Вариатор CVT

Вариатор CVT

Автомобильные технологии в наше время развиваются с бешеной скоростью, и мы не заметили, как новый вид трансмиссии плавно вошел в наши будни. Речь в этой статье пойдет о вариаторе CVT. Вы наверняка уже слышали об этом агрегате и многие производители уже давно предлагают его вместо привычной нам автоматической коробки передач. Но как согласиться на такую опцию, если не знаешь что этот такое и как оно работает. Многих беспокоит, долго ли проработает и лучше оно или хуже автомата, а какой будет расход, а как будет разгоняться ваш автомобиль. Я могу продолжать, но нет смысла, вы уже сами представили себя на месте покупателя. Я попробую «без воды» и особо технических терминов доступно объяснить, что такое вариатор CVT, как он работает, что он вам дает.

Почему вариатор CVT лучше обычной автоматической коробки передач. Общие понятия

Разберемся, почему этот вид трансмиссии предпочтительнее обычной автоматической трансмиссии. Вы по определению должны знать, что вам предлагают в автосалоне.

Да и стоять на месте тоже не вариант, я считаю нужно двигаться в ногу со временем и пользоваться новыми технологиями.

Вариатор CVT компании Nissan. Общий вид вариатора.
Фото: nissan.

Без истории и того, что было раньше. Чтобы не запутать приступим непосредственно к тому что имеем на 2011 год и рассмотрим сразу вариаторы CVT, которые устанавливаются на современные автомобили. Тем более что принцип их работы одинаков, какой бы фирмы производителя вариатор не был. Начнем с общих принципов, а затем немного углубимся (для тех, кому нужен просто принцип и понимание того, что он покупает, хватить и первых 2-х абзацев). Вариатор CVT (Continuously Variable Transmission) – по-русски, непрерывно меняющаяся передача или бесступенчатая трансмиссия. Что это значит? А значит, что вариатор CVT не имеет привычных нам фиксированных передач. Вариатор сам автоматически определяет передаточное число («передачу»), наиболее подходящее для данного момента езды и делает это постоянно, непрерывно.

Что такое передаточное число? Официально, передаточное число — это отношение, скорости вращения двигателя к скорости вращения колес. А если проще, то это определенное значение (передача: 1-ая, 2-ая или 5-ая), которое мы выбираем, включая ту или иную передачу, двигаясь на автомобиле. Если понять этот момент, то все остальное покажется очень простым. Вообще, зачем нужна коробка передач? Для того, чтобы автомобиль с постоянными оборотами двигателя, мог двигаться с разной скоростью. То есть, переключая передачу, мы всегда меняли передаточное число. Дек вот вариатор CVT делает это каждую секунду пока вы в движении, сам руководствуясь многими данными: скоростью движения, оборотами двигателя и тем как сильно вы нажали педаль «газа». Как это достигается, разберем позже. Получаем, что вариатор не имеет фиксированных передач, как раньше в виде множества пар шестеренок разного размера, а значит, не имеет рывков и четко выделенных ступеней при разгоне. Вы можете сказать, что коробка автомат тоже сама выбирает передачу в зависимости от тех же факторов и делает это довольно быстро и без особых рывков. Но, привычный нам автомат, ограничен только несколькими фиксированными передачами (передаточными числами), а у вариатора их великое множество. Этот факт позволяет вариатору выбирать то передаточное число («передачу»), которое наиболее подходит для данного режима езды. Что нам дает использование вариатора CVT вместо обычной автоматической коробки передач? Во-первых, мы получаем плавный разгон автомобиля без рывков. При этом разгон по сравнению с самым быстрым «автоматом» происходит намного интенсивнее, то есть автомобиль оснащенный вариатором CVT разгоняется быстрее. Во-вторых, обороты двигателя при езде на вариаторе, почти постоянные и не гуляют от малых до максимальных. Наверное, вы замечали, что двигаясь на автомобиле с автоматической коробкой передач, двигатель работает так сказать «навзводе», когда мы дергаем педаль «газа» туда-сюда. А иногда вообще трудно добиться от «автомата» внезапного ускорения – «тупит». С вариатором все по другому, как раз помогает постоянный поиск вариатором нужного передаточного числа («передачи»). Вариатор CVT подбирает их очень точно, в зависимости от того, что вы хотите от автомобиля, внезапное ускорение или замедление. Как следствие, более ровная езда, меньше нагрузки на двигатель и трансмиссию в целом. Плюс получаем экономию топлива, и незамедлительное интенсивное ускорение. Ну вот, с общими сведениями о вариаторе CVT пока все, а теперь капнём глубже внутрь вариатора и посмотрим, как всего этого добились конструкторы.

Как работает вариатор CVT? Что внутри?

В этой части я расскажу, как конструкторы добились того, что вариатор так четко подбирает передаточное число («передачу») для определенного момента вождения. Подробно разбирать конструкцию вариатора не собираюсь, просто объясню принцип работы с технической точки зрения. Начну с того, что вариатор устроен намного проще, чем автоматическая коробка передач.

Рисунок 1. Основные части вариатора в сборе. Желтая линия показывает, по каким частям передается мощность от двигателя через вариатор к колесам.
Фото: Autogurnal.

В его конструкции не используется наборы шестерен или фрикционных дисков. Во главе конструкции находятся два главных шкива 1 и 2 (см. рисунок 1). Один, грубо говоря, связан с двигателем, а другой с ведущими колесами. Один крутит другой посредством специального ремня 3 (см. рисунок 1). Получаем что? Один валик крутит другой через ремешок. Все, наверное, видели (если заглядывали под капот) ремень генератора, вот тут так же все происходит только с хитростями. Вот так передается движение от двигателя к колесам, посредством вариатора CVT. Многие могут задать вопрос: «Как ремень выдерживает такую огромную нагрузку и не рвется?». Вот с этим и боролись конструкторы последний десяток лет и нашли решение. Специально для вариатора CVT был разработан не то цепь, не то стальной канат, а принято называть его ремень. Конструкция ремня представляет собой набор множества пластинок определенной формы в виде клина, которые нанизываются на ленту из высокопрочной стали (см. рисунок 2). Кстати, пластинки тоже изготовлены из высокопрочной стали. Поэтому ремень получился очень прочным и в виде клина. Пластины ремня выполнены в форме клина, который точно повторяет угол конуса шкива, по которому бегает ремень. Эта конструкция позволяет ремню не растягиваться и как бы толкать множеством пластин шкивы. Что имеем на данном этапе? Получается два шкива и клиновой ремень, а это обычная клиноременная передача.

Рисунок 3. Ремень для вариатора CVT. Прочный ремень состоит из стальных пластин, которые собраны на ленте из высокопрочной стали. Фото: Autogurnal

Идем дальше. Понятно, что двигатель соединен с одним шкивом, который через ремень передает вращение на другой шкив, соединенный с ведущими колесами. Дек вот если скорость вращения одного шкива поделить на скорость вращения другого, то и получим наше трудное передаточное число. Теперь встает другая задача – нужно его как то изменять, чтобы скорость вращения колес увеличивалась или уменьшалась. Вот мы и подошли к сути работы вариатора CVT. А суть в том, что шкив, по которому бегает ремень, имеет свойство раздвигаться и сдвигаться. Тем самым радиус шкива, по которому бегает ремень становиться больше или меньше (см. рисунок 3). То же самое происходит со вторым шкивом, разница только в том, что движение первого регулируется электроникой, а второй просто подпружинен и не дает ослабеть натяжке ремня. Так как ремень клиновой, он спокойно движется по конусу шкива от середины до края и может останавливаться в любом положении. Вот это множество положений ремня в конусе и есть то множество «передач», из которых вариатор выбирает при движении автомобиля. На рисунке обозначены основные элементы, о которых говорится, и что происходит и что куда движется.

Рисунок 3. Схема положения ремня вариатора, в зависимости от движения шкивов. Из схемы понятно, что если вариатор отводит половинку управляемого шкива, то ремень по конусу шкива опускается к центру. Вследствие чего, второй подпружиненный шкив, вынужден сдвинуться под действием пружин, так как натяжение ремня падает. И во втором случаи вариатор начинает сдвигать половинку управляемого шкива, вследствие чего ремень стремится по конусу к краю шкива. А подпружиненный шкив вынужден раздвинуться, так как натяжение ремня увеличивается. Фото: Autogurnal.

Из вышесказанного понятно, что один шкив то становиться большим, а другой маленьким или наоборот и есть еще куча промежуточных положений («передач»). Сейчас я расскажу и покажу, как меняется положение ремня на шкивах в зависимости от скорости движения. На рисунке 4 представлено 3 состояния ремня.

Рисунок 4. Положение ремня вариатора CVT в зависимости от скорости движения. Нужно учитывать, что ремень будет перемещаться из положения 1 в положение 3, только при постоянно высоких оборотах. Фото: Autogurnal.

О чем говорит эта схема? Если со стояночного положения автомобиля резко нажать педаль «газа» в пол, то двигатель выставит максимальные обороты и ремень равномерно перейдет из положения 1 в положение 3, а автомобиль от 0 км/ч разгонится до максимальной скорости равномерно и максимально быстро. Но нам не всегда нужно бешено срываться с места и стремиться к максимальной скорости. Что же происходит когда, вы начинаете «играть с педалью газа»? Для наглядности разберем на рисунке 5 еще 2 случая и посмотрим, как отреагирует вариатор:

1. Вы едете за дедушкой около 40км/час, удачный момент для обгона и нажимаете педаль «в пол».
2. Двигаетесь со скоростью 100км/ч и резко отпускаете педаль «газа».

Как же реагирует автомобиль в первом случае? Чтобы внезапно ускориться, двигатель сначала выставит очень высокие обороты, а ремень перейдет из положения 1 в 2. Получается что в первый миг мы движемся с такой же скоростью, но при более высоких оборотах двигателя. Затем ремень начинает смещаться обратно к 1-ому положению, но скорость вращения двигателя уже больше и поэтому скорость тоже быстро возрастает. Похоже на то если бы мы переключились с 4-ой на 3-ю передачу.

Во втором случае, когда вы движетесь с постоянной скоростью и резко отпускаете педаль «газа», автомобиль реагирует немного по-другому. Когда вы резко отпускаете педаль «газа», ремень переходит из 1-ого положения во 2-е, вследствие чего обороты увеличиваются, а затем постепенно затихают, немного притормаживая автомобиль (если двигаться не под гору, то ощущения схожи с автоматом или механикой на нейтрали, но чувство управления не покидает). Причем если вы двигаетесь под горку, то автомобиль не будет самопроизвольно разгоняться как на «автомате» без системы помощи при спуске. Автомобиль начнет разгоняться под горку без команды, вариатор зафиксирует положение ремня и обороты двигателя, а скорость останется неизменной.

Рисунок 5. Типичные ситуации при вождении и реакция вариатора в этих ситуациях. Фото: Autogurnal.

Вот примерно так ведет себя вариатор CVT при разных режимах езды. И существует множество положений клинового ремня, которой зависит от многих факторов, датчиков, манеры движения. Смысл в том, что принцип передачи движения от двигателя к колесам кардинально изменился благодаря вариатору CVT. Я представил вниманию только основные моменты, что бы объяснить главное, а список того что может вариатор очень большой. Например, вы можете дополнительно выставлять несколько режимов движения для экономии топлива или для спортивной езды. Так же можно принудительно повышать или понижать передаточное число («передачу»), как если бы вы переключали передачи вручную и другие опции. Надеюсь, что вышеизложенное хоть немного внесло ясности в вопрос: «Что такое вариатор CVT, и как он работает?»

Вариаторы

Вариаторы, укомплектованные общепромышленными асинхронными электродвигателями, получили название мотор-вариаторов. Они могут оснащаться и другими двигателями, например, с независимой вентиляцией, с переменным числом полюсов или со встроенным тормозом. По желанию заказчиков мотор-вариаторы могут доукомплектоваться цилиндрическими, червячными или другими редукторами со стандартным входным фланцем и полым валом. Применяемые схемы сборки «мотор – вариатор – редуктор» обеспечивают высокие крутящие моменты вала при одновременном регулировании скорости вращения.

