Вариаторная коробка передач

Вариаторная коробка передач

Работа вариаторной коробки передач

Вариаторная коробка передач, или сокращенно вариаторная КПП, все чаще используемая в мировом автопроме, довольно долго набирала популярность. Первооткрывателем принципа действия, сходного с принципом работы сегодняшнего вариатора, стал ни кто иной, как художник Леонардо да Винчи. Впоследствии некто из изобретателей подхватил эту идею, после чего на новое изобретение был получен патент. Однако на практике данный принцип действия не будет применяться после этого еще очень долго.
Впервые мир узнал о вариаторной коробке передач в середине XX века, когда были выпущены первые автомобили с новой бесступенчатой трансмиссией, в состав которой и вошел изобретенный более века назад и слегка усовершенствованный механизм. После этого популярность  вариатора только росла. На сегодняшний день вариаторную коробку передач устанавливают не только в автомобилях, но также в скутерах. Ее используют в своей практике ведущие мировые компании по производству качественных автомобилей, среди которых можно назвать такие мощи автопрома, как Audi и Honda.
Вариаторная коробка передач

Принцип работы коробки передач вариатор

Основной функцией любой КПП является переключение скоростей. Механизм вариатора позволяет передавать мощность от двигателя к трансмиссии без заданных передаточных чисел, что позволяет ему использовать центробежную силу более эффективно, а топливоэкономично. Чтобы понять основной принцип работы вариатора, можно провести параллель со скоростным велосипедом, у которого переключение скоростей осуществляется с помощью скольжения металлического ремня, натянутого на металлические зубчатые диски.
Работа вариаторной коробки происходит при помощи движения двух конусообразных шкивов по одной оси, которые съезжаются и разъезжаются между собой. Шкивы КПП соединены ремнем, наборной цепью, которая собрана из специальных пластин; или роликами. Схема функционирования вариатора различная и зависит от типа устройства его механизма.

Типы механизмов вариаторной коробки передач

Клиноременной вариатор

Такой вариатор состоит из конусообразных шкивов и натянутого между ними клинообразного ремня, то есть, ремня, который в разрезе имеет треугольную форму. Вспомогательное влияние на движение конусообразных шкивов оказывает механизм, состоящий из гидравлического насоса, электронной системы управления или пружин, а также актуаторов. Непосредственно актуаторы воздействуют на шкивы, приводя их в движение. В клиноременном механизме одна пара конусов является ведущей, а втораяведомой. При  переключении передач и в зависимости от положения шкивов относительно друг друга ремень меняет свое положение относительно оси, которая пронизывает шкивы. Самое маленькое передаточное число и наивысшую скорость автомобиль выжимает, когда ремень находится далеко от оси на ведущем шкиве и у самой осина ведомом.

Вариаторная коробка передач с клиноременным механизмом
Тороидальный вариатор

Вместо шкивов и ремня в его механизме имеются диски, сообщающиеся друг с другом одной осью, и передвижные вращающиеся ролики, которые движутся по направлению к центру оси и от нее. В тороидальном вариаторе ролики зажаты между дисками. Они осуществляют свое движение в определенном радиусе под воздействием специальных устройств. Движение, в свою очередь, передается дискам, которые сходятся и расходятся в зависимости от передаточного числа. Соотношение радиусов роликов обоих валов с дисками на каждой передаче разное. В тороидальном механизме также есть ведущий и ведомый вал. Когда автомобиль развивает наивысшую скорость, ролик ведущего вала находится на поверхности, оборачиваясь вокруг оси на большом радиусе, а ролик ведомого вала вращается непосредственно вокруг оси.

Тороидальный вариатор

Клиноцепной вариатор

По принципу работы имеет много общего с клиноременным механизмом. В основе его конструкции также лежат шкивы, нанизанные на оси. Вместо ремня между шкивами натянута цепь, которая состоит из соединенных между собой пластин.

