Двигатель вариатор что это такое – Вариатор (вариаторная коробка передач): что это такое, принцип работы. Подробно + видео

Что такое трансмиссия вариатор? Принцип работы и эксплуатация

Вариатор — бесступенчатая трансмиссия автомобиля с внешним управлением, которая позволяет автоматически изменять передаточное число, выбирая оптимальное согласно нагрузке и оборотам двигателя, тем самым эффективно используя мощность. Получили распространение два вида вариаторов: клиноременной и тороидный.

Устройство и принцип работы
Клиноременной вариатор состоит из нескольких (одной или двух) ременных передач, где шкивы образованы коническими дисками, за счет сдвигания и раздвигания которых изменяются диаметр шкивов и, соответственно, передаточное число. Разные фирмы разработали свою конструкцию клиноременного вариатора, в трансмиссии Multitronic вместо ремня применяют цепь, а Honda ставит набранный из металлических пластин ремень, но принцип не меняется. Почему клиновидный ремень? Ремень в разрезе имеет трапециевидную форму и «вклинивается» в шкив своими боковыми поверхностями. При износе этих поверхностей, благодаря своей форме, он врезается глубже в шкив и все равно остается в хорошей сцепке с ним.

Для трогания автомобиля с места используется обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.

Как изменяется передаточное число? Устройство ведущего шкива таково, что его щеки при воздействии центробежных сил плавно сжимаются и выталкивают клиновидный ремень все дальше от центра шкива. Ведомый шкив при этом наоборот, разжимается, и ремень на нем плавно утопает все ближе к центру шкива. Чем больше обороты двигателя — тем больше сжимается ведущий шкив и разжимается ведомый, тем самым меняя передаточное число от коленвала к заднему колесу. Этот процесс хорошо виден на рисунках:

Двигатель не запущен

Малые обороты двигателя

Средние обороты двигателя

Максимальные обороты двигателя

Положения клиновидного ремня в разрезе на ведущем шкиве (слева) и ведомом (справа) при разных режимах работы двигателя.

Иначе устроен тороидный вариатор — он состоит из соосных дисков и роликов, передающих момент от одного диска к другому. Для изменения передаточного числа меняются положение роликов и их радиусы, по которым ролики обкатывают диски. И поскольку все усилие сосредоточено в пятне контакта, то для поворота роликов должны использоваться особые устройства, способные преодолевать силу прижатия ролика к диску.

Недостатки и достоинства
Слабыми местами автомобильных вариаторов являются: для клиноременного — ремни, для тороидного — пятно контакта диска и ролика, где сила давления достигает 10 тонн. Поэтому применяются специальные высокотехнологичные материалы, что делает надежность вариаторов высокой, близкой к надежности коробок «автомат».

Из-за нагрузок на ремень или пятно контакта вариаторы не могут работать с двигателями большой мощности и на автомобилях для перевозки грузов. Если для грузовиков вариаторы непригодны, то для легковых машин приемлемы, и здесь у бесступенчатых трансмиссий будущее, тем более технологии не стоят на месте.

Если сравнить динамические характеристики автомобилей, оснащаемых вариатором, может возникнуть недоумение — почему на одном и том же автомобиле разгон с вариатором происходит медленнее, чем с механической коробкой? Все дело в привычке — многие недовольны, что машина с вариатором «все время ноет на одной ноте». Большинство привыкли к нарастающему шуму мотора и фирмы идут клиентам навстречу, специально настраивая электронный блок управления трансмиссией. На самом деле, при нормальной настройке блока разгон происходит быстрее.

Вариаторы являются продвинутым типом трансмиссии по сравнению с автоматическими коробками. Это проявляется в лучшей динамике, меньшем расходе топлива, более плавной езде. В то же время, вариаторы проще по конструкции.

