Вариатор. Устройство и принцип работы вариаторной коробки передач.

Подробности

Категория: Трансмиссия

Опубликовано: 18 декабря 2014

Просмотров: 24592

Просматривая каталоги новых автомобилей, с каждым годом все чаще в графе «тип коробки переключения передач» (КПП) можно увидеть слова «вариатор», либо же обозначение «CVT». Что представляет из себя этот тип КПП, чем он отличается от классических «автоматов» и в чем его преимущества – этим вопросам и посвящен данный материал.

Что представляет из себя вариатор. Главное отличие вариаторной КПП от классического «автомата» или «механики» в том, что этот механизм позволяет менять передаточное число от вращающегося коленвала двигателя к ведущим колесам плавно, то есть бесступенчато.

Эта особенность дает возможность подобрать оптимальное передаточное число и крутящий момент в конкретный момент времени, то есть мощность двигателя используется максимально эффективно. Кроме того, отсутствие ступеней обуславливает отсутствие необходимости переключения между ними, то есть очень плавный разгон автомобиля.

Немного истории. Сам принцип работы вариаторной трансмиссии был придуман отнюдь не вчера . Изобретателем этого механизма считается ни кто иной, как бородатый ученый времен ренессанса, Леонардо Да Винчи. Еще в 1490-году он нарисовал схему первого вариатора.

В автомобильной промышленности эта система стала применяться в 50-х годах двадцатого века, а первопроходцем в этой области стала американская компания DAF. Стоит подчеркнуть, что типов вариаторов существует великое множество, но в автомобилестроении применяется лишь два типа – клиноременной (самый распространенный) и тороидный.

На сегодняшний день свою систему вариаторной коробки передач имеет практически каждый крупный автоконцерн. При чем, каждая система имеет некоторые свои особенности и уникальное название — у компании Ford это Ecotronic, Durashift CVT, у Mercedes-Benz – Autotronic, у Toyota – Multidrive, у Honda – Multimatic.

Составные части и принцип работы клиноременного вариатора. Основными составными частями вариатора такого типа являются:

• Шкивы. Большинство вариаторных систем состоят из двух шкивов – ведущего и ведомого. Ведущий шкив соединен с двигателем, от которого он и получает крутящий момент, ведомый – передает крутящий момент на колеса. Каждый шкив представляет из себя два конуса, направленных острыми сторонами друг к другу. Половинки обоих шкивов имеют возможность сдвигаться при помощи специального привода. Шкивы соединяются между собой клиновидным ремнем.
• Клиновидный ремень. В большинстве случаев это металлическая лента, на которую (перпендикулярно) надето большое количество трапециевидных металлических пластинок. У автомобилей Ауди вместо ремня применяется цепь.
• Система сервоприводов. Предназначена для сдвигания и раздвигания конусов шкивов. Эта система управляется автоматикой, а текущее положение конусов зависит от оборотов двигателя и скорости автомобиля.
• Автоматика. Управляет всеми системами вариаторной коробки передач, то есть на нее возложена функция определения, какое положение конусов шкивов оптимально в данный текущий момент времени и обеспечение такого положение посредством передачи сигнала на сервоприводы. Кроме того, автоматика управляет системой соединения-разъединения ведущего шкива и коленвала, являющейся аналогом сцепления (если сравнивать с обычной механической коробкой переключения передач).
• Система соединения-разъединения коленвала и ведущего шкива. В зависимости от производителя, в вариаторах применяются различные устройства. Это может быть автоматическое центробежное сцепление, электромагнитное сцепление, гидротрансформатор или так называемое «мокрое» многодисковое сцепление.

Весь механизм работы вариаторной коробки заключается в следующем. Когда автомобиль только начинает движение, конусы ведущего шкива находятся в полностью раздвинутом состоянии, то есть ремень ходит по самому маленьком радиусу. Конусы ведомого шкива напротив, полностью сдвинуты, тем самым позволяя ремню вращаться по максимальному радиусу. Это является аналогом первой передачи в механической коробке передач, когда необходимо обеспечить максимальный крутящий момент, чтобы сдвинуть автомобиль из стоящего положения.