В отличие от других вариаторов, передаточное отношение мотор-вариаторов можно изменять и на остановленном двигателе, а длительный режим работы при постоянном передаточном отношении не вызывает износа рабочих поверхностей на фрикционной паре, из-за отсутствия скольжения в зоне контакта.

Вариаторы соединяются с электродвигателями при помощи фланцев, а с редукторами или иными механизмами с помощью муфт.

Вариаторы хорошо себя проявили в машиностроении, строительстве и металлургии в ленточных, цепных, роликовых конвейерах, в пищевой промышленности, в подъемных устройствах, в экструдерах, приводах транспортировочных тележек, приводах летучих пил и ножниц, приводах поворотных механизмов и ходовых винтов.

Выгода от применения современных вариаторов заключается в их минимальном износе и отсутствии необходимости в дорогостоящих механизмах и элементах приводов, благодаря плавному изменению передаточного отношения. Реально существующая необходимость перехода экономики России на технологическую базу с достаточной эффективностью подтверждает готовность внедрения новых инновационных проектов, стимулирующих развитие новых ресурсосберегающих технологий. Их реализация приведёт к значительному снижению затрат на металл (за счет компактности конструкций разрабатываемых вариаторов) и на энергию, затрачиваемую на производство единицы продукции, и обеспечит производство конкурентоспособных вариаторных устройств нового поколения.

Принцип работы вариатора и его составные части

Вариатор – бесступенчатая трансмиссия, обеспечивающая плавное изменение передаточного числа. Вариатор называют аббревиатурой CVT, что означает «постоянно изменяющаяся трансмиссия».

Основное преимущество вариатор перед другими типами автомобильных трансмиссий – эффективное использование мощности двигателя и экономия топлива. Достигается это плавным изменением передаточного числа и поддержанием необходимых оборотов двигателя. Из-за отсутствия передач достигается недоступная другим коробкам передач плавность движения.

Вариатор способен обеспечить максимально плавное движение автомобиля

Вариаторная трансмиссия состоит из следующих компонентов:

1. Механизм, подключающий и отключающий вариатор от двигателя

2. Сам вариатор

3. Механизм, необходимый для движения задним ходом

4. Система управления вариаторной трансмиссией

Существуют следующие типы механизмов, подключающих и отключающих вариатор от двигателя:

1. Автоматическое центробежное сцепление

2. Электронноуправляемое электромагнитное сцепление

3. Электронноуправляемое многодисковое мокрое сцепление

4. Гидротрансформатор (как в АКПП)

Чаще всего используется гидротрансформатор, так как он проверен временем и позволяет подключать и отключать вариатор плавно и без рывков. Это увеличивает ресурс и вариатора, и двигателя.

Клиноременный (клиноцепной) вариатор оснащен одной или двумя ременными передачами. Два шкива соединяются клиноременным ремнем. Шкивы – это два конуса, которые перемещаются и тем самым изменяют передаточное число. Ремень может быть резиновым или гибким металлическим. Резиновые ремни в настоящее время не применяют из-за их недолговечности.

Конструкция вариатора такова, что автомобиль не может двигаться назад. Для этого в трансмиссии есть специальный механизм – планетарный редуктор. Управляется вариатор также как и простая АКПП – селектором в салоне. Некоторые вариаторы оснащены возможностью выбора фиксированных предаточных отношений.

передача с плавным изменением частоты вращения ведомого вала.

Вариаторы



Область применения вариаторов

Вариаторы служат для плавного (бесступенчатого) изменения на ходу частоты вращения ведомого вала при постоянной частоте вращения ведущего вала.
Бесступенчатое регулирование скорости способствует повышению производительности работы машины вследствие возможности выбора оптимального режима, оно благоприятно для автоматизации и управления на ходу.

В качестве механизма главного движения в вариаторах применяют передачи разного типа – фрикционные, ременные, цепные. Их выполняют в виде отдельных механизмов с непосредственным контактом ведущего и ведомого катков, с промежуточным элементом (например, ремнем) и планетарные.

Одной из основных характеристик вариатора является диапазон регулирования, равный отношению максимальной частоты вращения ведомого катка n_2max к его минимальной частоте вращения n_2min:

Д = n_2max/n_2min = u_2max/u_2min.

Обычно для одноступенчатых вариаторов диапазон регулирования выбирают в пределах Д = 3…8.

***

Разновидности вариаторов

В зависимости от формы тел качения вариаторы бывают лобовые, конусные, торовые и другие.
Разработано большое число конструкций вариаторов с различными принципиальными схемами, в зависимости от назначения и применения в различных механизмах и машинах.
Многообразие конструкций вариаторов не позволяет систематизировать методы их расчетов.

Вариаторы подбирают по каталогам и справочникам, в зависимости от передаваемого крутящего момента, диапазона регулирования, частоты вращения ведущего вала и конструктивных особенностей.

***

Лобовые вариаторы

Лобовые вариаторы применяют в винтовых прессах и различных приборах. Бесступенчатое изменение частоты вращения ведомого вала достигается передвижением малого катка вдоль вала, т. е. изменением радиуса R₂.
Лобовые радиаторы допускают реверсирование вращения (передвижением малого катка из положения А в положение Б, см. рис. 2).

Рабочие поверхности катков лобовых вариаторов подвержены интенсивному износу вследствие существенной разницы скоростей на площадке контакта (геометрическое скольжение).
По этой же причине лобовые вариаторы имеют невысокий КПД.

Поскольку R₁ = const, диапазон регулирования лобовых вариаторов определяется по формуле:

Д = R_2max/R_2min.

***



Вариаторы с раздвижными конусами

Этот тип вариаторов имеет наибольшее применение в машиностроении. Промежуточным элементом вариаторов с раздвижными конусами является широкий клиновый ремень (см. рис. 3) или специальная цепь.
Плавное изменение частоты вращения ведомого вала достигается раздвижением ведущего и синхронным сближением ведомого конусных катков, т. е. изменением расчетных радиусов катков R₁ и R₂.

Максимальное и минимальное значение передаточного числа вариатора с раздвижными конусами определяется по формулам:

u_max = n₁/n_2min = R_2max/R_1min;
u_min = n₁/n_2max = R_2min/R_1max.

Клиноременные вариаторы просты и надежны в эксплуатации, стандартизированы.
Диапазон регулирования таких вариаторов Д ≤ 8.
При использовании широких ремней передаваемая мощность достигает 50 кВт при КПД η = 0,8…0,9.

Наглядно принцип работы клиноременного вариатора можно увидеть здесь.

Цепные вариаторы сложнее и дороже клиноременных, но компактнее, надежнее и долговечнее. Они обеспечивают постоянство передаточного числа из-за отсутствия проскальзывания.
Цепные вариаторы могут передавать мощности до 100 кВт и имеют диапазон регулирования Д ≤ 7.
КПД таких вариаторов η = 0,8…0,9.

Клиноременные и цепные вариаторы не способны осуществлять реверсивное движение ведомого вала.

***

Торовые вариаторы

Торовый вариатор состоит из двух соосных катков с тороидальной рабочей поверхностью и двух или трех промежуточных роликов (рис. 4).
Частоту вращения ведомого вала регулируют поворотом промежуточных роликов с помощью рычажного механизма, в результате чего изменяются радиусы поверхностей контакта R₁ и R₂.

Торовые вариаторы имеют наиболее совершенную и компактную конструкцию в сравнении с вариаторами других типов. Скольжение у них сведено к минимуму.
КПД достигает 0,95, диапазон регулирования Д ≤ 6,3.

Основные недостатки торовых вариаторов – сложность конструкции, высокие требования к точности изготовления и монтажа.
Особенностью торовых вариаторов является противоположное вращение ведущего и ведомого валов.
Реверсивное движение ведомого вала не осуществляют.

Текущее значение передаточного числа торовых вариаторов рассчитывают по формулам:

u = n₁/n₂ = R₂/R₁.

***

Многодисковые вариаторы

Многодисковые вариаторы состоят из пакетов ведущих и ведомых раздвижных конических дисков, прижимаемых пружинами (рис. 5).
Изменение частоты вращения ведомого вала в таких вариаторах осуществляется за счет перемещения ведущего вала относительно ведомого в направлениях, указанных на рис. 5 красными стрелками. При этом изменяется межосевое расстояние и расчетный радиус R₁ ведущих дисков.

При работе дисков в масляной ванне долговечность и надежность многодисковых вариаторов существенно повышается.

Передаточное число многодисковых вариаторов определяется по формулам:

u = n₁/n₂ = R₂/R₁.

Диапазон регулирования многодисковых вариаторов Д ≤ 4,5, КПД η = 0,8…0,9.

Применение многодисковых вариаторов позволяет уменьшить габариты конструкции при больших значениях передаваемой мощности.
Как и рассмотренные выше типы вариаторов (клиноременные, цепные, торовые), многодисковые не способны осуществлять реверсивное движение ведомого вала.

***

Кроме рассмотренных здесь типов вариаторов применяются и другие конструкции — конусные, двухконусные, дисковые, роликовые и т. д. Конструкции некоторых из них представлены на рисунке ниже.

***

Передача винт — гайка



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Коробка вариатор — принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Вариативная или бесступенчатая автоматическая коробка передач, еще недавно считавшаяся диковинкой, все чаще предлагается в современных модификациях моделей. Так, установка вариатора часто присутствует в новых автомобилях Ауди, Ниссан, Тойота, Хонда, Митсубиси и других ведущих автомобильных марок мира. Давайте рассмотрим, чем же хорош вариатор, каков принцип работы данного вида АКПП и каковы плюсы и минусы в сравнении с классическим автоматом.

Даже не будучи владельцем авто с вариативной коробкой, многие просматривая автомобильные издания или таблицы, в которых собраны технические характеристики, наверняка встречали слово вариатор. К автоматическим коробкам переключения передач все уже привыкли, а к механическим тем более. Вариатор же оказывается на слуху у большинства обывателей реже. Хотя он не является какой-то новой разработкой современных автокомпаний, а изобретен был еще несколько веков назад.

Самый первый вариатор придумал не кто иной, как Леонардо да Винчи в 1490 году, а патент на данный агрегат был выдан во второй половине ХIХ века. Стоит заметить, что способный ездить автомобиль с такой трансмиссией впервые появился только через пятьсот лет после ее изобретения – в 50-х годах ХХ века. Вариатор устанавливали на легковые машины марки DAF (тогда этот производитель еще занимался выпуском легковушек наряду с грузовиками). Впоследствии чем-то подобным оснащали и некоторые модели автомобилей Volvo, но широкого распространения такой вид АКПП не получил, в отличие от настоящего времени.

Устройство вариатора

Вариатор, или по-английски continuously variable transmission (CVT), внешне представляет собой ту же автоматическую коробку передач. С виду невозможно определить, что в машине установлен именно он, ведь рычаг его ничем не отличается от рычага обычной классической АКПП, даже режимы трансмиссии те же: P, R, N, D. Однако принцип работы вариатора совершенно другой, в нем нет привычного, фиксированного количества передач, таких как 1-я, 2-я и так далее. Передач в вариаторе огромное множество, они постоянно варьируются, отсюда и название самого устройства. Именно поэтому нет никаких толчков ни при трогании автомобиля с места, ни при переходах с одних оборотов на другие. Вариатор в процессе езды машины, по мере ее разгона и замедления, плавно и аккуратно меняет передаточное число.

Принцип работы вариатора

Среди вариаторов есть много типов, в зависимости от устройства. Это и цепные, клиноременные и тороидальные, но встречаются и другие виды привода. Самый распространенный среди них тип вариатора — клиноременный со шкивами переменного диаметра, о котором и пойдет речь далее.

Чтобы было немного понятнее, как устроен такой вариатор, можно представить себе две одинаковые трубки, расположенные параллельно и недалеко друг от друга. Если стянуть их резинкой и начать крутить одну из них, то сразу будет раскручиваться и другая, причем скорость их будет одинаковая. Однако если трубки будут разного диаметра, то соотношение скоростей будет совсем другое – более широкая трубка будет крутиться медленнее.

