Правильнее будет сказать, что это полуавтомат. Поскольку даже при ручном переключении бортовой компьютер все равно будет контролировать работа авто, какой бы режим активирован не был.

Робoтизиpoванная КПП

Робoтизиpoванная коробка передач

Этот вид коробки-автомат является средним вариантом между традиционной АКПП и «механикой». По своей конструкции роботизированный агрегат очень схож с механической коробкой, но вот его управление идентично автоматической трансмиссии. Немаловажным преимуществом «робота» является то, что значительно экономнее механической КПП. Однако и здесь все не настолько хорошо.

Роботизированная коробка передач очень чувствительна к агрессивной манере езды. Если вы дадите газу в пол, вы сами почувствуете, как ненормально включаются передачи. Сразу же появятся резкие толчки, как-будто автомобиль кто-то толкает в бампер. Со временем такая эксплуатация авто приведет к выходу из строя коробки. Зато «робот» весит меньше традиционной АКПП и значительно дешевле стоит.

Рычаг коробки передач DSG

ДСГ (DSG) — это самый известный тип «робота», представляющий собой гибрид автоматической и механической трансмиссий. Производством DSG занимается компания Фольксваген, именно на авто этой марки установлены такие агрегаты. В отличие от обычной роботизированной коробки, которая создавалась на основе «механики», DSG разработана с нуля, в результате чего немецкие разработчики смогли внедрить свои оригинальные решения. Именно поэтому «роботы» ДСГ сочетают в себе достоинства и АКПП, и МКПП.

Одной из отличительных особенностей является использование мокрого сцепления в конструкции. Поэтому автомобилист за рулем транспортного средства с ДСГ может активировать одновременно два режима скоростей. То есть во время езды на второй скорости водитель может активировать третью, что позволит предотвратить потерю мощности. Соответственно, с разгоном у ДСГ проблем нет никаких.

Управление агрегатом осуществляется при помощи специального блока управления под названием мехатроник. Этот блок находится непосредственно в корпусе агрегата. Специалисты рекомендуют осуществлять диагностику и техническое обслуживание этого коробки не реже, чем один раз в 60-70 тысяч км пробега. В случае поломки агрегата ремонт будет включать в себя восстановление непосредственно «механики» и сцепления, не редко требуется и замена маховика.

CVT или ваpиатopные «автoматы»

Перейдем к вариаторному типу коробки передач авто. Принципиальный отличием вариатора является то, что этот агрегат может плавно изменять крутящий момент. В частности, в CVT полностью отсутствует фиксированное передаточное число.

В отличие от обычно автоматической КПП, которая работает достаточно громко, то нормально функционирующие вариаторы всегда будут работать размеренно. При езде на разных режимах звук от вариатора будет одинаковый, разумеется, если в его работе не происходят сбои. Именно поэтому те автомобилисты, которые любят слушать свое авто во время езды, отрицательно отзываются о CVT, поскольку последние обычно работают в одной тональности.

Но и для таких автомобилистов разработчики нашли современное решение. Некоторые агрегаты комплектуются опцией ручного переключения виртуальных скоростей. То есть эта функция будет имитировать смену режима и позволит водителю прочувствовать его.

Извините, в настоящее время нет доступных опросов.

Как определить надежность АКПП

Первый признак плохой АКПП – масляные подтеки или следы повреждений на корпусе. Данные факторы свидетельствуют о том, что в устройство АКПП вмешивались, соответственно, ее работоспособность может быть нарушена. Если нынешний хозяин говорит, что коробка ремонтировалась, то от приобретения лучше отказаться, данный механизм является очень точным и его повторно правильно настроить достаточно проблематично.

Проверка состояния масла определяется при помощи специального щупа, при этом саму АКПП нужно переставить в режим Р. По отметкам на щупе можно определить, каков примерный пробег авто, если машина каталась часто и много, то масло будет на рабочем уровне, несоответствие которому ясно дает понять, что существует или существовала неисправность. Запах жидкости так же может сказать о многом, в нем не должно ощущаться посторонних ароматов или запаха гари. Авто не оборудовано данным щупом? Тогда проверку масла можно осуществить лишь при помощи специальной компьютерной техники.