Когда машина начинает разгоняться, автоматика анализирует скорость его движения и дает сигнал на систему сервоприводов, которые, в свою очередь, начинают сдвигать конусы ведущего шкива, выталкивая клиновой ремень наружу, и раздвигать конусы ведущего шкива, позволяя ремню постепенно утопать между ними. Тем самым и обеспечивается изменение передаточного числа в вариаторе клиноременного типа. Нетрудно догадаться, что при достижении автомобилем максимально возможной скорости, ведущий шкив находится в максимально «сведенном» состоянии, при этом конусы ведомого шкива максимально разомкнуты. Существенный минус клиноременного вариатора заключается в том, что ремень (в некотором случае это может быть цепь – например, у автомобилей Ауди) подвержен постоянным нагрузкам, соответственно именно он чаще всего выходит из строя первым. Стоимость его достаточно высока (как и цена работ по его замене) и если Вам «посчастливится» столкнуться с выходом ремня из строя – это очень ощутимо ударит по кошельку.

Тороидный вариатор. Этот тип коробки применяется автопроизводителями крайне редко, скорее в качестве различных экспериментов. Конструктив ее еще более сложен, нежели у системы с клиноременным приводом. Принцип работы тороидного вариатора заключается в том, что в тороидной поверхности (представляющей из себя полусферу и состоящей из двух дисков) зажат ролик. Передаточное число меняется, когда меняется положение ролика – то есть, когда он сдвигается, к примеру, вправо, его правая часть подходит к верху полусферы (то есть к меньшему радиусу диска) заставляя правый диск вращаться быстрее. При этом левая часть ролика задевает нижний край левого диска (полусферы), которая имеет больший диаметр и, соответственно, начинает вращаться медленнее. Чтобы обеспечить передачу крутящего момента дальше, применяется система роликов и шестеренок.

Встретить вариатор тороидного типа в обычных легковых авто на сегодняшний день достаточно сложно, так что если в салоне менеджер говорит Вам что в новой модели установлена вариаторная коробка передач, можно быть более чем на девяносто процентов уверенным, что речь идет о клиноременном типе системы.

Преимущества и недостатки вариаторных коробок переключения передач.

Для начала о приятном, то есть об их преимуществах.

• Плавность хода. Это действительно неоспоримое преимущество вариаторных коробок.
  Ни одна КПП другого типа, даже самая современная и имеющая большое количество ступеней, не сравниться с вариатором по плавности хода. Все потому, что физических ступеней вариатор просто не имеет. Хотя, многие модели с CVT автомобилей оснащены подрулевыми лепестками, позволяющие переключать «передачи» в ручном режиме. Однако эти передачи – не более чем фиксированные автоматикой определенные значения соотношения конусов ведущего и ведомого шкивов.
• Экономия топлива. Так как, в теории, вариатор максимально эффективно использует мощность двигателя, соответственно и бензина такое транспортное средства должно потреблять меньше (за счет более высокого КПД). На практике же оказывается, что машины с вариатором потребляют топлива практически так же, как и их аналоги с классической АКПП.
• Более быстрый разгон. Опять же, это скорее миф, чем реальность. Фактически, авто с вариатором разгоняются так же, как и оснащенные «автоматами» (правда, гораздо более плавно).
• Меньший шум от двигателя. Так как вариатор не загоняет обороты под максимум, соответственно и звук от двигателя более тихий. Однако водителям, пересевших с других типов КПП, эта особенность поначалу будет казаться странной. 5. Меньший износ двигателя. Опять же, из-за того, что обороты двигателя не доходят до максимально возможных. Соответственно (опять же, в тории), двигатель меньше изнашивается.

Недостатки вариатора:

• 1. Главный недостаток вариаторной коробки – сложность механизма ее устройства и относительная недолговечность. Из этого вытекает и высокая цена на обслуживание (включая дорогостоящее трансмиссионное масло для вариатора, которого обычно требуется 5-6 литров) и детали. Соответственно, если Вы собрались покупать автомобиль с пробегом больше ста тысяч километров, лучше обратите внимание на модели с классической АКПП или обычной механикой.
• 2. Отсутствие возможности резко перейти на пониженную передачу. Именно поэтому (а также из-за ограничений по возможности передачи крутящего момента) вариатор не используется в автомобилях со «спортивным» характером.
• 3. Сложности при буксировке автомобиля, вытекающие из особенности конструкции вариатора.

Выводы. Вариаторная коробка переключения передач – одна из самых технологичных на сегодняшний день. Если Вам важен в первую очередь комфорт, плавность хода и не пугает высокая стоимость обслуживания – обратите внимание на модели автомобилей, оснащенные этим устройством. Если же Вы предпочитаете спортивный стиль вождения, либо подбираете авто с пробегом – лучше присмотритесь к транспортным средствам с классическим «автоматом» или механикой.