Эксплуатация вариатора
Вариаторы спокойно переносят езду по бездорожью, как и классический автомат. Если его целенаправленно не гробить, то прослужит долго. На долголетие вариатора сказываются две вещи: манера вождения и своевременная замена масла. Регламентированная замена жидкости при эксплуатации в тяжелых условиях (постоянна езда в горах, с высокой скоростью или с прицепом) осуществляется через 60-80 тысяч км. В обычных условиях оно рассчитано на весь срок службы. У многих авто фирменная «трансмиссионка» рассчитана строго на 60 тысяч километров.

Если появились подергивания при переводе рычага селектора в позицию D, а также ощутимые задержки при старте, «тупизна» во время движения и «зависание» при разгоне, то следует готовиться к ремонту вариатора (или в запущенных случаях — замене на новый агрегат). Если вариатор замер на одном передаточном отношении — то требует замены шаговый мотор. А если отказываются переключаться передачи — то виноват соленоид блокировки селектора или сам селектор.

Следует учитывать, что даже при бережном обращении с вариатором, примерно через 120-150 тысяч километров пробега потребует замены толкающий ремень. Стоимость его не маленькая, но если проигнорировать его замену, то он может полностью «убить» корорбку. Поэтому содержание вариатора после 5 лет эксплуатации обходится недешево.

Вариатор: Бесконечная передача — журнал За рулем

Разбираемся в устройстве бесступенчатой трансмиссии

201005191502_variatror

Отпускаем “ручник”, переводим селектор трансмиссии в положение D, нажимаем на педаль газа и едем. Без дерганий, рывков, с застывшей в одном положении стрелкой тахометра. Надо разогнаться активнее? Сильнее давим на газ, получая под монотонное жужжание мотора линейное ускорение без малейших провалов. Почти как в троллейбусе. А ведь под капотом двигатель внутреннего сгорания.

Виной тому вариатор — также известный как бесступенчатая трансмиссия или коробка CVT. Его главный секрет в том, что передач (передаточных отношений между ведущим и ведомым валами) у него куда больше, чем в любой другой трансмиссии. Больше на несколько порядков. На всех традиционных КП (и механических, и автоматических) крутящий момент от двигателя к колесам передается через зубчатые колеса. В вариаторе же (в его наиболее популярном — клиноременном — варианте) эту функцию выполняют клиновидный стальной ремень или пластинчатая цепь, соединяющие ведущий и ведомый валы, как в приводе, скажем, генератора. Отличие только в том, что зажаты они между двумя раздвижными конусообразными шкивами, установленными на окончаниях валов.

201005191502_scheme2

Итак, мы отпускаем “ручник” и трогаемся. В этот момент шкивы вала, идущего от двигателя, находятся в самом разведенном состоянии, и ремень, “проваливаясь” к оси, облегает их по наименьшему диаметру. Соответственно, шкивы ведомого вала на старте максимально сжимаются, чтобы выдавить клиновидный ремень на наибольшую окружность для передачи колесам в начале движения самого большого крутящего момента. После чего, при наборе скорости, вариатор, не меняя обороты двигателя, сжимает шкивы ведущего вала (вынуждая ремень переползти на максимальный диаметр вращения) и разжимает — ведомого. Таким образом, передаточное число линейно меняется от 3–6 до 0,2–0,4. Подобная плавность сегодня не достижима ни одному другому типу коробок переключения передач.

В ГЛУБЬ ВЕКОВ

Идею вариатора приписывают Леонардо да Винчи, из-под пера которого схема бесступенчатой трансмиссии вышла еще в 1490 году. Впрочем, реальный механизм появился лишь в конце XIX века, а первый серийный автомобиль — голландская микролитражка ДАФ-600 — получил вариатор в 1958 году. Массовое же распространение бесступенчатой трансмиссии началось в 90-е годы, когда ДАФ предложил конструкцию, в которой ненадежный ремень заменила цепь из металлических пластин.