Принцип работы вариатора такой же, только диаметр таких вот цилиндров у него постоянно изменяется. Он состоит из двух шкивов, каждый из которых представляет собой пару конусов, расположенных вершинами друг к другу. Между этими шкивами зажат специальный клиновый ремень.
Каждая пара конусов, двигаясь в направлении друг к другу и обратно, изменяет рабочий диаметр шкивов. Когда конусы будут раздвигаться, ремень, обращенный к ним ребрами, будет проваливаться в середину шкива и огибать его по меньшему радиусу. При движении конусов друг к другу радиус получится, наоборот, больший.
Управляет шкивами обычно гидравлическая система, которая строго синхронизирует сближение конусов одного шкива и расхождение конусов другого. Один из шкивов расположен на ведущем валу, идущем от двигателя, а второй – на ведомом, идущем к колесам. Благодаря этому возможно наладить изменение передаточного отношения в очень широком диапазоне.
Для обеспечения возможности совершения автомобилем заднего хода в коробке-вариаторе предусмотрен специальный узел, который меняет направление вращения выходного вала. Этим узлом может являться, например, планетарная передача.

Ремень вариатора

Особого внимания требует вопрос о том, какой же ремень используется в вариаторе. Потому что обычный текстильный прорезиненный ремень, используемый для привода генератора или кондиционера и прочем подобном оборудовании, здесь не подойдет, так как его ресурс будет очень маленьким — он скоро износится. Клиноременные вариаторы имеют ремни с весьма сложным строением.
В качестве ремня может быть использована лента из стали со специальным покрытием либо совокупность стальных лент (тросов) со сложным сечением, с нанизанным на них множеством тонких стальных пластинок в форме трапеции. Края этих пластинок соприкасаются со шкивами. Стоит отметить, что именно такое устройство позволяет ремню иметь толкающие свойства, способность передавать мощность не только той своей частью, которая бежит к ведущему валу, но и обратной. В этой ситуации обычный ремень просто бы сложился, попытавшись передать сжимающее усилие, а стальной, наоборот, становится более жестким.
Также выступать в роли ремня вариатора может и широкая стальная цепь из пластин, своими краями контактирующая с конусами шкивов. Такой ремень, в частности, используется в вариаторах, устанавливаемых на автомобили Audi.

Смазка цепи осуществляется особой жидкостью, которая способна изменять свое фазовое состояние при сильном давлении на нее в месте, где она соприкасается со шкивом. Поэтому цепь способна передавать довольно большое усилие, почти не проскальзывая, хоть площадь контакта совсем небольшая.

Чем хорош вариатор

В зависимости от того, какая программа выбрана, вариатор будет самостоятельно менять при разгоне передаточное число. При езде на автомобиле с обычной коробкой осуществляется постепенное переключение передач и увеличение оборотов двигателя. А автомобиль с вариатором набирает скорость на неизменных оборотах, соответствующих максимальной величине крутящего момента. Изменяется при этом передаточное отношение.
Тем, кто пересядет с машины, работающей с привычной коробкой передач, на авто с вариатором, будет наверняка некомфортно набирать разгон. Ведь, после нажатия водителем педели газа двигатель выходит сразу на высокие обороты, и в течение всего набора скорости продолжает оставаться на них, при этом двигатель работает на высоких оборотах, издавая довольно ощутимый рев. Зато темп разгона у таких автомобилей выше, чем у машин с традиционной АКПП, и это можно отнести в плюсы вариатора.
Иногда настройки вариатора делают такими, что разгон с его помощью по ощущениям напоминает разгон с ростом оборотов двигателя. Конечно, когда автомобиль двигается в гору или замедляется, вариатор не останется на высокой передаче, даже если нажимать педаль газа. Его шкивы просто передвинутся назад для повышения выходного крутящего момента.
На некоторых машинах существует возможность устанавливать режим с определенным количеством так называемых «виртуальных» передач, между которыми вариатор будет переключаться подобно классической АКПП. В таком случае можно переключать эти установленные передачи даже самостоятельно, как на коробке-автомат с наличием ручного последовательного режима.

Минусы вариатора

Несмотря на такое большое количество достоинств, вариатор не лишен и недостатков. Одна из проблем – неспособность работать с более современными мощными двигателями, поэтому вариаторы и начали распространяться преимущественно в автомобилях компактного и среднего класса.
Однако нельзя не отметить, что создаются и такие вариаторы, которые способны на большее. Например, клиноременный вариатор с цепью Multitronic успешно работает на Audi A4 2.0 TFSI, мощность двигателя которого составляет 200 лс. А внедорожник Nissan Murano с двигателем V6 на 3,5 литра, развивающим 234 лс, оснащается клиноременным вариатором X-Tronic. Это чуть ли не самая крупная и тяжеловесная модель, на которую устанавливается вариатор. И при современном развитии технологий это, скорее всего, еще не предел.
Еще одним недостатком вариаторов является их дорогостоящее обслуживание и ремонт, а также потребность в специальной трансмиссионной жидкости, которая тоже обходится недешево. Для работающего на ремне вариатора замена ремня требуется каждые 100-150 тысяч км пробега. Замена масла на вариаторе может производиться чуть реже, чем в коробках-автомат (раз в 40-50 тысяч км), но и стоит оно гораздо дороже.
Несмотря на указанные минусы, вариаторы все-таки приобретают все большую популярность, причем стоимость их ниже, чем хороших автоматических коробок.
Благодаря тому, что в вариаторе число передач не ограничено, двигатель получает возможность работать на самых благоприятных для него режимах, будь то необходимость сильного и резкого разгона или неспешность при спокойном движении. Поэтому модели, оснащенные бесступенчатыми автоматическими коробками передач, считаются высокоэкономичными и в то же время обладающими высокой динамикой.

Стоит также отметить, что в последние годы идет тенденция к увеличению количества передач в коробках-автомат. Новейшие модели автоматических трансмиссий для легковых автомобилей насчитывают уже 8 и даже 9 ступеней. Такие меры принимаются как раз для достижения максимально возможной топливной выгоды и динамики разгона. Не исключено, что в ближайшем будущем начнут появляться АКПП с десятью, а то и с двенадцатью ступенями. Но все же вариаторы уже давно занимают то место в автомобильном мире, куда обычным автоматическим коробкам передач с их планетарными передачами-переключателями не добраться никогда. Потому что количество передач, имеющихся у вариатора, сосчитать просто невозможно.

Приятное с полезным | ГК «БИЗНЕС КАР»

В жизни часто бывает так, что очень полезная еда оказывается не самой вкусной. Нечто похожее характеризует историю появления на автомобилях вариатора. Самое главное его достоинство — плавное изменение передаточного числа, то есть у него бесконечное число передач. Это позволяет подобрать для любой скорости и любой нагрузки именно то передаточное отношение, с которым силовой агрегат работает наиболее эффективно. Иными словами, происходит максимально возможная адаптация внешней скоростной характеристики двигателя к условиям движения. Очень полезное качество, но многих водителей ранние автомобили с вариатором разочаровывали: при нажатии на педаль акселератора двигатель не увеличивал обороты, а зависал на одной частоте, утомляя сидящих в салоне монотонным воем.

Но значительным недостатком все, кто так или иначе сталкивается с подобным типом АКП, считают её «заторможенность» при резком старте с места — автомобиль трогается так, как будто бы у него за кормой находится отнюдь не лёгкий прицеп. Причина кроется в особенности такой трансмиссии — она не может передавать значительный крутящий момент (а при резком старте возникает его всплеск). Поэтому конструкторы искусственно «душат» мотор с целью недопущения разрушения ремня. Так что решить проблему с медленным разгоном просто установкой более мощного двигателя практически невозможно.

Три в одном

Но разработчики совершенствовали вариаторы и достигли определенных успехов. Однако бесступенчатые коробки передач оставались типичной трансмиссией для небольших автомобилей, которым экономия топлива важнее иных характеристик. К началу XXI века эти проблемы частично удалось решить — автомобили Toyota c CVT появились в августе 2000 года, и их трансмиссия включала не только клиноременный вариатор, а ещё и гидротрансформатор, привычный по традиционным конструкциям «автоматов». Но совершенству нет предела, и в 2018 году вариаторы Toyota сделали очередной шаг в развитии.

Трансмиссия Toyota Direct Shift-CVT, разработанная совместно с компанией Aisin AW, получила в дополнение к вышеупомянутому шестерёнчатую первую ступень. То есть она объединила принципы всех основных типов трансмиссии — классической гидромеханической, «механики» и ­вариатора.

Главная особенность — так называемая Launch Gear, «передача для трогания». При старте в коробке задействуется пара шестерён, и крутящий момент от двигателя передаётся к дифференциалу через неё.

Трогание и первоначальный разгон — один из самых сложных режимов движения автомобиля, это знают все, кто обучался вождению на машинах с механической КП. Двигатель должен преодолеть инерцию автомобиля, и для этого нужен максимально реализуемый крутящий момент. Решение Toyota именно это и обеспечивает.

Шестерёнчатая передача имеет гораздо более высокий коэффициент полезного действия, а также выдерживает значительно большую нагрузку, чем шкивы и ремень вариатора. За плавность трогания здесь отвечает гидротрансформатор — такой же, как в традиционных гидромеханических «автоматах». На «механической» первой передаче автомобиль разгоняется быстрее и создаёт у водителя ощущение обратной связи с автомобилем. И лишь после набора скорости примерно до ­25–60 км/ч (в зависимости от интенсивности нажатия на педаль акселератора) подключается клиноременная пара.

Главная особенность трансмиссии Direct Shift-CVT – так называемая Launch Gear, то есть «передача для трогания». На «механической» первой передаче автомобиль разгоняется быстрее.

Активация стартовой передачи осуществляется
с помощью соленоида.

Новейший лопаточный насос позволяет
намного быстрее перемещать шкивы.

Вариатор — автомобильная коробка передач будущего?

