Що таке варіатор і як він влаштований

Зміст

  • Як працює варіатор
  • Що він собою являє
  • Якими вони бувають
  • Кліноременний варіатор
  • Ремінь
  • Тороідний варіатор
  • Гідростатичний механізм
  • Як проводиться ремонт варіаторів

Як працює варіатор

Часто в технічних характеристиках автомобіля, які ми вивчаємо, можна зустріти таке слово, як безступінчатий варіатор. Якщо про МКПП або АКПП ми чули, то це слово залишається для деяких загадкою. Спробуємо в нашій статті висвітлити потрібну інформацію і докладно розповісти про те, як він влаштований.

Що він собою являє

Виявляється, варіатором називають особливий тип АКПП. І він був винайдений, як не дивно це буде чути, ще в XIX столітті! Але і це ще не все. Як стверджують історики, а це дуже допитливі до всього хлопці, перше в світі пристрій подібного типу було придумано самим Леонардо да Вінчі ще в XV столітті.

Предназначен для передачи крутящего момента


Що стосується першого автомобіля з варіатором, то він з'явився в середині двадцятого століття. І першими варіаторами стали займатися інженери компанії DAF, які оснащували ними свої вантажні і легкові автомобілі. Потім у них такий тип трансмісії перейняв «Вольво» і став ставити на свої машини.

По суті, варіатором можна назвати ту ж АКПП. І неозброєним поглядом автомобіль з варіатором і «автоматом» зовні не відрізниш. На автомобілях з варіатором стоять такі ж педалі (їх дві) і коробка передач. Але автомобіль, обладнаний таким пристроєм, що працює трохи по-іншому.

Зокрема, на машині з варіатором відсутні фіксовані передачі першій або другій швидкості, а вони переключаються практично непомітно і дуже плавно. І поштовхів, які зазвичай відчуваєш при рушанні з місця, на автомобілях з варіатором не помічаєш. Крім цього, завдяки варіатору відбувається безперервне і знову ж непомітна зміна ПЧ під час розгону або навіть уповільнення транспортного засобу.


Відео про види коробок передач:

Так яку ж коробку варто вибрати: варіатор або «автомат»? Спробуємо розібратися. Нерідко такий пристрій називають безступінчатим коробкою, маючи на увазі те, що передачі змінюються практично непомітно.

Якими вони бувають

Найбільш популярними сьогодні є кліноременним зі шківами змінного діаметру, тороїдальні, а також ланцюгові варіатори.

Кліноременний варіатор

Почнемо з шківом кліноременного варіатора, так як він найвідоміший.

Його екіпірування — це шків і клиновидний або ведений ремінь. При цьому такий тип безступінчатим коробки працює в залежності від кількості оборотів агрегату і не реагує на навантаження. Приміром, якщо піднятися в гору, автоматично збільшується навантаження на заднє колесо, але ПЧ залишається незмінним. Такий параметр багато експертів називають одним з недоліків варіатора шківом кліноременного.

Одна из модификаций клиноремённого вариатора

Чому ремінь такого типу називається клиновидним? Та тому що ремінь на розрізі має форму трапеції і як би вклинюється в шків своїми бічними частинами. Коли ці боковинки зношуються, ремінь ще глибше вклинюється в шків, знову ж залишаючись в хорошій зчепленні.

Передаточне число на варіаторі кліноременним змінюється шляхом взаємодії ведучого і веденого шківів. Іншими словами, це виглядає наступним чином. Частини ведучого шківа, який обертається коленвалом, плавно стискаються і виштовхують ремінь подалі від центру. Ведений шків при такому процесі розтискається, а ремінь починає м'яко потопати вже в ньому, наближаючись до центру. Таким чином, змінюється передаточне число від коленвала, прямуючи до заднього колеса.

Що стосується різниці між веденим і провідним шківами, то на другому немає роликів, замість яких встановлена буває пружина.

Те, як працює кліноременний вигляд пристрою, можна пояснити ще й методом двох однакових олівців. Беремо їх і ставимо паралельно один одному на столі. Потім знімаємо гумкою і починаємо крутити один з циліндричних олівців. Як ви думаєте, що станеться? Звичайно ж, почне крутитися одночасно і другий предмет, і притому з тією ж швидкістю, що і перший. Але історія не повториться, якщо олівці будуть мати різний діаметр перерізу.