201005191502_scheme1

МЫ РЕШИЛИ:

Вариатор может обеспечивать практически идеальную динамику движения и более низкий расход топлива по сравнению с АКП. Но даже сегодня, спустя 10 лет после начала массового применения вариаторов в легковых автомобилях, не решены все проблемы с долговечностью и обслуживанием. Скажем, ремень необходимо менять каждые 100–150 тыс. км, к тому же для вариатора требуется специальная трансмиссионная жидкость. Да и ремонтопригодность бесступенчатой трансмиссии достаточно низкая. Например, на “Хонде-HR-V” или “Мини” первого поколения в случае выхода из строя ремня придется менять весь вариатор в сборе! Стоят же бесступенчатые КП на 40–70 тысяч дороже “механики”. Однако если сравнивать цены CVT-коробки с традиционными “автоматами” или DSG, то суммы получаются вполне сопоставимые. Поэтому, если вас монотонность “музыки” двигателя не напрягает, вариатор может стать отличной альтернативой АКП с гидротрансформатором.

Что такое вариатор в автомобиле

Всё о вариаторах

Вариатор – один из наиболее современных типов коробки передач. Устройство радикально отличается от привычной механики, имеет немного общего с коробкой-автоматом, но им не является. Рассмотрим, что такое вариатор, какие он имеет особенности, плюсы и минусы.

Содержание статьи:

О конструкции

Прежде чем решить, нужно ли водителю авто, на которое установлен вариатор, требуется разобраться, что это такое. Не стоит путать это изобретение с коробкой-автоматом. Он не имеет ступеней, может переключаться за счет этого плавно, без толчков. При этом переключение передачи происходит автоматически, и водителю не приходится принимать в этом участие. Шестерни в этом устройстве тоже нет, оно устроено довольно просто.

Где применяется вариатор?

Эти виды КПП используются на автомобилях, скутерах, мототехнике. Основной особенностью является плавный набор скорости, поэтому его не ставят на мощные машины, способные набрать сотню за несколько секунд. Встретить такую коробку передач можно на водном транспорте, который работает при небольших нагрузках. Иногда агрегат устанавливают на производственные станки.

Принцип работы (видео)

Повышение и понижение передаточного числа происходит постепенно, так как устройство лишено шестерней. Каждое изменение этого параметра задано заранее, на современных устройствах присутствует электроника. Сама коробка не имеет ступеней вообще, усилие от двигателя к колесам передается максимально точно, однако остается возможность ручного управления, когда важна не скорость, а низкие обороты. Это актуально для заснеженной дороги, грязи.

Разновидности конструкции

Разбираясь, что такое вариатор, стоит учесть, что существует несколько разновидностей данного устройства. Основные типы, различающиеся конструктивно:

  • Клиноременный. Он является наиболее распространенным. Коробка оснащается специальными шкивами, связанными друг с другом ремнем. Элементы могут перемещаться по горизонтали, их форма конусообразная, острый конец направлен в разные стороны. Когда двигатель работает, и его обороты изменяются, центробежная сила заставляет ведущий шкив перемещаться и выталкивать ремень, второй шкив в это время тянет ремень на себя. В современных устройствах может применяться электроника: чаще всего это сервоприводы и комплект датчиков. Водитель не замечает во время езды, как меняется передаточное число управляемой им техники.
    схема работы вариатора

    Принцип работы вариатора с клиноременной передачей.

  • Тороидный. Он оснащен конусовидными дисками, направленными в разные стороны. Один диск является ведущим, второй – ведомым. Между собой их соединяют ролики, которые при наборе или уменьшении оборотов мотора перемещаются по изгибу дисков, изменяя таким образом передаточное отношение. Когда ролики контактируют с ведущим элементом по наибольшему радиусу, а с ведомым – по наименьшему, происходит повышение передачи, снижение выполняется наоборот. Если ролики занимают центральное положение, передача осуществляется прямая.
    тороидный

    Устройство вариатора с тороидной передачей.

Как определить, какое устройство установлено в автомобиле?