Автор: Стивен Эшли (Steven Ashley) Источник: AllBusiness.com Перевод: Андрей Далимаев 14997 3 Вариатор — это оптимальный способ изменения передаточного отношения между силовым агрегатом автомобиля и его колёсами. Новые природоохранные предписания и улучшенная конструкция могут сделать бесступенчатую трансмиссию с ременным приводом системой переключения передач будущего. Вариатор — бесступенчатая коробка передач с неограниченным количеством передаточных чисел — почти так же стар, как и сам автомобиль. В 1886 году, в Германии, например, пионеры автомобилестроения Даймлер (Daimler) и Бенц (Benz) свой первый автомобиль с бензиновым двигателем оснастили резиновым клиноременным вариатором. С тех пор было предпринято множество попыток оборудовать автомобили такими автоматическими коробками передач, вспомните, к примеру, британскую тороидальную тягово-роликовою вариаторную систему «Torotrak». Сегодня их аналоги с зубчатой передачей — и ручные, и автоматические — взяли на себя задачу передачи мощности и крутящего момента от двигателя автомобиля колесам. В течение прошлого столетия автомобилестроители и фирмы-поставщики трансмиссий совершенствовали традиционную конструкцию коробки передач и инвестировали огромные денежные суммы в заводы, необходимые для их массового производства. Несмотря на бесспорное господство коробки передач, автомобильная бесступенчатая трансмиссия (continuously variable transmission — CVT) всё ещё в ходу, и, если верить инженерам нидерландского «Van Doorne’s Transmissie B.V.» («VDT») из Тилбурга — разработчикам современной вариаторной технологии, — её время приближается. Эмери Хендрикс (Emery Hendriks) — генеральный директор научных исследований и разработок компании «Van Doorne» — считает, что для этого много причин, но главным образом две: во-первых, экономия топлива и динамические характеристики, обеспеченные новейшим вариатором, не уступают и даже оставляют позади сегодняшние сложные и дорогостоящие коробки передач, которые, как утверждает Хендрикс, начинают достигать пределов практичности и экономической целесообразности. Во-вторых, все более ужесточающиеся правительственные нормативные акты в отношении расхода топлива (требования американского Закона о среднем расходе топлива автомобилями, выпускаемыми корпорацией) и выхлопных газов вынуждают автоинженеров рассмотреть возможность использования высокоэффективных стационарных двигателей, предназначенных работать в ограниченном диапазоне числа оборотов — все в пользу бесступенчатой трансмиссии. В дальнейшем все эти природоохранные предписания, наверно, вынудят разработку транспортных средств с гибридным приводом, использующих разнообразные односкоростные силовые агрегаты — применение бесступенчатой трансмиссии тут как нельзя кстати. Современная бесступенчатая трансмиссия CVT состоит из многосегментного стального толкающего ремня, который проходит между парой шкивов переменной ширины, чьи внешние поверхности образуют мелкие конусы. Ремень, который включает в себя сотни тонких стальных пластин или элементов, скрепленных стальными пружинящими лентами, перемещается в клиновидных канавках, образованных внешними сторонами конусов. Каждый шкив нажимает на элементы ремня по мере их движения по кругу. Управляемый коленчатым валом входной шкив выталкивает стек элементов в выходной шкив, вызывая его вращение. Данная конфигурация толкающего ремня может передавать крутящий момент, который разорвал бы обычный «тяговый» приводной ремень на кусочки. При необходимости изменения передаточного числа, конусы шкивов гидравлически сдвигаются (раздвигаются), вызывая дальнейший ход ремня от (к) вала, эффективно увеличивая (уменьшая) диаметр шкива. В результате мы получаем плавное переключение передач, «неограниченное» число этих «передач», и потенциально больший диапазон механического преимущества. Несмотря на свою относительную неизвестность, есть несколько признаков того, что вариаторные технологии идут в гору. Большинство американцев с удивлением узнают, что в настоящее время более чем у миллиона малолитражных автомобилей японского и европейского производства, в том числе «Fiat», «Ford», «Nissan», «Subaru», и «Volvo», — под капотом CVT, разработанная «Van Doorne». Используя технологию, лицензированную у «Van Doornе», такие блоки бесступенчатых трансмиссий производятся в основном «Fuji Heavy Industries Ltd.» и предприятием «Ford of Europe» на больших специализированных заводах, расположенных соответственно в Ойзуми (Япония) и Бордо (Франция). Улучшение топливной экономичности “Мы думаем, что будущее вариатора в его топливной экономичности”, — заявил Билл фон Шэарденберг (Bill van Schaardenburgh) — менеджер по специальным проектным операциям компании «Ford of Europe», которая инвестировала значительные средства в производство вариаторных технологий. “После долгого и трудного старта, «Ford of Europe» начала производство вариаторов для 16-клапанных моделей двигателей — 1,3-литровых «Fiesta» и 1,6-литровых «Escort»”. По его словам, завод компании «Ford» в Бордо обладает годовой производительностью в 125 тыс. единиц, с возможностью расширения до 150 тыс. штук в год. Тем временем, «Fuji Heavy Industries» («FHI») продолжает сборку вариаторов, лицензированных «Van Doorne», для «Subaru», «Nissan» и «Fiat» на своем заводе в Ойзуми, который способен производить около 200 тыс. коробок в год. “Мы были убеждены в надежности конструкции и производственного процесса вариаторов”, — сказал Йошиаки Касай (Yoshiaki Kasai), директор «FHI» по проектному планированию. «Nissan Micra K10» Особый успех вариатора — небольшой автомобиль «Nissan Micra». «Мы хотели, чтобы «Micra» была удобна для города и комфортна на шоссе. А вариатор тут — естественный выбор», — говорит Мотоя Усами (Motoya Usami), вице-президент по товарно-рыночной стратегии компании «Nissan Europe». — “Мы добавили электронные элементы управления базовой бесступенчатой трансмиссии CVT, в результате чего была создана N-CVT”. Потребительский отклик, как отмечает Усами, был очень позитивен: “После успеха «Micra», «Nissan» обдумывает применение вариатора и на крупных, и на небольших автомобилях”. Например, «AP-X», новый концепт-кар «Nissan», представленный на последнем токийском автосалоне, оснащён вариатором и среднеразмерным двигателем мощностью в 250 л. с. В то же время, более продвинутые вариаторы для более крупных транспортных средств разрабатываются компаниями «VDT» и «ZF Getriebe» в городе Пассау (Германия), крупнейшими европейскими изготовителями трансмиссий. К примеру, инженеры «Van Doorne» установили вариатор новой конструкции в два минивэна «Chrysler Voyager», которые демонстрируют общее повышение топливной экономичности примерно на 10 % и улучшенные характеристики ускорения на дорожных тестах. Кроме того, у германских «Porsche AG» в Вайссахе, штутгартского предприятия «Robert Bosch» и других компаний в стадии разработки сложные вариаторные системы с электронным управлением, предназначенные для будущих автомобилей. Вероятно, самым впечатляющим применением таких бесступенчато-регулируемых передач стал гоночный автомобиль c вариатором «Canon-Williams Renault Formula One», который приводится в действие двигателем «Renault V10» мощностью 800 л. с.. Технический директор компании Williams Патрик Хед (Patrick Head) уверен, что этот автомобиль, вероятно, сегодня выигрывал бы гонки, если б изменения правил в середине 1993 года не запретили бы такие «средства помощи водителю» как активную подвеску, трэкшн-контроль и бесступенчатую трансмиссию. Гоночная команда «Williams» в 1990 году начала программу установления бесступенчатой трансмиссии на автомобили «Формулы 1» “для достижения большего числа оборотов двигателя на километр пробега, так что вообще-то мы обеспечили более эффективное использование потенциала мощности двигателя”, — уточнил Хед. Наконец, по данным прессы автопрома, крупнейший японский автопроизводитель планирует довезти седан, оборудованный вариатором, — по слухам, Honda Civic, — к берегам США в 1996 году. «Subaru Justy» Если вариаторные технологии столь многообещающи, почему же они не нашли большего применения? Полюбуйтесь хотя бы на далеко не самые восторженные отклики американской общественности на «Subaru Justy», оборудованную вариатором, в конце 1980-х. Хотя неудачу японских машинок на американском рынке можно объяснить другими факторами (помимо инновационной системой передачи мощности), — американские водители, как правило, воспринимают незнакомую бесступенчатую трансмиссию «Justy», как вялую и шумную. К примеру, при старте с места, скорость двигателя этого «Justy» подскочит до относительно высоких постоянных оборотов в минуту, а машина же будет ползти постепенно, «догоняя» легко разгоняемый эластичный двигатель лишь на высоких скоростях. Автоинженеры называют это «эффектом резинки» или «рогатки». Маленькая малолитражка также оставляла общее впечатление о том, что вариаторы пригодны только для небольших автомобилей с небольшими силовыми агрегатами. Немного внимание было уделено тому, что вариатор (CVT) предлагает показатели топливной экономичности и ускорения близкие к обеспеченными дополнительной пятиступенчатой механической коробкой передач. Научные исследования и разработки Тот, кто никогда не терял веру в концепцию вариатора — это Хаб ван Дурн (Hub van Doorne), который в 1958 году представил автоматическую бесступенчатую коробку передач («Variomatic CVT»), базирующуюся на двойной резиновой клиноремённой системе, используемой в трансмиссиях тяжелого машиностроения. Сначала их можно было использовать только на маломощных автомобилях, но дальнейшие усовершенствования резиновых клиновых ремней сделали их пригодными для двигателей объемом до 1,4 л. Впервые под маркой «DAF», голландской автомобильной компании, и с 1975 под маркой «Volvo» в Голландии около 1,2 млн. автомобилей были оснащены автоматической бесступенчатой коробкой передач. «DAF 66 Coupe», затем «Volvo 66» В середине 1960-х голландские автомобильные исследователи изучали разработку более компактных вариаторов, которые можно соединить с более мощными двигателями. После анализа был сделан вывод, что металлорёменный вариатор может достичь большей «величины удельной мощности», чем фрикционный привод. Мало того, когда металлический толкающий клиновый ремень сравнили с клиновыми цепями, первый вышел вперёд. В начале 70-х, ван Дурн сформировал расчётно-испытательную инженерную группу (позже известную как «VDT») с целью разработать вариаторную технологию, способную работать с более крупными двигателями, а это означало разработку лучшего приводного ремня — важнейшего компонента бесступенчатой трансмиссии. В середине 1960-х голландские автомобильные исследователи изучали разработку более компактных вариаторов, которые можно соединить с более мощными двигателями. После анализа был сделан вывод, что металлорёменный вариатор может достичь большей «величины удельной мощности», чем фрикционный привод. Мало того, когда металлический толкающий клиновый ремень сравнили с клиновыми цепями, первый вышел вперёд. В начале 70-х, ван Дурн сформировал расчётно-испытательную инженерную группу (позже известную как «VDT») с целью разработать вариаторную технологию, способную работать с более крупными двигателями, а это означало разработку лучшего приводного ремня — важнейшего компонента бесступенчатой трансмиссии. Интересно, что принцип стального толкающего ремня был открыт случайно. Цитируем Эмери Хендрикса: “Инженеры начали с ременной конструкции, состоящей из тонких стальных лент-хомутиков, но они были так сильно загружены шкивами, что прогибались”. Он говорит, что следующим шагом было добавление подвижных опор, которые предотвращали сгибание лент. После некоторых первоначальных испытаний “инженеры выяснили, что опорные блоки передавали крутящий момент, толкая друг друга по контуру шкивов”. Получившийся толкающий клиновый ремень состоял из нескольких тонких стальных стяжных хомутиков, соединяющих V-образные блоки. Во избежание трения общее допустимое отклонение от стандартного размера у этих лент было очень ограничено. Эти блоки толщиной от 3 до 6 миллиметров могли свободно перемещаться по ленте, подталкивать друг друга, тем самым, передавая крутящий момент. Осевые валики прикрепляли эти ленты-хомутики к блокам. К сожалению, высокая точность механической обработки, необходимая для контакта поверхностей, сделала эту толкательную систему дорогой. В 1978 году, «VDT» начала маркетинговое апробирование толкательно-вариаторной системы на двухстах «Fiat Ritmo/Strada» (с 1,5-литровым двигателем), имеющих центробежное сцепление и передаточное число равное 4. «Fiat Ritmo/Strada 1978» Позже, было разработано более продвинутое и более дешёвое ременное устройство, работающее по тому же принципу механической передачи толчка. Инженеры «VDT» заменили блоки с жёлобами V-образного профиля тонкими клиновидными элементами, насаженными на 2 ряда тонких металлических лент, которые входят в пазы по бокам элементов. Этот так называемый «стандартный ремень» состоит примерно из 300 элементов шириной в 24 мм и толщиной 2—2,2 мм, а также двух рядов с 10 лентами в каждом. Многослойные ровные стальные ленты предоставляют силу предварительного натяжения, направляющую элементы на прямые участки дорожек ремня. Ленты передают немного крутящего момента, оставляя эту задачу стеку элементов. V-образные желобки шкивов из поверхностно-упрочнённой стали, по которым проходит ремень, образуют угол в 11 градусов. По сути, новый клиноэлементный ремень — бесконечная вереница