Відео, яке демонструє роботу шківом кліноременного варіатора:

Різні олівці знову ж будуть обертатися, але по-іншому. Олівець з великим перетином поки буде робити один оборот, другий поменше зробить два.

І варіатори різного типу мають схожий з «олівцями» принцип роботи. Тільки ось діаметр цих олівців у варіатора постійно змінюється, адже, як говорилося вище, у шківом кліноременного типу пристрою два шківа, зроблених у вигляді конусів. Вони своїми кінцями (шківи) бувають звернені один до одного, а між ними затискається ремінь.

Переміщаючись один відносно одного, шківи стають схожими на олівці, постійно змінюють свій діаметр. Обидва шківа забезпечуються зазвичай гідравлічною системою, але нерідко підключається і сервопривід. Завдяки цьому половинки першого і другого шківів зсуваються і розсуваються синхронно. Навіть якщо один з них знаходиться на ведучому валу, який йде від мотора, а другий — на веденому, що йде до коліс, зміна ПЧ пройде набагато ширше.

Коробка варіатор такого типу ще буває забезпечена механізмом, який відповідає за зміну напрямку обертання вала при включенні задньої передачі.

Схема работы валов вариатора

Ремінь

Цікаво, а з якого матеріалу зроблений ремінь на такому варіаторі. А він незвичайний, зроблений з суміші гуми і тканини. Він несхожий на ті ремені, які обертають різні генератори або інше навісне устаткування. Адже такий не витримав би і тисячі кілометрів.

В варіатора ремені мають досить складну конструкцію. Зазвичай це сталева стрічка, покрита залізними складовими. На такий набір сталевих тросів буває нанизано поперек безліч тоненьких пластинок, що нагадують за формою трапецію. Саме краї цих самих стрічок і контактують зі шківами. До речі, завдяки такій конструкції вдалося придумати і штовхає ремінь, передає потужність обома своїми половинами від одного шківа до іншого.

Перевагою сталевої стрічки є те, що передаючи зусилля на стискання, вона не складається, як зробив би звичайний ремінь, а знаходить жорсткість.

Ремень представляет собой стальную ленту

Замість клинового ременя такої конструкції нерідко виступає і широка ланцюг пластинчастий, також сталевого типу. Вона стикається з конусами своїми краями, і саме такий вид ременя можна зустріти на варіатора автомобілів Ауді. Щоб провести змащування цієї самої ланцюга, застосовується особливий вид рідини. Вона здатна змінювати свій фізичний стан під сильним тиском, що виникають у місці стикання зі шківом.

А те, як буде варіатор міняти ПЧ при розгоні автомобіля, залежить від спеціально обраної ПУ. Для прикладу, уявімо собі те, як ми розганяємося на звичайному автомобілі з механічною коробкою або навіть з «автоматом». Що ми робимо? Ми на кожній передачі обов'язково розкручуємо двигун, щоб спокійно перейти на наступну передачу. У випадку з варіатором двигун свої обороти не змінює, навіть при будь-якому розгоні. Зате передавальне відношення змінюється плавно.

Для деяких водіїв, незвичних до водінню автомобілів з варіатором, створюється дивне відчуття. Він натискає педаль газу в підлогу, тим самим підвищуючи обертів двигуна. Той починає вити і так залишається протягом усього розгону. Хоча темп розгону і високий, і на перемикання швидкостей час не витрачається, це трохи дратує. Але кожному своє.


Модель металлического клиновидного ремня

Модель металевого клиновидного ременя


У деяких випадках інженери роблять наступне: вони варіатор настроюють таким чином, щоб автомобіль розганявся з ним по-особливому. Це нагадує збільшення швидкості із звичайною КПП, тобто коли поступово набирається зростання оборотів двигуна.