Нет ничего лучше, чем определить работоспособность элементов на практике. Переключение скоростей, выжимая педаль тормоза, должно проходить плавно и с соответствующим толчком. Исправная АКПП реагирует на движения рычага мгновенно, любое опоздание реакции, даже на секунду, свидетельствует о неточной настройке, которая в последствии может привести к ремонту или замене коробки передач.

Непосредственный тест-драйв должен проходить после обязательного прогрева двигателя. При скорости в 60 км/ч Вы уже должны будете почувствовать легкость переключения скорости, исправный механизм не должен издавать посторонних звуков. Если в машине установлена функция Овердрайв, то ее так же нужно проверить. АКПП при Овердрайве должна переключиться на одну скорость выше, а при выключении – на одну ниже.

Современные методы диагностики позволяют увидеть абсолютно все ошибки, которые зафиксировал блок управления коробой передач. Не пожалейте денег на эту процедуру, если вы покупаете автомобиль в дорогом ценовом диапазоне.

Как проверить АКПП при покупке подержанного авто? (пошаговая инструкция с видео)

Добрый день. Как вы уже догадались из названия, в этой статье я расскажу, как проверить АКПП при покупке подержанного авто. Статья представляет из себя видеоролик, и его текстовое описание.

Первая проверка АКПП — Stall speed Test (стоп тест).

Это самый универсальный тест, который показывает общее состояние автоматической коробки перемены передач. Этот тест позволяет определить износ фрикционов в коробке, а также состояние масла и бублика (гидротрансформатора).

Методика проведения теста следующая:

ни в коем случае нельзя удерживать автомобиль тормозом, в режиме газ в пол, дольше 5 секунд, так как коробка в это время работает в тяжелом режиме.

Для большинства автомобилей, при проведении стоп теста, установится обороты в диапазоне от 2000 до 3000. Притом трансмиссии 70% автомобилей рассчитаны так, чтобы столспид тест показывал 2200 оборотов.

Если в результате теста двигатель не раскрутился больше 2000 оборотов, то, вероятно, неисправен сам двигатель — он не развивает полную мощность.

Если двигатель не раскрутится больше 1500 оборотов, вероятно, неисправен «бублик» АКПП, либо масло в коробке очень давно не менялось.

В случае если обороты двигателя будут больше 3000, вероятно неисправны фрикционы автоматической коробки передач, и она доживает свои последние дни.

В любом случае автомобиль, который плохо проходит этот тест, приобретать не стоит.

Исключения из этого теста — тюнинговые автомобили. Некоторые фирмы специально дорабатывают бублик автоматической коробки, так чтобы поднять максимальные обороты, делается для более интенсивного разгона, но отрицательно сказывается на сроке службы трансмиссии. Лично я сильно сомневаюсь, что человек, который покупает тюнинговые автомобили будет читать эту статью.

Вторая проверка — начало движения.

Проверка выполняется следующим образом — останавливаем автомобиль на горизонтальном участке дороги, нажимаем тормоз, ставим селектор в положение D, отпускаем тормоз, при этом не трогаем педаль газа, в результате автомобиль должен начать движение. Точно такую же проверку делаем в положении R (реверс).

Если автомобиль начинает движение, это говорит об износе фрикционов в коробке передач, их замена стоит дорого.

Третья проверка — разгон и торможение.

Методика поверки следующая — начинаем движение, нажимая педаль газа примерно на 30% при этом автомобиль должен медленно и без ударов и рывков набирать скорость. В этом режиме желательно дождаться последовательного переключения всех передач.

Дождавшись включения последней передачи, так же плавно останавливаем автомобиль накатом, при этом должны последовательно включиться, в обратную сторону, все передачи.

Следующая проверка осуществляется по точно такой же схеме, только педаль газа следует нажимать на две третьих. Разгон при этом осуществляется с большей интенсивностью. При этом сильных пинков быть не должно, но переключения трансмиссии могут ощущаться.