тонких, металлических пластин трапециевидной формы, фиксируемых осевой силой, которая производиться гидравлическим давлением, действующем на направляющие ролики. По мере растяжения лент, данные элементы передают крутящий момент, подталкивая друг друга. Таким образом, благодаря контактному нажатию между элементами и шкивами, входной крутящий момент можно преобразовать в силы трения в поперечном направлении. Сумма сил трения вызывает поперечные нагрузки, возникающие при боковых толчках, в стеке элементов, которые передают крутящий момент от ведущего шкива ведомому. В ведомом шкиве боковые нагрузки преобразуются в выходной крутящий момент. «Данные элементы подаются от ведущего шкива ведомому по ряду хомутов с предварительным натягом», — разъяснил Хендрикс. «Преимущество такого типа ременной конструкции состоит в том, что расстояние между элементами (так называемый «питч») очень мало, в результате чего достигается низкий уровень шума». Обычно два клиновидных многороликовых блока — конусы, вершины которых лежат на осевой линии блоков. Когда оба многороликовых блока переместятся в сторону оси на одинаковое расстояние в противоположных направлениях, и то же самое произойдет с другим роликом, но в противоположном направлении, клиновой ремень сместится на иной радиус. Инженеры «VDT» выбрали не такую — менее тщательно продуманную — конструкцию, в которой 2 поперечно расположенных многороликовых блока, закреплены на своих валах в осевом направлении, тогда как остальные могут перемещаться. Ремень выстраивается точно в отношении скоростей 1:1, но при других параметрах возникает некоторое смещение. Чтобы это отклонение не доставило неприятностей, данные клиновидные направляющие ролики нужно сделать слегка выпуклыми, что позволит удержать ремень в устойчивом положении. Две различные схемы размещения CVT для поперечно расположенных двигателей были разработаны фирмой «VDT» (или в сотрудничестве с ней). В таких системах используется клиноэлементный ремень, а диапазон передаточного отношения у них в районе 5. Бельгийские «Ford» и «VCST» («Vehicle Components St. Truiden», бывший «Volvo Car St. Truiden») используют модель «З811 СVT» с планетарной передачей для переключения переднего\заднего хода в сочетании с двумя многодисковыми муфтами сцепления, работающими в масле. У версии «FHI» (модель «P821») есть магнитопорошковое сцепление с электронным управлением. Производство важнейших компонентов Дик Сибелт (Dick Siebelt), менеджер по ременной продукции и технологическим процессам подчеркивает, что хотя «Van Doorne» и предоставляет лицензии на свои вариаторные технологии другим фирмам, она делает важнейший компонент системы — ремень — сама. Для изготовления ременных хомутов или лент, листы из стали с высокой усталостной прочностью закатываются в трубы и разрезаются на петли в процессе продольной резки. Затем эти петельки растягиваются до нужных размеров путем прокатки, после чего ленты подвергаются отжигу для снижения внутренних остаточных напряжений, точно обрабатываются до заданного размера, и закаляются, после чего азотируются для упрочнения поверхности. Далее следуют заключительные измерения, и ленты объединяются в подобранный комплект. Сибелт заметил, что элементы с малыми допусками изготовляются с использованием методов аналогичных тем, которые применяются для производства высокоскоростных зубчатых передач или роликовых подшипников. Размерная точность элементов из стали для зубчатых колёс, должна быть выверена до микрона. Для этого сначала вырезают высокоточную заготовку, после чего они закаляются, зачищаются и подвергаются обдувке металлической дробью. На этом этапе они проходят сложную сортировку и отбор, чтобы соответствовать элементам аналогичных размеров. “Критический размер — это высота той опоры, где проходят ленты”, — говорит Хендрикс. — “Ввиду фрикционных свойств важно иметь гладкую поверхность, поэтому внутренняя поверхность шлифуется. Все элементы должны поддерживать ленты, сохраняя одинаковую схему распределения нагрузки, иначе возникнут местные перегрузки”. Норт Либрэнд (Nort Liebrand) — заместитель директора-распорядителя «VDT» — отметил, что целями совершенствования процессов массового производства толкающего ремня были повышение качества, расширение применения и снижение затрат. Также, он добавил, что уже произошло довольно «замечательное» уменьшение затрат, поскольку цена системы сократилась вдвое за прошлые шесть лет. Либрэнд прибавил, что ожидания компании дальнейшего на 30—40 % понижения цен в течение следующих пяти лет весьма реалистичны. Вариаторы следующего поколения Вариаторная система последнего слова техники под названием «модель P884», была установлена в два 3,3-литровых минивэна «Chrysler Voyager», которые продемонстрировали данные по топливной экономичности процентов на 10 лучше, чем аналогичные автомобили, оснащённые 4-ступенчатой автоматической коробкой переключения передач, а также улучшение на 1 секунду в ускорении с 0 до 62 миль в час (около 99,8 км/ч). Трансмиссия «P884» с максимальным диапазоном передаточного отношения в 5,8 оборудована системой с толкающим ремнём в 30 мм шириной и 1,5 мм толщиной, способной работать при крутящем моменте до 300 Н∙м. Хендрикс признается, что вариаторы «Voyager»’а отчасти продиктованы желанием продемонстрировать автопроизводителям высокие способности по передаче крутящего момента у бесступенчатой трансмиссии. Инженеры «Van Doorne» были уверены в этом результате, потому что десятилетие назад они опробовали 40-миллиметровый ремень на 16-тонном грузовике, который мог поддержать максимальный крутящий момент 400 Н∙м. Хендрикс сообщает, что ещё у «P884» есть полное электронное управление передаточным числом и линейным давлением, блокируемый гидротрансформатор крутящего момента, а также шиберный насос, управляемый по объёму и потоку. Он объяснил некоторые доводы инженеров «VDT» в пользу таких доработок системы: Гидротрансформатор — гидромуфта, которая смягчает ударные нагрузки трансмиссии — с ограниченным повышением крутящего момента и блокировочной муфтой на электронном управлении, обеспечивает лучшие характеристики набора скорости при начале движения, а также больший диапазон передаточных чисел. Увеличенное передаточное отношение способствует снижению расхода топлива, а гидротрансформатор оставляет набор скорости при трогании с места адекватным вкусу американских водителей. Блокировочная муфта с электронным управлением блокирует закрытие сцепления на низких скоростях, в зависимости от условий движения. Таким образом, ненужных потерь мощности, вызванных «открытым» трансформатором, удается избежать. Гидравлическое линейное давление важно для обеспечения достаточной осевой нагрузки на систему шкивов во избежание проскальзывания ремня. Чрезмерно высокий уровень давления стал бы причиной потерь мощности на толкающем ремне и насосе. Хендрикс соглашается, что в идеале, хотелось бы, чтобы система работала как раз на пределах проскальзывания. В связи с неожиданными динамическими условиями при езде, должен быть добавлен запас прочности. Специальный датчик управляет необходимым давлением в трубопроводе. Вариаторные системы управления оперируют частотой вращения двигателя. Более независимое отношение между скоростью вращения двигателя и скоростью транспортного средства в вариаторе по сравнению с другими типами трансмиссий позволит работать двигателю при более постоянных условиях или сохранять оптимальный режим при изменении условий движения. Свобода выбора различных отношений между положением дроссельной заслонки и частотой вращения двигателя предоставляет возможность оптимизации расхода топлива, уровня выбросов, характеристик и удобства вождения. Зигфрид Голль, руководитель отдела трансмиссий для легковых автомобилей компании «ZF» напоминает, что аналогичный подход был проявлен инженерами «ZF» при разработке их передовых бесступенчатых трансмиссий для среднеразмерных легковых автомобилей. Он рассказывает, что за последние несколько лет, «ZF» инвестировала более 50 миллионов немецких марок в разработку и сборку опытных образцов бесступенчато-регулируемой автоматической коробки передач «ZF-ECOtronic CVT», для автомобилей с 1,5—2,5-литровыми двигателями — значительной части европейского рынка. «CFT 20 E ZF-Ecotronic» — система с электронным управлением, оборудованная гидротрансформатором, насосом с управлением по объёму и потоку, а также электрогидравлическим блоком управления — может работать при крутящем моменте в 210 Н∙м и требует на 10 % меньше топлива, чем обычные автоматы. “Опытные образцы нам нужны были, чтобы убедить автопроизводителей”, — пояснил Голль. План компании состоит в том, чтобы продавать блоки CVT по цене 4-ступенчатой автоматической коробки передач, стремясь к числу продаж в 200 тыс. и более в год. “Мы ведем переговоры с большинством европейских автомобилестроителей, однако никаких решений принято не было. Мы планируем начать серийное производство в 1997—98 году”. Стратегии в области электронного управления Прочие фирмы сосредоточены на усовершенствовании элементов управления для вариаторов следующего поколения. «Интеллектуальная» автоматическая коробка передач, предоставляющая выбор между удобным автоматическим и активным ручным переключением передач «Tiptronic» компании «Porsche» и система «Mastershift» производства «Bosch» — примеры средств управления коробкой передач, которые реагируют на желание водителей и приспосабливаются к их поведению. В настоящее время механическая часть — лимитирующий фактор, ввиду ограниченного диапазона передаточных отношений и постоянного количества передаточных чисел. Идея, лежащая в основе системы «Bosch Mastershift» — связь через системную шину всех подсистем, влияющих на расход топлива, в том числе электронное управление коробкой передач, блоки электронного управления двигателем и электронного управления положением дроссельной заслонки. С «Mastershift», все функции активируются особым уровнем ускорения или замедления по желанию водителя. Система распознает это желание по изменению положения педали газа, преобразующегося в электрические сигналы. На основе этих данных электронный блок управления и соответствующее программное обеспечение рассчитывает мощность двигателя и лучшее передаточное число, необходимые для данного манёвра. Благодаря особой «нечёткой» логике управления с высказываниями не только «истина» и «ложь», но и с любыми промежуточными, эта система может приспособить выбор передаточных отношений к стилю водителя, а также текущей обстановке на дороге и условиям движения. «VDT» и «Bosch» сотрудничают с «Porsche» в разработке «CVT» версии «Tiptronic», известного как «CVTip». С помощью этой системы, переключения вниз и вверх происходят под влиянием дополнительных входных сигналов от системы датчиков боковой составляющей ускорения для обеспечения более спортивных характеристик. “Вариатор обеспечивает оптимальное управление при различных обстоятельствах”, — заявил Макс Уэлти (Max Welty), директор гоночного отдела «Porsche». — “Это особенно важно для спортивных автомобилей. Для идеального сочетания комфорта и спортивности, Porsche разработала стратегию в области управления CVTip”. “Вариатор даёт новые возможности”, — продолжает Уэлти. — “Он позволяет вам ехать и ускоряться, постоянно задействуя полную мощность. Мы считаем, что вариатор предлагает лучшую возможность разрешения конфликта между большей мощностью и экономией топлива. Я убеждён, что будущее за вариатором, — не только в гоночных автомобилях, а и в серийных моделях тоже”. Карл-Хайнц Штель (Karl-Heinz Stehle) — менеджер по разработкам в области трансмиссий германского центра «R&D» компании «Porsche» в Вайссахе — подтверждает это мнение: “Наша система «CVTip» — сознательно созданный инструмент на рынке, чтобы познакомить клиентов с новой технологией. Большая подготовительная работа подтвердила наши предположения о вариаторе и полностью оправдала все наши ожидания”. Вариатор R&D Хендрикс сообщает, что текущие исследования в «Van Doorne» направлены на совершенствование характеристик набора скорости и комфорта при начале движения, увеличение КПД при частичной нагрузке и, следовательно, снижении расхода топлива, особенно в городском цикле, а также расширение выбора режимов вождения. В конечном счёте, «VDT» занимается изучением того, как сделать так, чтобы у бесступенчатой трансмиссии диапазон передаточного отношения был больше 6, что поможет сравнять её с 8-ступенчатой коробкой передач. Он делает вывод, что интеграция управления двигателем и бесступенчатой трансмиссией откроет окно к управлению приводом и оптимизации сочетания «двигатель-вариатор». Все увеличивающаяся сложность и стоимость современных управляемых электроникой автомобильных двигателей также представляется нам стимулом к интегрированному дизайну привода, оборудованному вариатором и стационарным силовым агрегатом. Наконец, в более отдаленном будущем, по оценкам «VDT» возможно в 2000 году, есть вероятность использования бесступенчатых трансмиссий в гибридных автомобилях с газотурбинным, электрическим или комбинированным инерционным (маховичным) приводом. Опубликовано 10.02.2012 Читайте также Аккумулирование энергии при торможении и гибридные приводы При торможении теряется от 15 до 60 % кинетической энергии. На математических моделях было установлено, что если бы использовалось лишь несколько процентов этой энергии, то в условиях городского движения расход топлива автомобилем снизился бы на 20 – 30 % Шины Шины оказывают большое влияние на расход топлива. Комментарии