Зате варіатор дуже розумний. Наприклад, якщо піднімаєшся на автомобілі з варіатором в гору, той автоматично уповільнює рух, навіть коли натиснута педаль газу. Але пристрій не залишить підключеної високу передачу, а навпаки, збільшить крутний момент на виході з коробки. Це відбудеться завдяки роботі шківів, що для впевненого штурму висоти швидко пересуваються назад.

Крім того, на деяких автомобілях марок з варіатором водій може вибирати режими з віртуальними передачами, з шістьма або навіть з вісьмома. Вони задаються спеціальної електронікою, і між передачами варіатор буде перескакувати, як звичайна класична коробка-автомат. До того ж можна буде перемикати швидкісні передачі за власним бажанням, як на автомобілях, що мають автоматичний секвентальный режим перемикання.

Китайский автомобиль Geely Emgrand с вариатором

Тороідний варіатор

Цей вид варіатора наділений замість ременів і шківів колесами і роликами. Система варіатора CVT здається трохи інший, що відрізняється від шківом кліноременного пристрою. Але всі її компоненти виконують, по суті, ті ж функції. Результат один — постійно змінюється трансмісія!

Принцип роботи тороідного варіатора відбувається наступним чином. Один з дисків з'єднується з двигуном, а інший — з карданним валом. Перший диск — це той же ведучий вал, а другий — ведений. Між дисками розташований не ремінь, а як і говорилося, ролики або колеса, які і передають потужність від одного до іншого. Те ж саме робить і ремінь на кліноременним варіаторі.

Колеса здатні обертатися навколо двох осей. Це і горизонтальна вісь, і вертикальна. Такі види обертання допомагають колесам стикатися з дисками в різних областях. І коли колеса стикаються з ведучим диском біля центру, то вони змушені контактувати з веденим диском близько обіду, тим самим приводячи до збільшення крутного моменту та зменшення швидкості. Це і є овердрайв або висока передача.

Схема работы тороидного вариатора

Гідростатичний механізм

Обидва вищеописаних видів варіатора працювали за рахунок радіусу контактуючих точок між двома обертовими об'єктами. Але гідростатичний варіатор має зовсім інший принцип роботи, заснований на використанні насосів змінного об'єму. І обертальний рух тут забезпечується за рахунок гідростатичного насоса.

Як проводиться ремонт варіаторів

Ремонт варіаторів проводиться так само, як і лагодження АКПП. Вони також не люблять, коли з ними поводяться з порушеннями правил, і виходять з ладу. Власникам автомобілів з варіатором слід ознайомитися з правилами експлуатації такої коробки, а не нехтувати ними.

Требует бережного обслуживания

Що стосується буксирування автомобілів з варіатором, то як і у випадку з АКПП, тут є свої особливості. Зокрема, буксирувати автомобіль можна буде, лише встановивши важіль перемикання в стан N, і їхати потрібно не більше 80 км зі швидкістю не більше 50 км/год. При буксируванні на великі відстані обов'язково наявність евакуатора.

На варіатора, як і на АКПП, слід проводити планову діагностику не менше одного разу на рік. Якщо помічаються неприродні шуми або поштовхи в коробці, то обов'язково проходження діагностики на спеціальній СТО. Діагностика допоможе визначити все наявні шуми, збої в роботі і можливі неполадки. І таким чином можна буде уникнути дорогого ремонту.

Ремінь варіатора так само, як і сам пристрій, нерідко підлягає ремонту. І для його проведення не потрібно ніякого складного обладнання. Наприклад, часто вдається змінити ремінь на скутерах, які забезпечені варіатором, своїми руками.

Відео про пристрій і порівняно варіатора:

І наостанок хотілося б підсумувати. Автомобілі з варіатором все більш стають затребуваними. Ціна на них різна. Наприклад, Chery Tiggo FL з повним приводом, наділений варіатором, коштує близько 640 000 російських рублів.





Ремонт автомобілів


Рекомендуємо переглянути
Залишити коментар
Ім'я:*
Коментар:
Напівжирний Нахилений текст Підкреслений текст Перекреслений текст | Вирівнювання по лівому краю По центру Вирівнювання по правому краю | Вставка смайликів Вибір кольору | Прихований текст Вставка цитати Перетворити вибраний текст з транслітерації в кирилицю Вставка спойлера
Введіть код: *