Устройство вариатора. Ремонт АКПП цена Алматы

Вариаторная коробка переключения передач по своей сути не что иное, как бесступенчатая КПП. Вариатор способен очень плавно менять передаточное число. Также у него есть общепринятое наименование Continuously Variable Transmission (постоянно изменяющаяся передача), или просто CVT.

Устройство вариатора дает ему преимущество перед другими КПП. Достоинство заключается в оптимальном распределении нагрузки и оборотов коленвала. Благодаря этому удается достигать высокой экономии автомобильного топлива и комфорта во время езды в машине с вариаторной коробкой.

Принцип работы вариатора

Устройство вариатора дает возможность создавать условия для плавной смены крутящего момента. Этого эффекта удается достичь благодаря особой конструкции, состоящей из непосредственно вариатора, сцепления, устройства передачи реверса и процессора с исполняющим устройством.

Устройство вариатора предполагает отсутствие передач, а передаточное число изменяется плавно на нужные значения. В такую коробку встроена программная составляющая, позволяющая создавать подобие ступеней. Усилие от двигателя колесам с такой коробкой передач передается более точно.

Виды вариаторов

Большинство автопроизводителей в сфере создания вариаторных коробок передач имеют свои собственные наработки. Существующие сегодня устройства вариаторов можно разделить на клиноременные и тороидальные системы. Они схожи между собой, но имеют немного разный принцип работы.

Клиноременной вариатор имеет два шкива и оборудован ремнем с сечением трапецеидальной формы. Шкивы выглядят как пара конических диска, наличие которых позволяет выполнять смену передаточного числа и радиуса. Нужный режим выбирается в соответствии с текущей скоростью оборотов автомобильного двигателя.

Свои особенности имеет устройство вариатора тороидального типа. В такой вариаторной коробке есть пара колес и рабочая поверхность сферической формы. Между ними зажимается ролик, и возникает трение. Благодаря этому процессу, происходит включение нужного передаточного числа.

Плюсы и минусы вариатора

Окончательно ответить на вопрос, чем устройство вариатора хуже или лучше других коробок переключения передач, будет непросто. Такое сравнение можно сделать, только если сопоставить конкретные модели КПП. В то же время, есть некоторые отличия в конструкции и эксплуатации, которые можно особенно выделить.

Автомобили, в которых установлена такая КПП, едут очень плавно, благодаря особенностям устройства вариатора. Даже водителю с небольшим опытом будет проще управлять такой машиной, потому что вариатор не создает рывков и дерганий автомобиля. Плавное ускорение и снижение скорости также положительно отражаются на экономии топлива.

Несмотря на комфорт управления, устройство вариатора имеет свои слабые места. К ним можно отнести ремень в клиноременной коробке и ролики с колесами в тороидальном агрегате. Во время обслуживания или ремонта вариатора может понадобиться смена трансмиссионной жидкости, которая стоит немного дороже, чем в других коробках.

Эксплуатация вариаторной коробки

Сравнительная простота устройства вариатора, хорошая динамика разгона и плавность езды ставят эту коробку в очень выгодное положение. Ремонт вариатора выполнить непросто. Обойтись без помощи опытного мастера не получится. Только эти небольшие сложности не позволяют данной коробке выбиться в лидеры.

Из-за особенностей устройства вариатора данной коробке обязателен прогрев, особенно при низких температурах. Чтобы в скором времени не пришлось делать ремонт вариатора, старайтесь избегать резко возрастающих нагрузок. Также в автомобилях с такой КПП не желательно ездить по бездорожью.

Источник: service-akpp24.ru

Механический вариатор STEM-модели от Ugears

Соберите его и узнайте, как работает вариатор.

• В комплект модели входит QR-код к учебному пособию о механизме, принципе его работы, основных характеристиках, формулах. А также интересные задания.
• Погрузитесь в дополненную реальность и посмотрите, как работает Вариатор. Взаимодействуйте с моделью через специальное AR-приложение от Ugears
.

Узнайте о вариаторе и узнайте, как он работает

Вариатор — это устройство, которое передает и регулирует крутящий момент двигателя путем изменения передаточного числа шестерен. Передаточное число может изменяться автоматически, вручную или по заданной программе. Термин, который больше знаком большинству водителей и автолюбителей, — бесступенчатая трансмиссия или вариатор. С помощью деревянного пазла Вариатор своими руками из коллекции STEM lab вы сможете изучить и постигнуть одну из важнейших частей автомобиля, не испачкав руки в машинном масле!