Машины с АКПП отличаются от вариатора, и это в первую очередь заметно при эксплуатации транспортного средства. Коробка-автомат в литературе обозначается как АТ, а вариатор – CVT. Узнать, какой именно у вас автомобиль, можно из прилагающихся к нему документов, например сервисной книги. Если авто не новое, сделать это можно при помощи информации в интернете, кроме этого, имеются внешние признаки, позволяющие отличить одну трансмиссию от другой. Они имеют разные органы управления.

Заметить разницу можно и при правлении машиной. Разгон CVT происходит плавно, нет рывков, переключение происходит незаметно. На автомобилях с автоматом или роботом переключение слышимо, заметно по небольшим толчкам. Кроме этого, можно обратить внимание на работу тахометра: обороты будут меняться довольно резко. Например, CVT Renault Arkana имеет специальный режим, который позволяет на низкой скорости управлять переключением передач вручную.

Как правильно использовать вариатор?

При эксплуатации устройства важно правильно его использовать, иначе можно нанести существенный вред, в результате которого придется делать дорогостоящий ремонт. Для того чтобы CVT прослужил долго, стоит соблюдать следующие рекомендации:

  • Контролировать и регулярно проверять уровень жидкости в устройстве. Без нее последствия будут такими же, как при работе обычной коробки передач: без масла устройство довольно быстро выйдет из строя. При больших нагрузках жидкость расходуется интенсивнее, поэтому ее придется доливать, если вариатор используется в щадящем режиме, процедура не потребуется весь срок службы. Заметить нехватку жидкости можно по затруднительному переключению передаточного числа.
  • Зимой нельзя сразу трогаться с места, необходимо, чтобы и двигатель, и коробка сначала достаточно прогрелись. Набирать скорость также требуется постепенно.
  • Нельзя совершать резкие старты. Большая нагрузка при движении с места может порвать ремень КПП. Сам механизм также может пострадать, так как не предназначен для использования под высокой нагрузкой.

При обнаружении неисправностей не стоит пытаться отремонтировать КПП самостоятельно. Требуется обратиться в то СТО, где имеется специалист, хорошо разбирающийся в данном вопросе (перечень дилеров Renault). Несмотря на довольно простое устройство, вариатор требует внимательного к себе отношения и в ремонте довольно сложен из-за того, что не все механики знают, как правильно с ним работать. Именно поэтому не стоит рисковать, доверяя ремонт непроверенному ремонтнику или делая его самостоятельно, не имея для этого достаточного опыта и соответствующих знаний.

CVT вариатор

Плюсы и минусы вариатора

Любое устройство отличается достоинствами и недостатками, которые необходимо рассмотреть по отдельности. Вариатор наделен достаточным количеством преимуществ по сравнению как с механической, так и автоматической коробкой передач. К ним относятся следующие факторы:

  • Плавное ускорение, рывки полностью отсутствуют, автомобиль комфортно разгоняется и затормаживается, нет провалов при разгоне, коробка не задумывается при необходимости повысить обороты.
  • Эффективное использование мощности двигателя. Это происходит благодаря плавной работе устройства, обороты всегда поддерживаются только комфортные для автомобиля. Это позволяет значительно сократить расход топлива.
  • Неважно, каким ландшафтом обладает местность, по которой вы перемещаетесь. При повышении и понижении скорости водителю не приходится ничего делать, достаточно держать ногу на педали газа или убрать ее, при нажатии на тормоз обороты падают сразу. При подъеме в гору снижение скорости происходит плавное.
  • Хорошая динамика разгона. Скорость набирается плавно, но при этом достаточно быстро. Это происходит за счет быстрого смещения механизмов и отсутствия дополнительных затрат времени на это.
  • Несложное строение, обеспечивающее длительную эксплуатацию при правильном использовании. Ремонт и обслуживание обходится недорого за счет минимального количества деталей.
  • Легкий старт даже при небольшом водительском стаже. Машина не заглохнет, не клюнет носом. Обучение на такой коробке передач самое простое.
  • Легкий пуск в холодную погоду, вариатор не замерзает в холодную погоду.