Клиноцепной вариатор
Сегодня в автомобилях чаще всего применяется клиноременной и тороидальный механизмы. Клиноцепной механизм был изобретен не так давно, и используется на производстве пока достаточно редко. Каждый из механизмов вариаторной коробки передач имеет свое так называемое «слабое звено», которое чаще всего при поломке требует ремонта.
В клиноременном механизме это ремень, который в результате Ресурс ремня вариаторатрения о поверхность шкивов и оси перетирается.

В тороидальном вариаторе таковым слабым местом является поверхность дисков в тех местах, в которых с ней соприкасается ролик во время вращения. Но при аккуратном вождении клиноременной и тороидальный вариатор могут прослужить достаточно долго.

Намного более прочным и функциональным является новый клиноцепной вариатор. Его прочность достигнута тем, что шкивы выполняются из подшипниковой стали, металлическая цепь намного крепче ремня, а ее форма позволяет достигать наименьшего радиуса изгиба. Благодаря последнему преимуществу, увеличился диапазон передаточных чисел. Таким образом, запатентовав клиноцепной вариатор, изобретатели добились улучшения функций и увеличили прочность вариаторной КПП.

Калибровка вариатора

После ремонта или замены запчастей и механизмов автомобиля, таких как двигатель, вариатор или трансмиссия, память электронного модуля трансмиссии относительно работы вариатора стирается. Для дальнейшей эксплуатации вариатора требуется обязательно выполнить так называемую калибровку. Во время калибровки выполняется новая запись обратного сигнала для управления автомобилем, заново осуществляется настройка оптимальной работы двигателя для каждой ступени скорости.
Калибровка вариатора
Калибровку вариатора выполняют, как на стоянке, так и во время движения. Схема процедуры зависит от того, какой вариант выбран, а также от марки автомобиля, и представляет собой последовательность определенных действий. Калибровка выполняется достаточно легко, осуществить ее может каждый автовладелец. В случае чего можно обратиться к мастеру, который осуществлял ремонт автомобиля.

Устройство вариаторной коробки передач

Находясь в составе трансмиссии наряду со сцеплением, дифференциалом, ШРУСом, карданным валом и главной передачей, коробка передач тоже состоит из нескольких механизмов. В состав вариаторной КПП входит сцепление, вариаторный механизм, механизм для осуществления заднего хода автомобиля, электронная система управления и датчики.
Устройство вариатора
Вариаторная коробка передач оснащается различными механизмами сцепления. В их числе самый распространенный гидротрансформатор, а также менее популярные, но тоже часто встречающиеся в автомобилях различных марок, электронное электромагнитное, автоматическое центробежное и многодисковое мокрое сцепления.

Вариаторная коробка передачплюсы и минусы

Вариатор стал применяться в автомобильном производстве достаточно часто, благодаря ощутимым достоинствам. Среди многочисленных преимуществ вариаторной коробки передач можно назвать следующее:

  • Обеспечивает плавное движение автомобиля и быстрый старт, поскольку позволяет переключать передачи без ступеней;
  • Управление осуществляется с помощью электронной системы;
  • Распределяет на двигатель оптимальные нагрузки;
  • Экономит топливо.

К основным недостаткам вариаторной КПП отнесем сравнительно небольшой ресурс. Механизм не выдерживает больших нагрузок. Ремонт вариатора выполняют только профессионалы. Несмотря на несложный механизм, процесс достаточно сложный. Плюс ко всему, для увеличения срока службы вариаторной коробки передач требуется принудительное охлаждение трансмиссионной жидкости, применение специального и достаточно дорогостоящего масла. В случае с клиноременным механизмом менять ремень порой приходится достаточно часто.

Плюсы и минусы вариаторной коробки передач
Особенностью вариатора является то, что его не устанавливают на грузовом автомобиле, а также на легковом автомобиле с очень мощным двигателем. Механизм не очень хорош для езды по бездорожью, где требуется буксировка и резкие толчки автомобиля. Тем не менее, в век модернизации технологий можно смело надеяться на то, что бесступенчатая трансмиссия, столь комфортная, как для водителя, так и для пассажира, может быть значительно усовершенствована, и имеет большие шансы на блестящее будущее.

NO COMMENTS

Leave a Reply