Четвертая проверка — кикдаун.

Эта проверка осуществляется следующим образом — автомобиль движется со скоростью 70-90 км/час, резко, до полика, нажимается педаль газа.

АКПП должна скинуть одну две передачи вниз, то есть переключается на третью или четвертую передачу, обороты двигателя должны резко вырасти, и при этом должен начаться интенсивный разгон.

Пятая проверка — проверка масла.

Если автомобиль оборудован сервисным щупом достаем его, проверяем уровень масла он должен быть между отметками минимум и максимум в зависимости от температуры на холодной соответственно 25 градусов. , на горячую 80. Смотрим на масло в нём не должно быть никаких крошек и от него не должно пахнуть гарью.

Шестая проверка — проверка утечек масла.

Последняя проверка коробки передач, осуществляется она под автомобилем на яме — осматриваем коробку снизу на предмет течи прокладок, сальников и пробок.

На этом проверка автоматической коробки заканчивается, проверять без вскрытия больше ничего.

Для наглядности, как проверяется коробка автомат, я записал вот это видео:

Важно понимать, что неисправности автоматической коробки устраняются, как правило, очень дорого, и в большинстве случаев решается заменой АКПП на контрактную. Поэтому, если у вас есть хоть какие-то сомнения в исправности коробки, лучше отказаться от покупки автомобиля, или попросить скидку на контрактную коробку.

На этом у меня сегодня всё. Я надеюсь что вы поняли как проверяется АКПП на автомобиле. Всем ровных дорог и надежных трансмиссий. если у вас остались вопросы задавайте в комментариях….

С уважением, администратор https://life-with-cars.ru

Поделись

Пробег – не показатель

Как проверить вариатор при покупке? В былые времена человек ориентировался на значение пройденных авто километров, но хитрые умельцы научились банально откручивать показания счетчика назад, так что на цифры уже давно никто особо не смотрит. Исправный вариатор позволит авто плавно трогаться с места, при этом Вам не придется применять физических усилий. Если машина начинает дергаться или движение сопровождается сторонними звуками, то стартовый пакет неисправен. Детали и крепления вариатора не должны содержать сколов или трещин, а специальные инструменты помогут определить наличие неровностей и перекосов.

Следует помнить, что при движении на скорости до 50 км/ч можно и не заметить существующей неисправности, но, если скорость внушительная, поломка может привести к разрыву ремня и экстренному торможению. Вариатор по своей структуре является чувствительным к манере езды элементом, так что, в зависимости от активности использования предыдущим владельцем и следует отталкиваться при оценке.

Так же не следует забывать и о жидкости, масло проверяется по уровню и цвету. Некоторое количество жидкости можно капнуть на белую марлю, при этом масло не должно быть слишком темным или прозрачным. Наличие каких-либо побочных элементов (мелкие частицы, прожилки, комочки), свидетельствуют о длительной эксплуатации без замены масла и об износе вариатора.

Как определить тип АКПП по марке авто?

Автомобили, базирующие на автоматической коробке передач – выбор, предпочтительный для тех, кто желает погрузиться в комфортную езду. Однако, со временем детали АКПП изнашиваются, и пользователь сталкивается с необходимостью приобрести расходные материалы или запчасти для авто.

В этом случае возникает вопрос: как определить тип АКПП по марке авто?

Большинство производителей транспортных средств обозначают данные о модели коробки передач на табличках, которые размещают как на самом блоке, так и на кузове.

Как правило, запись представляет собой набор букв и цифр, которые дадут возможность выбрать правильные расходный и комплектующие для вашего авто. Если табличка на месте, и запись хорошо читается, стоит обратиться к специалисту торговой точки, который подберет нужные вам детали.Если подобной таблички нет, она утеряна или надпись нечитаемая, определить тип автоматической коробки передач автомобиля можно по номеру, присвоенному кузову, движку. Также узнать информацию можно по году выпуску транспортного средства или по специальному VIN-номеру.VIN – идентификационный номер, присвоенный автомобилю.