Минусы

Теперь стоит поговорить о минусах, которые присущи данному типу устройств. К ним относят следующие особенности:

  • Требуется более тщательное и частое техническое обслуживание, нежели автомобилям с другими видами трансмиссии. Наиболее слабым местом конструкции является ремень, состояние которого необходимо отслеживать, а при необходимости ремень требуется регулярно менять. В среднем процедура требуется каждые 50-60 тысяч км. АКПП, например, ходит без вмешательств около 100 000 км.
  • Меньший срок службы вариатора относительно других типов коробки передач. Работает он также достаточно шумно.
  • Не выносит высоких нагрузок, противопоказан резкий старт, буксирование другого автомобиля, использование авто с вариатором на серьезном бездорожье. Такую коробку нельзя применять в тяжелых условиях.
  • При поломке трудно найти специалиста, который знает, как работать с данным видом устройств. Зачастую ремонт нецелесообразен, так как проще поменять CVT целиком. Стороннее вмешательство может вызвать массу проблем, поэтому ремонтировать такие коробки лучше у официалов или в проверенных мастерских.
  • Некоторые модели работают с замедлением, на переключение тратится до 2 секунд.
  • Работу вариатора сопровождает большое количество датчиков. Электроника может давать сбои. При отказе одного из датчиков работа коробки будет затруднена или невозможна, что значительно усложняет ее эксплуатацию.

Учитывая все плюсы и минусы, можно сделать вывод о том, что вариатор не является таким уж надежным механизмом и подходит для использования далеко не на всех транспортных средствах. Их редко ставят на внедорожники или тяжелые автомобили. Кроме этого, перед покупкой машины с таким типом трансмиссии всегда стоит задумываться не только о том, где вы будете ездить, но и о стиле вашего вождения.

Вариатор – отличный вариант для степенной езды по трассе или по городу, обучения, если вы боитесь, что авто будет глохнуть на перекрестках, однако он совершенно не подходит для водителей, любящих резкие старты, или людей, иногда использующих автомобиль в местах, где дороги нет или почти нет. Закопавшись в грязь или снег, такая машина рискует не выбраться или получить серьезные повреждения, ведущие к необходимости ремонтировать вариатор.

вариатор

Вариатор: что это такое в машине? Фото и картинки — плюсы и минусы

Наряду с механической и автоматической коробками перемены передач все чаще можно увидеть в технических характеристиках той или иной модели автомобиля обозначение «вариатор» или CVT. Это особый тип бесступенчатой трансмиссии, концепцию которого разработал еще Леонардо да Винчи в 1490 году.

Реализовать же эту идею впервые удалось пионеру американского автомобилестроения Мильтону Отелло Ривзу (Milton Othello Reeves) в 1879 году. Правда, свое изобретение он применил не на автомобиле, а на лесопилке. Первый патент на вариаторную коробку передач в 1886 году был выдан небезызвестным Даймлеру и Бенцу.

На те времена эта идея была слишком революционной и сложной в техническом плане, поэтому особо распространения не получила. Можно, конечно, вспомнить так называемые цикломобили — двухместные гибриды мотоцикла и автомобиля.

Их в 1910-1920-х годах выпускали несколько компаний:

  • David — испанская фирма, работавшая в начале и середине 20-го века;
  • Clyno Car — британская компания;
  • Constantinesco Car — британо-французская компания, основанная румынским ученым и изобретателем Джордже Константинеску.

Кстати, уже в те годы преимущества вариатора были понятны широкой публике: ни шестеренок, ни сложных передач, очень простое управление без необходимости выжимать сцепление и постоянно следить за показаниями одометра.

