Принцип работы вариатора



princip-raboty-variatora

Под словом вариатор понимается бесступенчатая коробка передач, которая самостоятельно выбирает и без рывков меняет передачу (передаточное число). Выбор оптимальной передачи осуществляется с учетом количества оборотов двигателя и уровня внешней нагрузки, благодаря чему его мощность используется наиболее рационально и эффективно.
В технике используется множество различных разновидностей вариаторов, однако в легковых автомобилях распространение получили, главным образом, два типа таких конструкций:

• Клиноременный;
• Тороидный.

Первая разновидность этой конструкции была известна с давних пор. Основными деталями клиноременного вариатора являются два шкива, способные раздвигаться и сдвигаться, а также ремень, который соединяет их. Сечение этого ремня имеет форму трапеции, а название клиноременный происходит оттого, что если начать сдвигать половинки основного (ведущего) шкива, то они начнут как бы выталкивать ремень — словно клин – наружу. Радиус шкива, по которому «ходит» ремень при этом увеличится, а, следовательно, возрастет и значение передаточного отношения. Теперь сделаем по-другому: раздвинем половинки второго (ведомого) шкива. Мы увидим, что радиус хода ремня уменьшится. То же самое произойдет с передаточным отношением. Если же оба шкива находятся в промежуточном положении, передача будет прямой.

Тороидная модификация устроена немного по-другому. Она составлена из соотносящихся друг с другом роликов и дисков. Изменение значения передаточного числа (передачи) происходит за счет того, что ролики могут менять свое положение и радиусы, по которым происходит их обкатка. Главное усилие здесь сосредотачивается в так называемом «пятне контакта», следовательно, для поворота роликов нужно какое-то особое устройство, которое будет способно преодолеть силу, с которой соединяются ролик и диск. Инженеры автомобильных компаний решают эту задачу по-разному. Так, например, в вариаторе компании «Ниссан» применяется гидравлический механизм, который управляется электроникой. Он перемещает обоймы роликов в вертикальной плоскости (вверх/вниз) на очень малое расстояние, буквально микроскопическое. Однако его хватает, чтобы из-за такого сдвига ролик развернулся самостоятельно.

princip-raboty-variatora-1

Внутренне устройство.

Рассмотрим принцип работы вариатора более подробно. Клиноременная модификация состоит, как правило, из одной ременной передачи, реже – двух, где в виде шкивов выступают диски в форме конусов. За счет их сдвигания и раздвигания радиус шкивов изменяется, что и приводит к изменению передаточного числа. Вариаторы различных автомобильных производителей имеют свои особенности конструкции. Так, инженеры Audi вместо ремня решили использовать особую цепь (этот агрегат они назвали Multitronic). Другой автогигант — «Honda» — собирает ремень из множества металлических пластин. Хотя, конечно, сам принцип работы от этого не изменяется. Основной целью таких внедрений является желание производителя сделать агрегат более долговечным.
Однако вариатор выбирает передачи в процессе езды. За счет чего тогда осуществляется начало движения? Здесь все просто. Для трогания автомобиля обычно используют просто сцепление или гидротрансформатор, который, выполнив свою функцию, блокируется. Управление «щеками» шкивов, то есть то самое сдвигание и раздвигание, осуществляет электроника за счет сервоприводов.
Теперь попытаемся понять, зачем ремню придают клиновидную форму. Дело в том, что своими боковыми поверхностями он врезается (вклинивается) в шкив. Через некоторое время эти поверхности начинают изнашиваться, однако благодаря своей форме ремень только глубже врезается в шкив, и сцепка остается по-прежнему надежной.
Каким образом изменяется передаточное число? Мы уже говорили об этом: сдвигание и раздвигание, да. Ведущий шкив (связанный с коленвалом) при действии центробежных сил сдвигает свои половинки и выталкивает ремень, перемещая его все дальше от центра. Ведомый шкив, напротив, выполняет противоположное действие – разжимается, тем самым «утапливая» ремень все ближе к своему центру. Чем выше обороты двигателя, тем более сильно сдвигается главный шкив и разжимается ведомый. Это и приводит к изменению передаточного числа, передающегося ведущим колесам.

Теперь поговорим о недостатках вариаторов, ведь как у всякого механизма, у них имеются и свои недостатки. В частности, самыми слабыми местами автомобильных конструкций этого типа являются: у клиноременной разновидности – ремень; у тороидной – место соприкосновения ролика и диска (сила давления здесь может достигать 10-ти тонн). Чтобы противостоять таким большим нагрузкам, производители используют сверхпрочные высокотехнологичные материалы. Это существенно повышает надежность и долговечность работы вариаторов, делая их показатели весьма сходными с показателями АКПП. Однако нагрузки на ремень и пятно контакта пока не позволяют устанавливать вариаторы на грузовые автомобили, а также на автомобили с мощными двигателями. Так, сегодняшний рекорд для клиноременного агрегата – 220 л.с. (300 Нм), вариатор этой конструкции установлен на Audi A6. Для тороидной разновидности – 240 л.с. (310 Нм), установлен на автомобилях Nissan Cedric, Nissan Gloria.

Несмотря на перечисленные минусы, вариаторы в легковых автомобилях являются все же более «продвинутой» конструкцией, чем привычные нам и распространенные автоматические коробки передач. Его главные достоинства – это лучшая динамика разгона, более плавная езда, меньший расход топлива. Кроме того, вариатор гораздо более прост в плане внутреннего устройства, чем «автомат». Вполне возможно, что в скором времени эти агрегаты полностью заменят АКПП, да и машинам с «механикой» они будут весьма серьезными конкурентами.

Добавлено: 12.10.2013 22:46



Форма ответа:

Ваше имя:
Email:
Текст сообщения:

Рынок

1 GBP / RUR 75,5302

1 USD / RUR 57,5118

1 EUR / RUR 67,8927

100 JPY / RUR 50,6980

Похожие публикации:

  • Коробка передач CVT тут