Он прописан в ПТС. Число состоит из 17 цифр. Оно присваивается транспортным средствам тех производителей, которые работают по этому стандарту.По вин-номеру можно получить практически любую информацию о машине, например, год выпуска, заводская комплектация. Как правило, подобная идентификация присуща продукции европейских брендов и производителей из Северной Америки.Гидромеханический автомат, представляющий собой гидротрансформатор и планетарную КПП.

Наличие ГДТ говорит о том, что прямое взаимодействие между мотором и коробкой отсутствует. Крутящий момент от двигателя на коробку передается с помощью рабочей жидкости и турбины.

Такая коробка обладает солидным ресурсом, при этом обеспечивая комфорт в процессе езды.АКПП вариатор – автомат с гидротрансформатором, который передает крутящий момент от движка на коробку. Среди преимуществ этого решения – плавный

КПП с «роботами»

Определенные затруднения при проверке можно испытывать с коробками передач, работа которых практически полностью роботизирована. По заверениям производителей подобные механизмы отличаются повышенной чувствительностью к командам, «роботы» легки в обслуживании и не особо требовательны к условиям езды. Большинство водителей, обращавшихся в сервис с проблемами у таких КПП, заявляли, что при езде слышат сторонние звуки, скрежет и постукивания. Некоторые недобросовестные ремонтники могут утверждать, что данные особенности свойственны «роботу», который может реагировать таким образом при движении в определенных условиях. Так как проверить АКПП с таким мудреным механизмом?

Пожалуй, самый мудрый совет при покупке подержанного автомобиля с роботизированной коробкой передач состоит в том, что помимо денег на на сам автомобиль у вас в кармане должна быть заложена сумма, которая может потребоваться на ремонт коробки. Сурово, но таковы реалии вторичного рынка автомобилей.

На самом деле любой посторонний звук или вибрация ясно дают понять, что КПП не в порядке, особенно проблема ощущается при переключении первых двух скоростей. Вообще, данный «косяк» должен «лечиться» при гарантийном обслуживании, но в другом случае проблема исправляется заменой дисков сцепления. Рывки так же наблюдаются в случае перегрева гидравлики, которая может нагреваться сверх нормы в пробках, где мы часто двигаемся рывками и с частыми остановками.

Небольшая хитрость при выборе: если представленное к проверке авто, оснащенная DSG, было выпущено до 2013 года, то рисковать с покупкой не стоит. Все дело в том, что именно в 2013 году данный механизм претерпел существенных изменений, когда была модернизирована структура «робота» (увеличен возможный предел износа – до 150 тыс. км.) и продлена официальная гарантия изготовителя, касающаяся всей коробки передач, а не только мехатроника и сцепления.

Еще одну порцию советов о том, как самостоятельно проверить коробку передач при покупке дает Ян Семаков (проект «Первый Видео Авторынок»).

Что выбрать?

Некоторые автомобильные владельцы отдают предпочтение вариатору, поскольку он более бесшумен по сравнению с автоматической коробкой передач, экономит топливо, стремительно разгоняется, дает на двигатель и другие элементы привода более оптимизированную нагрузку. Кроме того, вариатор, в отличие от автомата, работает в щадящем режиме, который обеспечивает электронное управление. В результате автомобиль гораздо реже нуждается в обслуживании и практически не нуждается в ремонте вариатора.

Вариатор также положительно сказывается на экологии – уровень вредных веществ в его отработанных газах намного ниже, чем в газах автомата.

Поклонники классических коробок передач могут приобрести вариатор с типтроником – эмулятором переключения установленных скоростей. Ценители скорости и мощи по достоинству оценят вариатор с функцией «кик-даун», благодаря которой резкое нажатие педали газа до максимума мгновенно изменяет передаточное число и автомобиль молниеносно ускоряется буквально с места. Таким образом, вариатор обладает гораздо большими преимуществами по сравнению с автоматической коробкой передач.