Конечные передаточные числа |

Сообщение snakebit от 27 июля, 2009 8:51:00 GMT -5 Передаточные числа главной передачи Из-за того, что я просто искал, чем заняться, я искал в Интернете передаточное число главной передачи для своего шутера. {Roketa Fiji 150 производства Jonway}. Хотя мне не удалось найти ничего, относящегося к Roketa или другим китайским скутерам, продаваемым в США.S, что я знаю. Я наткнулся на пару производителей скутеров с двигателем GY6, которые, насколько мне известно, не продаются в США. . Их спецификации для одного были 22,39 — 6,89, а для другого — 22,39 — 7,20. В основном (на мой взгляд) эти скутеры имеют двухступенчатую трансмиссию. Первая ступень имеет переменное передаточное число от 22,39 до где-то между 6,89 и 7,20 в зависимости от конфигурации коробки передач (и или других вещей, к которым я вернусь через минуту). Вторая ступень снова имеет фиксированное передаточное число 6.89-7.20. Теперь все зависит от того, позволяет ли правильное сочетание веса ролика и прочности пружины сцепления на первом этапе достичь соотношения 1-1. Кажется возможным, что и 6,89, и 7,20 могут иметь одинаковую передачу в коробке передач, но один, скажем, работает с роликовыми грузами до минимума, чтобы преодолеть силу пружины сцепления, по крайней мере, в пределах диапазона оборотов, с которым мы работаем, что может не позволить переменной ступени достичь передаточного числа 1-1, тогда общее передаточное число главной передачи будет другим.Я считаю, что длина ремня больше связана с нижним пределом (число 22,39), чем с окончательным соотношением. Более короткий ремень может немного удерживать шкив сцепления в открытом положении, что означает, что вы начнете с немного более высокой передачи. Пока комбинация веса ролика и пружины сцепления допускает соотношение 1-1, единственное отличие одной настройки от другой состоит в том, чтобы определить, при каких оборотах двигателя происходит переход с первой ступени на вторую. Я читал сообщения, в которых предполагается, что изменение того или иного параметра позволяет ремню двигаться выше на переднем шкиве после того, как задний шкив достигает дна, что приводит к более высокому передаточному отношению конечной передачи.На мой взгляд, если ремень поднимается выше спереди, но не опускается ниже сзади, он натягивается слишком туго. Если вам повезет, ремень изнашивается, в противном случае дополнительное боковое давление может привести к выходу из строя коленчатого вала и / или подшипников вала сцепления. Предупреждающим признаком может быть утечка моторного и / или трансмиссионного масла в кожух ремня через сальники. Я предлагаю изложенное выше и ниже только в целях обсуждения и ничего не утверждаю как факт. Я ни в чем не разбираюсь! Чтобы проверить указанные выше числа передаточного числа, я измерил окружность моей шины.Затем я использовал 7500 в качестве своих оборотов в минуту (7500 — это число оборотов в минуту при максимальной мощности) для большинства этих скутеров и 7,20 в качестве последнего передаточного числа. Затем используйте следующую формулу (число оборотов двигателя / передаточное число = число оборотов колеса) (Окружность шины в футах * число оборотов колеса = футы в минуту) (футов в минуту * 60 = футов в час) и (футов в час / 5280 = миль в час. ). Я получил 59 миль в час, которые в большинстве спецификаций указаны как максимальная скорость. Когда я еду по ровной местности с моим 175 фунтов в вертикальном положении, я поворачиваю направо на 6500 об / мин, и на моем спидометре отображается 53.Используя приведенную выше формулу, я показываю скорость со скоростью 51 км / ч, что похоже на другие плакаты на аналогичных стандартных машинах. Учитывая все переменные, для меня единственный способ узнать точное передаточное число в моей коробке — это разобрать его и посчитать зубья. Если что-то не сломается или кто-то не узнает, это должно быть достаточно близко. Джерри

Сообщение xs650 от 28 июля 2009 г. 13:44:34 GMT -5 Конечные передаточные числа Из-за того, что я просто искал, чем заняться, я искал в Интернете передаточное число главной передачи для своего шутера.{Roketa Fiji 150 производства Jonway}. Хотя мне не удалось найти ничего, что касается Roketa или любого другого китайского скутера, продаваемого в США, о котором я знаю. Я наткнулся на пару производителей скутеров с двигателем GY6, которые, насколько мне известно, не продаются в США. . Их спецификации для одного были 22,39 — 6,89, а для другого — 22,39 — 7,20. Я считаю, что это на самом деле общий диапазон передаточных чисел от коленчатого вала до заднего колеса, считая шестерни главной передачи и вариатора. Если это так, то 22,39: 1 при самом низком общем передаточном числе при старте и 6,89 при выходе из двигателя, и оно попадает в максимальное передаточное число. 22,39 / 6,89 = 3,25. 22,39 / 7,20 = 3,11 3,25 и 3,11 оба выглядят как разумные диапазоны общего передаточного числа для вариатора, к сожалению, я не могу найти точных цифр для вариаторов скутера. Edit: Нельзя сказать, что вариатор имеет внутреннее понижение с 3,25 до 1. Это больше похоже на уменьшение квадратного корня из 3,23 в начале и обратное значение квадратного корня из 3.25 перегрузок на высокой скорости. Итак, только вариатор, примерно 1,803: 1 на старте и 0,555 наверху. 1.803 / .555 = общий разброс передаточных чисел в вариаторе 3,25. Зависит от того, как изготовлен ваш вариатор, от его состояния и от того, какой ремень вы используете.

Сообщение snakebit от 28 июля, 2009 21:13:18 GMT -5 Я думаю, что вы были правы в первый раз, когда у вариатора было близкое передаточное отношение к 3: 1.Если взять квадрат корней , то получится нижний предел 1,803. Это число умножено на наше передаточное число коробки передач, позволяет использовать 7,20. дает 12,981, а 0,555 для высокого уровня. раз передаточное число нашей коробки передач 7,20 дает 3,996. Используя 3,996 в качестве конечного передаточного числа, мы получим с максимальной скоростью 106,64 миль в час со стандартной шиной , которую я использую. Я думаю, мы можем согласиться с тем, что такая скорость невозможна с этими байками. Я считаю, что довольно близки с передаточным отношением около 3: 1 для вариатора и около 7: 1 для коробки передач. Я ошибся в том, что я называю первым этапом. Очевидно, что вариатор и коробка передач постоянно работают вместе. Однако я все еще утверждаю, что (я не говорю, что я прав), что на моем байке, который является стоковым , где-то между 4500 и 5000 об / мин вариатор достиг максимума, а от 5000 до 6500 скорость контролируется одним дросселем. и остается , так что до тех пор, пока число оборотов в минуту не упадет ниже примерно 5000. Я допускаю, что при правильной комбинации роликов, пружин, ремня и всего, что возможно, сохранить вариатор в , игра, хотя и не во всем диапазоне оборотов. Я хочу поблагодарить вас за то, что вы нашли время обсудить со мной этот . Я бы хотел, чтобы еще несколько человек вложили в их два цента. Джерри

Сообщение xs650 от Сообщение snakebit от 30 июля, 2009 1:44:09 GMT -5 На примере 7.20 получается 13.09: 1. Если это или , то конечное передаточное число составляет 12,5: 1, тогда моя формула оборотов двигателя 7500 / передаточное число * окружность шины (5 футов в моем случае) * 60 минут / 5280 футов в миле неверна.Используя 12,5 в качестве передаточного числа , я получаю 34,09 миль в час. Я по-прежнему считаю, что общее передаточное число составляет от 6,8: 1 до 7,02: 1 Однако я почти уверен, что вы правы в том, что вариатор является одновременно редуктором и передаточным механизмом. Я пришел к этому рассуждению на основе следующего утверждения, сделанного райдером sc150: «Я насчитал чуть более 17 оборотов заднего сцепления на один оборот заднего колеса». Это будет означать, что передаточное число коробки передач будет около 17: 1 , а не 6.С 8: 1 до 7.02: 1 я работал. 17: 1 умножает на передаточное число передаточного механизма , равное 0,4 = 6,8 и 0,417 = 7,08. На нижней стороне вариатора было бы понижение 1,3: 1, давая общее понижение 22: 1. Таким образом, может показаться, что вариатор идет с 1,3 до 0,4 с разбросом 3,25, как вы и сказали, и моя теория о двухступенчатой ​​трансмиссии является ложной. Вариатор всегда включен, вы просто не чувствуете его так часто, как только он достигает полной перегрузки. Думаю, я узнал здесь кое-что очень ценное, если когда-нибудь решу провести модерацию моей системы привода.У вас будет кость, когда я научусь, как это делать . Спасибо Джерри .