Кто и когда изобрел вариатор

Корни современных автомобильных вариаторов восходят к 1879 году, когда американский предприниматель и пионер автомобильной промышленности Милтон Отелло Ривз изобрел устройство для лесопиления, которое он тогда назвал трансмиссией с регулируемой скоростью. Позже он начал устанавливать эту трансмиссию на свои автомобили. Вариатор Reeves также использовался несколькими другими производителями.

Применение

Вариатор применяется в механизмах, в которых необходимо беспрепятственно изменять непрерывный ряд передаточных чисел: автомобили, мотороллеры, снегоходы, квадроциклы, конвейеры, металлорежущие станки и т.п. он используется в различных типах оборудования, попробуйте приложение AR, которое поставляется с моделью Ugears STEM.

3D-пазл Конструкция вариатора и принцип его работы

Механический пазл Variator из коллекции Ugears STEM lab представляет собой полностью функциональную деревянную копию вариатора с фрикционным конусом и ременным приводом. Конусный вариатор изменяет передаточное отношение, перемещая колесо или ремень вверх и вниз по оси конического ролика. В модели комплекта Ugears Variator ремень, приводимый в действие вручную через редуктор, передает вращение на ведомые конические шкивы. Используйте вилку трансмиссии для переключения передач и наблюдайте, как скорость ведомого конусного шкива падает или увеличивается, в то время как скорость ведущего конусного шкива остается неизменной. Благодаря открытой конструкции модели вы сможете видеть весь процесс.

Механизм вариатора состоит из: Ключ Ведущий конусный шкив Ведомый конусный шкив Переходник Ремень Педаль Кузов Вилка трансмиссии

Головоломки Ugears STEM предназначены для разных возрастных групп с особым упором на обучающий компонент. Сборка модели будет интересной и не займет много времени.

Комплекты лабораторных моделей STEM поставляются со всем необходимым в коробке. Как и в случае с остальными наборами деревянных моделей Ugears, сборка лабораторных моделей STEM — увлекательное и всеобъемлющее занятие: все, что вам нужно для сборки, изучения и открытия, поставляется в коробке. Там вы найдете: Высококачественные деревянные доски с предварительно вырезанными деталями и другими стандартными принадлежностями. Сборка не требует клея или дополнительных инструментов. Детали выходят из досок при легком нажатии. Пошаговая иллюстрированная инструкция по сборке. Практические лабораторные задания с использованием вашей модели. QR-код для загрузки карманного учебного пособия о вашей модели, ее механизме, принципе работы, основных характеристиках, физико-механических формулах и занимательных практических заданиях. QR-код для загрузки AR-приложения. Увлекательная инновация от Ugears — новое стремление узнавать больше нового!

Вариатор, комплект учебной механической модели

Размер модели: 6,6*5*4,2 дюйма (16,8*12,8*10,6 см)
Размер упаковки: 8,1*7,4*2,5 дюйма (20,5*18,8*6,3 см)

900 04

Количество компонентов: 104

Расчетное время сборки: 4 часа

• Инструкция в формате PDF

Нет отзывов об этом товаре.

Рейтинг

Ваше имя

Электронная почта
(необязательно):

Ваш отзыв

Помогите своим друзьям и членам семьи выбрать правильный подарок для вас.

Уважаемый,

Хочу получить в подарок Модель Ugears:

Вариатор
https://ugearsmodels.com/variator.html

Спасибо!

Введите имя вашего друга

Введите адрес электронной почты вашего друга
* Ваш друг получит ссылку на этот товар

Ваше имя

Ваш адрес электронной почты

Инструмент для разборки вариатора BUZZETTI Piaggio-Master 400-500 4T — Ключи — EasyParts.com

Главная  Различные  Инструменты  Гаечные ключи  

Цена:

43,56 €

39,21 €

Не облагается налогом, вкл. доставка

Специальное предложение!

Число:

Этот товар будет заказан для вас
Среднее время доставки (без доставки):
2 недели

• Покупатели ценят EasyParts с оценкой 9,3/10
• Знающая и отзывчивая служба поддержки клиентов
• Быстрая доставка с помощью UPS
• Безопасный платеж с SSL/https
• Простой и удобный возврат

Информация о товаре

Инструмент для легкой разборки вариатора.