Какие коробки ставились на авто:

V4AW2 — она же Aisin Warner (AW) 03-72L (с блокировкой гидротрансформатора (буковка L)), она же Toyota А40 семейство (в частности A44DL). Сплошная гидромеханика, из электрики только клапана 4й передачи и простая схемка включения-выключения 4й передачи. Были модели этой акпп без блокировки гидротрансформатора. V4AW3 — она же Aisin Warner (AW) 30-43LE, она же Toyota A340 семейство. Коробка с электроникой (отдельный эбу на коробку), кучка датчиков и электроники как внутри так и снаружи.

Проверка автоматической коробки при покупке машины б/у

Решая купить автомобиль с автоматической коробкой переключения передач, важно иметь ввиду, что именно эта деталь является самой уязвимой в подобных автомобилях. Она же и самая дорогостоящая. Да и качественный ремонт сделать мало кто способен. Скорее всего, неисправную коробку придется сразу менять, либо череды ремонтов не избежать. Как уже многие заметили, автомобили с автоматической коробкой на порядок дороже своих собратьев с механической коробкой переключения передач. Причина этому как раз и кроется в дороговизне АКПП. Поэтому стоит заинтересоваться вопросом, как проверить АКПП при покупке, чтобы застраховать себя от возможного ремонта сразу после приобретения.

АКПП дорогая в ремонте, поэтому следует смотреть на её состояние

Автоматическая коробка — вещь довольно сложная по конструкции. К тому же, детали АКПП быстрее изнашиваются, чем детали МКПП, то есть механической коробкой переключения передач. К тому же, детали автомата весьма зависимы от типа и температуры масла. Стоит побуксовать в течение 20 минут и сожженная коробка вам обеспечена. Конечно, полностью показать картину состояния коробки может только компьютерная диагностика. Правда при покупке подержанного авто с АКПП не всегда есть возможность провести что-либо подобное. Здесь следует заручиться поддержкой профессионала, знающего, как проверить исправность АКПП, а также запомнить несколько главных моментов, на которые следует обратить внимание.

Начнем с визуальной оценки внешнего облика автомобиля. Убедитесь, что в районе коробки нет следов повреждений или масляных подтеков. Это может свидетельствовать о неисправности или о том, что автомобиль побывал в ДТП. Конечно, не стесняйтесь спросить у продавца, подвергалась ли коробка ремонту, а также об участии в авариях. Последнее можно проверить, обратившись в ГИБДД. При обращении уточните, что собираетесь купить этот автомобиль. Если коробку ремонтировали, то лучше сразу от покупки отказаться. Дело в том, что АКПП – деталь достаточно точная, отремонтировать по-настоящему качественно ее довольно сложно, есть вероятность, что вскоре вновь потребуется вмешательство.

Как проверить АКПП при покупке автомобиля:

Также не стоит соглашаться на покупку, если у машины было много хозяев или она, например, использовалась в прокате. Лучше потратить время на поиски хорошей машины и изучение вопроса, как проверить работу АКПП, чем деньги на дорогостоящий ремонт, качество которого проверить практически невозможно.

Уточните, не использовался ли автомобиль вместе с прицепом. Дело в том, что подобная нагрузка на АКПП увеличивает ее износ.

Следующим этапом будет оценка уровня масла в коробке. Это можно сделать с помощью специального щупа. Проверка производится при нахождении рычага переключения передач в положении Р, в этом положении двигатель работает на холостых оборотах. Достаем щуп из коробки и протираем его чистой тряпочкой и снова помещаем его обратно. Теперь достаем щуп, для того чтобы оценить уровень масла по соответствующим меткам на щупе. В непрогретой коробке уровень масла будет на минимальной отметке, а вот если машина пройдет километров 15-20, масло окажется уже на рабочем уровне. Если уровень масла не соответствует норме, это может обозначать наличие утечки или некачественный ремонт.