Сообщение snakebit от Бесступенчатая трансмиссия с нажимным ремнем и независимым регулированием радиуса Описание Блок бесступенчатой ​​трансмиссии реализует прижимной ремень бесступенчатой ​​трансмиссии (CVT) с независимый контроль радиусов.Используйте блок для проектирования систем управления, согласование трансмиссии и исследования экономии топлива. Вы можете настроить блок для внутреннего или внешнего управления: В таблице приведены кинематика шкива, редукция, и динамические расчеты, выполненные с помощью Continuously Variable Блок трансмиссии. 74 к вторичному и первичному шкивам 9008 900 На рисунке показан вариатор вариатора. r с двумя конфигурациями.В первая конфигурация, иллюстрирующая снижение скорости, вариатор настроен на уменьшение радиуса первичного шкива и увеличение вторичного радиус шкива. Во второй конфигурации, которая иллюстрирует перегрузку, вариатор настроен на увеличение радиуса первичного шкива и уменьшение радиус вторичного шкива. Кинематика шкива Используя физические размеры системы, блок вычисляет первичное и вторичное положения вариатора, которые соответствуют шкиву запрос соотношения. Рисунок и уравнения резюмируют геометрические зависимости. Cdist = rpmax + rgap + rsec_maxL0 = f (rpmax, rsmax, rpmin, rsmin, Cdist) ratiocommand = f (ratiorequest, ratiomax, ratiomin) rpri = f (r0, ratiocommand, Cdist) rsec = f (rpmin, rsmin, Cdist) ) xpri = f (r0, rpri, θwedge) xsec = f (r0, rsec, θwedge) В уравнениях используются эти переменные. Расчет Шкив Кинематика Реверс и Финал Снижение скорости Dynamics Конечное передаточное отношение угловой скорости ✓ ✓ ✓ Крутящий момент ремня, приложенный к вторичному и первичному шкивам ✓ Угловая скорость вторичного и первичного шкивов ✓ ✓ ✓ Геометрия ремня и шкива Линейная скорость ленты ✓ Угол охвата вторичного и первичного шкивов ✓ Радиусы первичного и вторичного шкивов 4 Длина передаточное отношение запрос Запрос передаточного отношения шкива передаточное отношение команда Команда передаточного числа шкива, на основе запроса и физического ограничения r зазор Зазор между шкивами вариатора C dist Расстояние между центрами шкивов вариатора макс. Максимальный радиус шкива первичного шкива вариатора rs max Максимальный радиус вторичного шкива вариатора об / мин мин Мин. радиус rs мин Минимальный радиус вторичного шкива вариатора r o Начальный радиус шкива при передаточном числе 9 L o Начальная длина ремня, определяемая спецификацией вариатора x pri Смещение первичного шкива вариатора в результате запрос контроллера x сек Смещение вторичного шкива вариатора в результате запрос контроллера r pri Радиус первичного шкива вариатора, полученный от контроллера запрос r сек Радиус вторичного шкива вариатора, полученный от контроллера запрос Θ клин Угол клина вариатора Φ Угол между ремнем и точкой контакта шкива в результате положения вариатора Обратное и конечное снижение скорости Входной вал вариатора соединяется с планетарной зубчатой ​​передачей, которая приводит в движение первичный шкив.Направление переключения определяет входную передачу инерция, КПД и передаточное число. Направление сдвига — это отфильтрованный заданное направление: Для движения вперед (Dirshift = 1): Для обратного хода (Диршифт = -1): Ni = −Nrevηi = ηrevJi = Jrev Передаточное число и КПД определяют первичный ведущий вал. частота вращения и крутящий момент, приложенные к первичному шкиву: Блок снижает частоту вращения вторичного шкива и прилагаемый крутящий момент. с фиксированным передаточным числом. Tapp_sec = ToηoNoωo = ωsecNo Конечное передаточное число без проскальзывания определяется по формуле: Nfinal = ωiωo = NiNorsecrpri В уравнениях используются эти переменные. 4 N i Входное планетарное передаточное число Dir Команда направления CVT используется для определения планетарной инерции, КПД, и передаточное число , ω o τ с Постоянная времени переключения направления η передний , η об. J передний , J об. Инерция переднего и заднего хода соответственно N об. 10 9 Передаточное число заднего хода app_pri , T app_sec Крутящий момент, приложенный к первичному и вторичному шкивам, соответственно T i Крутящий момент ведущего вала Вход и выход частота вращения ведущего вала, соответственно ω pri , ω сек Частота вращения первичного и вторичного шкивов, соответственно N конечный 9000 Всего нет 8 -передаточное отношение проскальзывания Dynamics Максимальный крутящий момент, который может передавать CVT, зависит от трение между шкивами и ремнем.Согласно прогнозу предела привода трения металлического клинового ремня , момент трения определяется как: Tfric (rp, μ) = 2μFaxrpcos (ϑwedge) Без макроспуска, тангенциальное ускорение шкива считается равным ускорению ремня. Как только крутящий момент достигает предел статического трения, ремень начинает проскальзывать, а шкив и ускорение ремня независимы. Во время скольжения передаваемый крутящий момент ремнем является функцией кинетического коэффициента трения.В течение переход от условий скольжения к условиям противоскольжения, ленточный и тангенциальный скорости шкивов равны. Блок реализует эти уравнения для четырех различных скольжений. условия. Состояние Уравнения Ремень проскальзывает на вторичном и первичном шкивах (Jpri + Ji) ω˙pri = Tapp_pri-TBoP_pri-bpriωpriJsecω˙sec = Tapp_sec-TBoP_sec-bsecωsecmbv˙b = TBoP_prirpri + TBoP_secrsec-bbvbrpriωpri ≠ vbrsecωsec ≠ vb Ремень проскальзывает только на первичном шкиве (Jpri + Ji) ω˙pri = Tapp_pri-TBoP_pri-bpriωpri (mb + Jsecr2sec) v˙b = TBoP_prirpri + TBoP_secrsec- (bb + bsecr2sec) vbωsec = vbrsecrpriωpri ≠ vbTBoP_prik (rbpri) ) | TBoP_sec | Ремень проскальзывает только на вторичном шкиве (mb + Jpri + Jir2pri) v˙b = Tapp_prirpri + TBoP_secrsec- (bb + bprir2pri) vbJsecω˙b = Tapp_sec + TBoP_sec-bsecωsecωpri = vbrprirsecωsec ≠ vbTBoP_sec = sgn (rsecωsec vbTBoP_sec = sgn (TBPoPri) | Ремень не скользит (mb + Jsecr2sec + Jpri + Jir2pri) v˙b = Tapp_prirpri + Tapp_secrsec- (bb + bsecr2sec + bprir2pri) vbωpri = vbrpriωsec = vbrsec | TBoP_pri | Направление скольжения PriSlipDir = {0rpriωpri = vb1rpriωpri> vb − 1rpriωpri vb − 1rsecωsec В уравнениях используются эти переменные. 7 м T BoP_pri , T BoP_sec Крутящий момент ремня, действующий на первичный и вторичный шкивы, соответственно T app_pri , T app_sec Крутящий момент, приложенный к первичному и вторичному шкивам, соответственно J pri , 90 сек. Шкив первичного и вторичного вращения инерции, соответственно b pri , b sec Вязкая вращательная способность первичного и вторичного шкивов демпфирование, соответственно F ax Усилие зажима шкива μ Коэффициент трения μ, статический μ Коэффициент кинетического и статического трения v b , а b Линейная скорость и ускорение ремня соответственно Общая масса ремня r pri , r sec Радиусы первичного и вторичного шкивов соответственно 09 7 Φ Угол намотки ремня до точки контакта шкива Φ wrap_pri , Φ wrap_sec Углы намотки первичного и вторичного шкивов, соответственно Учет мощности Для учета мощности блок реализует эти уравнения. PwrTrnsfrd — Мощность, передаваемая между блоками Сигнал шины Описание Переменная Уравнения PwrInfo 5 PwrEng Мощность двигателя P eng ωiTi PwrDiffrntl Дифференциальная мощность ωoTo PwrNotTrnsfrd — Мощность, пересекающая блок пограничная, но не переданная PwrBltLoss Потери мощности при проскальзывании ремня P bltloss (Jin + Jpri) ω˙priωpri + Tsecω˙secωsec + mbvωpri2pri + bsecωsec + mbvωpri2pri + bsec Tappsecωsec PwrGearInLoss Входная механическая мощность планетарной передачи потеря P grinloss — | ωiTi − Τapp_priωpri | PwrGearOutLoss Механическая мощность редуктора выходной шестерни потеря P потеря раствора — | ωoTo − Τapp_secωsec | PwrDampLoss Потери на механическое демпфирование P damploss −bpriωpri2 − bsec000ωsec2 − 9bv84 900 PwrStored — Скорость изменения сохраненной энергии PwrStoredTrans Скорость изменения кинетической энергии вращения P str (Jin + Jpri) ω˙priωpri + Jsecω˙секω8сек В уравнениях используются эти переменные. T app_pri , T app_sec Крутящий момент, приложенный к первичному и вторичному шкивам, соответственно T i , T o Крутящий момент входного и выходного приводного вала, соответственно J pri , J sec Первичный и вторичный шкив инерции вращения, соответственно b pri , b sec Вращение первичного и вторичного шкивов вязкое демпфирование соответственно ω pri , ω сек Скорость первичного и вторичного шкивов, соответственно ω i , ω o Частота вращения входного и выходного приводного вала, соответственно v b , а b Линейная скорость и ускорение ремня, соответственно r pri , r сек Радиусы первичного и вторичного шкивов, соответственно Ссылки [1] Амбекар, Ашок Г. Теория механизмов и машин . Нью-Дели: Prentice-Hall of India, 2007. [2] Bonsen, B. Оптимизация эффективности Приводной вариатор с регулируемым проскальзыванием вариатора . Кандидат наук. Тезис. Технологический университет Эйндховена, 2006 г. [3] CVT Как это работает . CVT New Zealand 2010 Ltd, 10 февраля 2011 г. Интернет. 25 апреля 2016 г. [4] Клаассен, Т. В. Г. Л. CVT Empact: динамика и Управление вариатором с электромеханическим приводом .Кандидат наук. Тезис. Технологический университет Эйндховена, 2007. [5] Сакагами К. Прогнозирование привода трения Предел металлического клинового ремня . Варрендейл, Пенсильвания: SAE International Journal of Engines 8 (3): 1408-1416, 2015. Двухрежимная электрическая бесступенчатая трансмиссия Архитектуры с разделением мощности для автоматических передач позволяют основной поток энергии проходит через высокоэффективный планетарный расположение шестерен. Вариатор, управляющий общей передачей передаточное отношение трансмиссии, но обычно демонстрирует более низкий КПД, видит только часть мощности, исходящей от ДВС. RENAULT провела систематическое исследование возможных Архитектура Power-Split AT для выбора наиболее гибких и экономичный вариатор. Их вывод заключается в том, что электрический вариатор на основе двух спаренных электрических машин, одна из которых работает как генератор, а другой, работающий как двигатель, вероятно, был одним из лучший компромисс с учетом всех существующих технологий. Эта архитектура оптимизирована за счет добавления двойных режимов конструкция, то есть устройство, обеспечивающее два разных передаточных числа на выход вариатора.Эта структура резко снижает мощность, которая проходит через вариатор и, следовательно, размер электрического машины требуются. Один режим предназначен для диапазона низких скоростей автомобиля и другой — к более высокому диапазону скоростей. Смена режима производится при заданном передаточное отношение. Мы разработали и внедрили комплекс механических и правила системы управления, которые делают изменение режима прозрачным и бесшовно для водителя (без ударов, без вибрации, быстро отклик). Ключевое преимущество такой АКПП Power-Split его гибкость.В зависимости от установленной емкости накопителя энергии между двумя машинами эта трансмиссия может работать как простая Автоматическая трансмиссия (почти без накопителя энергии), мягкий гибрид трансмиссия (ограниченное хранение энергии, позволяющее останавливать и запускать, а также тормоза и наддува) или полногибридная трансмиссия (энергоаккумулятор, обеспечивающий автономность ZEV и Off-Vehicle Зарядка). RENAULT запускает комплексную программу испытаний на прототипы автомобилей как с автоматической коробкой передач, так и с мягким гибридом версии этой бесступенчатой ​​трансмиссии. (PDF) Анализ применения управления передаточным числом вариатора для повышения эффективности скутера Grzegożek et al. : Анализ применения управления передаточным числом вариатора для повышения эффективности скутера (73-88) Page 74 Том 6, № 2/2017 | AJASE представляет собой комбинацию одной скорости и крутящего момента, которая обеспечивает оптимальную топливную экономичность.Используя непрерывно регулируемый диапазон передаточного числа , линия, соединяющая эти рабочие точки , , может сопровождаться высокой эффективностью привода. Несмотря на это, использование вариаторов в автомобильной промышленности оставалось незначительным. Двухколесные автомобили и снегоходы — основные отрасли автомобильной промышленности, использующие вариаторные трансмиссии. В данном случае обычно используется резиновая сухая лента . Сухие ремни обычно используются, потому что между ремнем и шкивами создается высокий коэффициент трения , так что зажимное усилие может быть намного меньше, чем в вариантах со смазкой. Описание взаимодействия резинового клинового ремня с узлами конической шестерни — очень сложная задача. Сложность является результатом поперечной и продольной гибкости ремня, , , гистерезиса резины, V-образного поперечного сечения ремня и изменений сил, действующих на ремень , за один цикл привода. Кроме того, изменения сил, действующих на движущееся транспортное средство , влияют на передаваемую мощность и передаточное число трансмиссии CVT (Cammalleri, 2018), (Julió and Plante, 2011).Дополнительные трудности возникают из-за внутренних колебаний двигателя внутреннего сгорания (обычно с одним цилиндром), которые являются обычным источником движущей силы в транспортных средствах такого типа. К сожалению, проблема, которая возникает в контакте несмазанного ременного шкива, возникает из-за отсутствия охлаждения этого контакта, что приводит к высоким ограничениям крутящего момента вариатора этого типа (Bertini et al., 2014 ). Но эти типы вариаторов могут быть небольшими, легкими и идеальными для применения в небольших мотоциклах и скутерах.