Устройство вариаторной коробки передач

Тема достаточно сложная, потому что видов вариатора создано очень много:

  • клиноременной или клиноцепной;
  • тороидный;
  • магнитный вариатор — перспективная разработка для гибридов и электромобилей;
  • гидростатический;
  • планетарного типа и пр.

На сегодняшний день в основном устанавливают клиноременные или цепные коробки. Поэтому именно на них и остановимся. Принцип работы представить очень легко: на двух, установленных параллельно друг другу валах, находятся конусы, а между ними натянут ремень или цепь. Конусы перемещаются относительно друг друга и изменяется передаточное число.

Обратите внимание, что при этом не ощущается никаких провалов в работе двигателя, потому что перемещение происходит мягко и незаметно. То есть передачи, как таковые, отсутствуют вообще. В этом главное отличие вариатора от автомата и традиционной механики.

Устройство трансмиссии данного типа, основные элементы:

  • аналог сцепления — механизм, обеспечивающий передачу крутящего момента от коленчатого вала, а также отсоединение от силового агрегата;
  • непосредственно коробка-вариатор;
  • электронная система управления;
  • планетарный механизм заднего хода.

Сцепление может быть гидравлическим (гидротрансформатор, как и на АКПП), многодисковое мокрого типа, электромагнитное, центробежное. Главным недостатком можно назвать отсутствие задней передачи. Вернее, она есть, потому что на авто с вариатором вы сможете без проблем сдавать назад. Но для этого пришлось сильно усложнить конструкцию, что естественным образом отображается на общей стоимости.

Преимущества и недостатки вариаторной трансмиссии

Трансмиссию CVT сегодня устанавливают на многие модели авто среднеценового сегмента и Премиум-класса, поскольку она обладает целым рядом преимуществ:

  • улучшение динамики за счет плавного разгона без необходимости переключать передачи;
  • сохранение ресурса двигателя, так как CPU подбирает оптимальные режимы работы трансмиссии под обороты коленвала;
  • явная экономия топлива;
  • отсутствие пробуксовок, безопасный старт на льду, уверенный старт под горку;
  • идеальное сцепление с дорожным покрытием при разгоне.

Конечно же, автомобилисты отмечают простоту управления — всего две педали, не нужно постоянно выжимать сцепление. Машины с вариатором практически бесшумные и относятся к наиболее экологически чистым.

Тем не менее существует и целый ряд негативных сторон:

  • вариатор не устанавливают на мощные внедорожники и спорткары, максимальная мощность двигателя не превышает 200-220 л.с.;
  • повышенные расходы на обслуживание и ремонт, замена ремня, к примеру, обойдется очень недешево;
  • вариаторная коробка не терпит агрессивного стиля вождения, вряд ли она подойдет и для езды по пересеченной местности;
  • водителю необходимо неустанно следить за уровнем масла в коробке и менять его каждые 20 тыс. км., причем трансмиссионная жидкость должна быть качественной и глубокой очистки;
  • выход из строя хотя бы одного из многочисленных датчиков приводит к постоянным ошибкам компьютера.

При условии правильной эксплуатации ресурса вариатора хватит на 150-200 тысяч километров.

Как правильно ездить на вариаторе?

Чтобы ваша CVT прослужила максимально долго, следует придерживаться следующих рекомендаций:

  • избегайте резких стартов;
  • буксировка лишь при полной или частичной погрузке ведущих колес на эвакуатор;
  • проверяйте температурные режимы — детали очень чувствительны к перепадам температур, поэтому нужно регулярно проверять систему охлаждения;
  • избегайте поездок по бездорожью — любые удары колесами и наезды на дорожные кочки плохо влияют на работу бесступенчатой трансмиссии;
  • пробуксовки в зимнее время тоже крайне нежелательны, так как ремень может проскальзывать на шкивах, из-за чего образуются задиры.

Портал Vodi.su напоминает, эта коробка передач создана для спокойной и аккуратной езды. Хотя сегодня вариаторы ставят и на спорткары, например на Subaru WRX, но это скорее исключение из общего правила.

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о