Также нужно проверить легкость включения передач

Обратите внимание на запах масла в коробке, здесь не должно быть никаких посторонних запахов, тем более запаха гари. Также рекомендуется проверить масло на цвет, капнуть им на листок бумаги. Цвет масла должен быть красноватым, если масло меняли давно, оно может приобрести коричневатый оттенок, но ни в коем случае не черный. Темный цвет масла, наличие в масле каких-либо частиц или присутствие постороннего запаха – это те признаки, при наличии которых от покупки лучше сразу отказаться. Металлические частицы или даже хлопья в коробке абсолютно неприемлемы. АКПП имеет большое количество точных элементов, которые такими частицами с легкостью повреждаются.

Некоторые автомобили не оборудуются описанным выше щупом, тогда проверить уровень и состояние жидкости в коробке получится только при помощи компьютерной диагностики.

Также рекомендуется проверить АКПП на СТО

Итак, если автомобиль прошел предварительный отбор, переходим непосредственно к испытанию коробки в деле, то есть в движении. Не забываем про аккуратность и осторожность – машина еще не ваша. В автоматических КПП имеются несколько положений рычага: нейтраль, пракинг, драйв и реверс, то есть задний ход, обозначаются они соответственно буквами N, P, D, R.

Выжимая педаль тормоза, попробуйте несколько раз плавно переключать коробку в каждое из этих положений. Переключение должно происходить мгновенно и с характерным толчком, в нейтральном положении рычага АКПП коробка отключается. Если реакция коробки запаздывает хотя бы на одну секунду, это говорит о неточности работы коробки. А любая неточность впоследствии оборачивается поломкой и дорогостоящим ремонтом.

Проигнорировав диагностику АКПП — вы можете «попасть» на ее ремонт

Следующий этап проверки – непосредственно заезд. Перед выездом двигатель необходимо немного прогреть, когда обороты упали до 800 в минуту, можно ехать. При нажатой педали тормоза переводим рычаг в положение Драйв и постепенно разгоняем автомобиль. Уже при разгоне до 60 км/ч вы должны почувствовать переключение передачи два раза, сначала на вторую, а потом на третью передачу. Здесь при работе коробке также не должно быть посторонних звуков или сильных толчков, а также запаздывания реакции коробки на команды.

Если машина оборудована кнопкой Overdrive, ее тоже следует проверить. Эта проверка производится на скорости 60-70 км/ч. При включении данного режима исправная коробка переключается на передачу выше, а при выключении – на передачу ниже. При включении режима Overdrive, начинает мигать режим ”check engine” – коробка может быть неисправна.

Теперь, зная как проверить коробку-автомат, вы будете внимательны при выборе подержанного автомобиля. Как бы ни уверял вас продавец, что шум, например, пропадает, когда машина нагреется, или наоборот, появляется только в горячем состоянии, не стоит поддаваться на уловку. Коробка переключения передач не должна пробуксовывать при переключении, то есть не должно наблюдаться явления, когда при нажатии на педаль газа обороты повышаются, а переключение запаздывает. В коробке не должно быть шума или стука, толчков или рывков, она должна не дергать машину, а работать ровно и бесшумно.

Источник

Видео

Как проверить АКПП Автоматическую Коробку Передач (Диагностика)

Маркировка АКПП как узнать

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ КОРОБКУ НЕ СНИМАЯ С АВТО. КАКИЕ КПП БЫВАЮТ.ОПТИМАЛЬНОЕ СООТНОШЕНИЕ КПП РЕДУКТОР.

Как отличить коробку автомат от робота?

Номер коробки или маркировка!

Лада Веста как легко узнать тип трансмиссии !

5 СПОСОБОВ ПОНЯТЬ ЧТО У ТЕБЯ ВАРИАТОР

Механическая коробка переключения передач (МКПП). Как она работает? (Обновленная версия)

Как купить бу кпп ваз

Lada Vesta SW 1.8 2019 какая КПП? ВАЗ или Renault? Вид снизу

Обзор вариаторной КПП на Audi A4 и A6: характеристики и особенности

19.03.202253 368 19 10 Audi A6

Автор:Иван Баранов

В последнее время транспортные средства с вариаторными коробками передач все более популярны среди автомобилистов. Если за рубежом понятие «вариатор» не вызывает вопросов, то отечественные автомобилисты не привыкли к автомобилям, с таким видом КПП. Поэтому сейчас расскажем, что представляет собой вариатор на Ауди А4 — отзывы других автомобилистов вы также сможете оценить в данной статье.