Кроме того, для создания тяги не требуется гидравлическое регулирование осевой тяги вариатора , что исключает гидравлические потери. Несмотря на эти преимущества, вариаторы воспринимаются как самая неэффективная система трансмиссии. Эта неэффективность является результатом применения вариаторов с механическим управлением. Центробежные ролики и кулачки крутящего момента широко используются в вариаторах с резиновым ремнем в качестве механических приводов (Chen et al., 2000), (Jantos, 2001). Изменение передаточного числа в трансмиссии CVT обычно является результатом работы центробежного регулятора . Сила прижима создается роликами блока управления. Усилие в основном зависит от угловой скорости двигателя и профиля кривизны аппарели. В случае ведомого колеса , трансмиссии осевое усилие создается винтовой пружиной и регулятором крутящего момента , . Обычно в работах, посвященных работе вариатора, осевая сила, возникающая в результате взаимодействия ременной и конической шестерен, не связана с силой, возникающей в результате сборки регулятора (Srivastava and Haque, 2009). Производительность вариатора зависит от характеристик этих приводов. При использовании механических приводов невозможно изменить передаточное отношение таким образом, чтобы точка комбинации скорость-крутящий момент оставалась на оптимальной рабочей линии двигателя (Bonsen et al., 2005), (Smetsers, 2008 г.). ОПТИМАЛЬНАЯ ЛИНИЯ РАБОТЫ Отслеживание оптимальной рабочей линии (OOL) — это наиболее экономичный способ эксплуатации трансмиссии. OOL можно рассчитать из карты двигателя путем минимизации расхода топлива для набора значений выходной мощности. Существует большое количество различных стратегий управления. Наиболее популярные подходы — это скоростной режим, одиночный трек и бездорожье. Простой подход , для управления переключением переходного передаточного числа состоит в том, чтобы поддерживать двигатель на «квазистатической» кривой пикового КПД , , которая соответствует предположению, что любая произвольная комбинация , крутящего момента может быть реализована мгновенно.Такой подход называется одноколейной стратегией (Srivastava и Speed ​​Variator | IMTS Digital Platform Направляющая вариатора скорости Вариатор скорости — это разновидность оборудования для передачи энергии, которое используется для управления скоростью и крутящим моментом. Бесступенчатая трансмиссия, выполняемая вариаторами скорости, регулирует выходную скорость и крутящий момент двигателя. По мере увеличения выходной скорости двигателя передаточное число двигателя уменьшается, и крутящий момент соответственно уменьшается.С другой стороны, когда передаточное число и крутящий момент увеличиваются, выходная скорость машины уменьшается. Регулируя скорость и передаточное число, вариатор скорости поддерживает оптимальную эффективность двигателя, одновременно контролируя выходную скорость машины. Поддерживая эффективность двигателя, можно контролировать расход топлива. Для поддержания работы машины требуется меньше топлива. Кроме того, вариатор скорости позволяет двигателю развивать максимальную мощность в широком диапазоне скоростей.Использование вариатора скорости можно увидеть во многих промышленных установках, таких как автомобили, конвейерные ленты, кухонные комбайны и многие другие машины. Как правило, вариаторы скорости используются в качестве общего переключателя скорости. В зависимости от механизмов, применяемых вариатором скорости, вариаторы можно разделить на два типа: механические вариаторы и гидравлические вариаторы. Материал вариатора скорости На рынке имеется широкий выбор вариаторов скорости. Независимо от марки или типа машины, они обычно имеют полностью металлическую конструкцию.Идеальный материал для изготовления вариатора скорости — нержавеющая сталь или чугун. В зависимости от типа вариатора материал может варьироваться, но в большинстве случаев предпочтительнее использовать материал на основе стали. Причина в том, что при работе вариатора машина должна работать в экстремальных условиях, таких как высокое давление и высокая температура. Материал должен выдерживать экстремальные условия, не вызывая усталости металла или поломки. В результате при изготовлении вариатора скорости необходима цельнометаллическая конструкция. Гидравлический вариатор скорости Обычно гидравлический вариатор скорости использует принцип гидростатической трансмиссии для управления скоростью машины. Гидравлический вариатор скорости в основном состоит из первичного и вторичного насосов. Первичный насос представляет собой гидравлический радиально-поршневой насос переменной производительности, а вторичный насос представляет собой насос постоянного рабочего объема. И первичный, и вторичный насос содержатся в одном корпусе и установлены на неподвижном валу. Как это работает? Насос постоянного объема служит распределителем жидкости. Между двумя насосами есть напорная линия и обратная линия, по которым жидкость течет вперед и назад между двумя насосами. Таким образом, поток жидкости между насосами создает замкнутый гидравлический контур. К основному насосу подключается дополнительный насос. Он служит для подачи жидкости (масла) в гидравлический контур. Входной вал вращает блок цилиндров радиально-поршневого насоса; поршни входят и выходят из своих цилиндров, перекачивая гидравлическое масло через вал распределителя к радиально-поршневому гидромотору. После этого масло вернется прямо в насос. Есть набор эксцентриковых колец, ограничивающих ход поршней в насосе и двигателе. Положение эксцентрикового кольца в насосе регулируется регулировочным штифтом. Следовательно, это изменяет расход от насоса к двигателю. Поскольку эксцентриковое кольцо в двигателе зафиксировано, скорость гидравлического двигателя прямо пропорциональна потоку, полученному от насоса. Эксцентриковое кольцо насоса может перемещаться потоком в любую сторону от центрального положения.Когда к выходному валу прилагается крутящая нагрузка, в замкнутом контуре создается давление, пропорциональное крутящему моменту. С помощью гидравлического контура, который управляет выходным валом, можно регулировать выходную скорость. Механический вариатор скорости В механическом вариаторе скорости применяется система механической трансмиссии с регулируемой скоростью, которая основана на передаче мощности посредством трения между подвижной частью, ведущим и ведомым валами. Движущийся компонент перемещается за счет контрольной скорости.Изменение скорости достигается механически шестернями внутри машины. Принцип работы механического вариатора скорости проще, чем у гидравлического вариатора. Выходная скорость и крутящий момент изменяются путем изменения передаточного числа. Передаточное число относится к числу зубьев шестерни. Расчет передаточного числа тоже прост. Это происходит так: если ведомая шестерня имеет тридцать шесть зубцов, а ведущая шестерня — двенадцать, то передаточное число здесь равно три к одному, как в 3: 1.Ведомая шестерня также называется выходной шестерней и входной шестерней ведущей шестерни. По мере увеличения зубьев ведомой шестерни выходной крутящий момент машины становится сильнее. С другой стороны, когда ведомая шестерня имеет меньше зубьев, выходная скорость становится выше, но выходной крутящий момент уменьшается. Преимущества механического вариатора скорости По сравнению с гидравлическими вариаторами, механические вариаторы легче обслуживать из-за внутренней конструкции машины.Шестерни внутри механического вариатора смазываются моторным маслом. Следовательно, шестерни внутри машины могут работать более плавно. Поскольку трение и удар между шестернями уменьшаются, подвижные компоненты с меньшей вероятностью изнашиваются. Для обслуживания вариатора обычно требуется только периодическая замена моторного масла, и машина может прослужить максимально долго. Нужна помощь в поиске следующего вариатора скорости? Выставка IMTS объединяет производителей со всего мира.Отправьте нам сообщение с вашими требованиями, и наши эксперты IMTS с радостью ответят на ваши вопросы. ПЕРВИЧНАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ HTQ (13: 1) (ТОЛЬКО ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ С ВАРИАТОРОМ) — Dettaglio Prodotto Malossistore.eu sirve muchos países y en cada país tiene conditiones especiales y promociones. Si desea cambiar tu país, por Favor selecciona uno del cuadro de selección de abajo y confirmma tu selección. Ваша текущая настроенная страна: Selecciona PaísAFGHANISTANÅLAND ISLANDSALBANIAALGERIAAMERICAN SAMOAANDORRAANGOLAANGUILLAANTARCTICAANTIGUA И BARBUDAARGENTINAARMENIAARUBAAZERBAIJANBAHAMASBAHRAINBANGLADESHBARBADOSBELARUSBELGIUMBELIZEBENINBERMUDABHUTANBOLIVIA, Многонациональном СОСТОЯНИЕ OFBOSNIA И HERZEGOVINABOTSWANABOUVET ISLANDBRAZILBRITISH ИНДИЙСКИЙ ОКЕАН TERRITORYBRUNEI DARUSSALAMBULGARIABURKINA FASOBURUNDICAMBODIACAMEROONCANADACAPE VERDECAYMAN ISLANDSCENTRAL АФРИКАНСКИЕ REPUBLICCHADCHILECHRISTMAS ISLANDCOCOS (Keeling) ISLANDSCOLOMBIACOMOROSCONGOCONGO, ДЕМОКРАТИЧЕСКАЯ РЕСПУБЛИКА THECOOK ISLANDSCOSTA RICACÔTE D’IVOIRECROATIACUBACYPRUSCZECH REPUBLICDENMARKDJIBOUTIDOMINICADOMINICAN REPUBLICECUADOREGYPTEL SALVADOREQUATORIAL GUINEAERITREAESTONIAETHIOPIAFALKLAND (Мальвинские) острова ФАРЕРСКИЕ ISLANDSFIJIFINLANDFRANCEFRENCH GUIANAFRENCH ПОЛИНЕЗИЯФРАНЦУЗСКИЕ ЮЖНЫЕ ТЕРРИТОРИИ ГАБОНГАМБИАГЕОРГИАГАНАГИБРАЛТАРГРЕЕЦЕГРЕНЛАНДГРЕНАДАГУАДЕЛОУПЕГУАМГУАТЕМАЛАГУЕРНСЕЙГИНЕГВИНЕА-БИССАУГЯНАХАЙТИ ИСАНДАЛИН ВАТИ ГОРОД ШТАТ) HONDURASHUNGARYICELANDINDIAINDONESIAIRAN, Исламская Республика OFIRAQISLE О MANISRAELJAMAICAJAPANJERSEYJORDANKAZAKHSTANKENYAKIRIBATIKOREA ДЕМОКРАТИЧЕСКАЯ НАРОДНАЯ РЕСПУБЛИКА OFKOREA, РЕСПУБЛИКА OFKUWAITKYRGYZSTANLAO НАРОДНАЯ ДЕМОКРАТИЧЕСКАЯ REPUBLICLATVIALEBANONLESOTHOLIBERIALIBYAN АРАБСКИЕ JAMAHIRIYALIECHTENSTEINLITHUANIALUXEMBURGMACEDONIA, бывшая югославская Республика OFMADAGASCARMALAWIMALAYSIAMALDIVESMALIMALTAMARSHALL ISLANDSMARTINIQUEMAURITANIAMAURITIUSMAYOTTEMEXICOMICRONESIA, Федеративные Штаты OFMOLDOVA, РЕСПУБЛИКА OFMONACOMONGOLIAMONTENEGROMONTSERRATMOROCCOMOZAMBIQUEMYANMARNAMIBIANAURUNEPALNETHERLANDSNETHERLANDS ANTILLESNEW CALEDONIANICARAGUANIGERNIGERIANIUENORFOLK ISLANDNORTHERN MARIANA ISLANDSNORWAYOMANPAKISTANPALAUPALESTINIAN ТЕРРИТОРИЯ, OCCUPIEDPANAMAPAPUA NEW GUINEAPARAGUAYPERUPHILIPPINESPITCAIRNPOLANDPORTUGALPUERTO RICOQATARREUNIONROMANIARUSSIAN FEDERATIONRWANDASAINT BARTHÉLEMYSAINT HELENASAINT KITTS И NEVISSAINT LUCIASAINT MARTINSAINT PIERRE, MIKELONSAINT VINCENT AND THE GRENADI NESSAMOASAO ТОМ И PRINCIPESAUDI ARABIASENEGALSERBIASEYCHELLESSIERRA LEONESINGAPORESLOVAKIASLOVENIASOLOMON ISLANDSSOMALIASOUTH AFRICASOUTH ГРУЗИЯ И Южные Сандвичевы ISLANDSSRI LANKASUDANSURINAMESVALBARD И ЯН MAYENSWAZILANDSWEDENSWITZERLANDSYRIAN АРАБ REPUBLICTAJIKISTANTANZANIA, Объединенная Республика OFTHAILANDTIMOR-LESTETOGOTOKELAUTONGATRINIDAD И TOBAGOTUNISIATURKEYTURKMENISTANTURKS И КАЙКОС ISLANDSTUVALUUGANDAUKRAINEUNITED АРАБ EMIRATESUNITED STATESUNITED Внешних малые острова ISLANDSURUGUAYUZBEKISTANVANUATUVENEZUELAVIET NAMVIRGIN, BRITISHVIRGIN ОСТРОВ, У.С.УАЛЛИС И ФУТУНАВЕСТЕРН САХАРАЙМЕНЗАМБИАЗИМБАБВЕ Подтверждать [PDF] Надежный поиск экстремума и управление передаточным числом для высокопроизводительной работы бесступенчатой ​​трансмиссии ПОКАЗЫВАЕТ 1-10 ИЗ 13 ССЫЛКИ СОРТИРОВАТЬ ПО РелевантностиСамые влиятельные статьи Недавность Подход к проверке достоверности модели, имеющей отношение к надежному контролю, для бесступенчатого управления трансмиссией Высокий Работа бесступенчатой ​​трансмиссии (CVT) требует надежной конструкции управления для ее исполнительной системы, и принята новая система координат для представления неопределенности модели, которая прозрачно связывает размер неопределенности модели и критерий управления, следовательно, может быть получена неконсервативная схема управления .Развернуть Просмотреть 1 отрывок, справочная информация Управление соотношением нечеткой логики для гидравлического модуля вариатора Вонох Ким, Г. Вахцеванос Инженерное дело Труды Международного симпозиума IEEE 2000 по интеллектуальному управлению. Проводится совместно с 8-й средиземноморской конференцией IEEE по управлению и автоматизации (кат. № 00Ch47147) 2000 По сравнению с обычной автоматической коробкой передач, которая переключается между пятью передаточными числами, бесступенчатая трансмиссия (CVT) использует весь диапазон передаточных чисел между низшей и высшей передачами.Это… Развернуть Просмотреть 1 отрывок, справочная информация Устойчивость обратной связи с поиском экстремума для общих нелинейных динамических систем В данной статье представлено первое доказательство устойчивости схемы обратной связи с поиском экстремума с использованием инструментов усреднения и анализа сингулярных возмущений и позволяет объекту быть общей нелинейной динамической системой, карта равновесия отношения к выпуску которой имеет максимум, а состояния равновесия являются локально экспоненциально стабилизируемыми.