Главным преимуществом вариаторной КПП (далее — CVT) является возможность в эффективном использовании моторной мощности, по сравнению с другими видами коробок переключения скоростей. Российские и украинские автолюбители чаще пересаживаются на авто с CVT, экономичность бензина, отсутствие рывков при движении и другие факторы обеспечивают высокий уровень комфорта.

Содержание

• 1 Какой тип стоит на А4 и А6?
• 2 Подлежит ли ремонту данный вариатор и где его проводить?
• 3 Отзывы о вариаторе владельцев А4 и А6
• 4 Видео

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Какой тип стоит на А4 и А6?

Как сказано выше, популярность вариаторов растет, производители транспортных средств чаще устанавливают на авто CVT собственного производства. Так, на автомобили «Audi A4» «Audi A6» производитель ставит вариаторы «Multitronic». Данный вид КПП представляет бесступенчатую коробку передач.

CVT Multitronic состоит из:

• многодисковое «мокрое» сцепление;
• планетарное устройство коробки;
• компонент промежуточной передачи;
• непосредственно вариаторная передача;
• главная скорость;
• дифференциал;
• электронный блок управления;
• картер КПП.

Этот вид CVT является клиноременным, и отметим, что компания Ауди впервые применила металлическую цепь в своих КПП. Такое инженерное решение дало возможность увеличить диапазон передаточных чисел. В результате эксплуатации звеньев разных размеров, в CVT было достигнуто снижение шума работы коробки передач в целом.

Как утверждает производитель, эксплуатация этого вида КПП позволяет обеспечить максимальную динамичность при езде транспорта, высокий уровень экономии топлива мотором. Чего уж говорить о комфорте. Потребительские свойства этих CVT достаточно высокие, они и ставятся на авто премиум-класса «Audi A4» и «Audi A6». На данных видах транспорта производителем устанавливается модель CVT «Miltitronic 01J».

Подлежит ли ремонту данный вариатор и где его проводить?

Не все может быть идеально, как хотелось бы. Как говорится, «в бочке меда всегда есть ложка дегтя». Речь идет об электронном блоке — его расположение в агрегате CVT,  имеет один огромный недостаток. При функционировании CVT на блок идут большие нагрузки. Это связано с нагревом трансмиссионной жидкости. Поэтому блок электроники чаще выходит из строя.

В некоторых случаях даже 80 тысяч километров пробега для блока могут быть «летальными». Если обратитесь к производителю с такой проблемой, то он скажет одно: «необходима замена электронного блока». Вы потеряете не только много времени, поскольку такое устройство, как правило, не находится в наличии и заказывается из-за рубежа, но и немало денег. Но, если автомобиль еще на гарантии, то дилер может поменять электронный блок бесплатно.

Этот вид поломки самый распространенный, его можно назвать болезнью для вариаторов Multitronic. Реже обрывается металлическая цепь. Но и в этом случае официальный дилер не будет проводить ремонт, а предложит владельцу авто заменить коробку передач.

Можно обратиться на специализированные СТО, которые занимаются ремонтами блоков управления. Диагностика на компьютере показывает перечень ошибок при неисправности блока:

• 17105 P0721 или 17106 P0722 — вышло из строя устройство числа оборотов на выходе — в этом случае сигнал блок является неправильным или вовсе отсутствует;
• 17114 P0730 неправильное передаточное отношение блока;
• 17134 P0750 — вышло из строя устройство ABS/EDS;
• 17137 P0753 — нет сигнала электрической цепи;
• 18201 P1793 или 18206 P1798 — вышло из строя устройство числа выходных оборотов — в случае такой поломки сигнал является неправильным или полностью отсутствует;
• 17090 P0706 — вышло из строя устройство положения контроллера — фиксируется неправильный сигнал;
• 18226 P1818 или 18221 P1813 — зафиксированы сбои в работе электроцепи.

Вышеперечисленные ошибки проявляются так:

• транспорт едет рывками при увеличении оборотов;
• во время переключения передач автомобиль дергается;
• время от времени проявляется невозможность включения задней передачи;
• иногда, особенно это касается Audi А6, машину не получается снять с положения Р (режим парковки).

Если вы столкнулись с такими проблемами, то у вас есть только два выхода — идти к дилеру и платить огромные деньги за ремонт CVT или ехать на специализированное СТО и тоже платить деньги, но на порядок меньше. Самостоятельный ремонт в домашних условиях не допускается, поскольку для этого нужно обладать как минимум необходимыми знаниями и дорогостоящим оборудованием, которое не продается в магазинах.

Сам электроблок находится за задней крышкой вашей CVT. Но учтите — если производится ремонт этого устройства, вам также придется потратиться и на трансмиссионное масло. Заливать подделку или контрафакт ни в коем случае не допускается, поэтому придется приобретать оригинальную продукцию. В противном случае, забудьте о нормальной работе коробки передач. Жидкость маркировки G 052 180 A2 (G052180A2) можно купить у дилера или заказать в интернете.

В настоящее время есть много видов дорогих и качественных масел, но нужен только оригинал. Разумеется, жидкость может быть хорошей, но смазочные и вязкостные характеристики должны быть такими, как того требует производитель. Иначе механическая часть CVT выйдет из строя раньше и здесь уже ремонт не поможет.

Отзывы о вариаторе владельцев А4 и А6

Для полного ознакомления с работой вариатора предлагаем просмотреть отзывы автовладельцев Audi A4 и A6 с CVT.

Положительные	Отрицательные
Купил Ауди А4 в 2012 году из салона. Тогда  сомневался, нужен ли мне вариатор, поскольку спрашивал про этот агрегат и слышал много негативного. Тем не менее, решил попробовать и купил авто с CVT. К моему большому удивлению, коробка передач — супер. Отлично езжу по проселочным дорогам и в условиях московских пробок. Прошел больше 60 тысяч км на ней — все отлично, претензий нет.	Взял подержанную Ауди А6 в прошлом году. Не знаю, что с коробкой на этом авто делал предыдущий владелец, но мне не помогла даже замена масла на оригинал. Сначала коробка троила до ужаса, когда залил оригинал — вибрации прекратились. Но уже через 5 тысяч км пробега «накрылся» ремень. Тот, который металлический. Пришлось ехать к дилеру, так он мне такую заоблачную сумму назвал, что я поставил машину в гараж и стоит она у меня там уже полгода.
У меня машина Ауди А6, три года езжу. До этого был «Субару». Это просто небо и земля. В холодную погоду Субару часто мог не завестись, и стартер крутил нормально и в движке масло не застывшее. Тогда мне сказали, что это из-за АКПП, якобы там масло застывшее. Взял А6 и за три зимы ничего у меня не случилось. Главное, следовать технике эксплуатации КПП при запуске двигателя — и никаких проблем не будет.	Перед покупкой А6 читал много отрицательных комментариев в интернете. И понимаю, что зря я не послушал людей, которые уже столкнулись с этими проблемами. Мало того, что вариатор вышел из строя спустя 80 тысяч км пробега, так и стоимость трансмиссионного масла у него просто заоблачная. Кому нужно такое счастье? Побыстрее хочу продать свою Ауди и взять нормальное авто с обычной автоматической КПП.
Вариатор не нравится тем, кто никогда на нем не ездил или заливает «фуфловое» масло в коробку. Один раз я по незнанию купил масло на рынке, а не у дилера. Так тут сразу и началось — то задняя передача не включается, то коробка гудит ужасно, то режим Парковки не мог снять. Так и прошел на этом масле не больше 1 тысячи км. Поехал на СТО к знакомому, он говорит, что надо было оригинал брать. Решил сразу не жалеть денег и заказал у дилера масло. Конечно же, вышло дороже, но машина едет ровно и тихо, поэтому не скупитесь на оригинальный расходный материал.