Что такое коробка cvt – виды, устройстово и принцип работы

Содержание

CVT коробка передач что это такое?

Вы выбираете для себя новый автомобиль и одно из ваших основных требований — это автоматическая коробка передач. Но не все знают, что АКПП — это не только обычный гидротрансформатор, как принято считать. Как правило, дилеры идут на хитрость и подразделяют коробки передач на механическую и автоматическую. В классификацию автоматической КПП входит: CVT, робот с одним или двумя сцеплениями ну и конечно обычный АКПП. Давайте разберемся, что такое CVT коробка передач.

Аббревиатура CVT (Continuously Variable Transmission) дословно переводится как непрерывно меняющая передачи — другими словами бесступенчатая коробка передач или вариатор. Отличие от других автоматических трансмиссий заключается в следующем — нет определенного числа фиксированных отношений — их бесчисленное множество.

Первый патент на вариатор был оформлен в 1886 году, но с тех пор технология значительно продвинулась вперед. Сегодня несколько крупнейших автопроизводителей (таких, как General Motors, Audi, Honda, Nissan, Toyota и др.) проектирует свои автомобили на основе вариаторной трансмиссии. Список тут.

Что же такое CVT

Бесступенчатая трансмиссия (с английского Continuously Variable Transmission, CVT) — вид трансмиссии, передаточного устройства между двигателем и движителем (колёсами, гребным винтом и т. п.)), которая способна плавно изменять коэффициент передачи (отношение скоростей вращения и вращающих моментов двигателя и движителя) во всём рабочем диапазоне скоростей и тяговых усилий.

Изначально вариатор устанавливали на маломощные двигатели, такие как: снегоходы, мотороллеры и различного рода станки. Причина заключалась в следующем: данный узел не мог переваривать большой крутящий момент и устанавливался на двигатели малой мощности. Сейчас, ситуация кардинально поменялась. Мощность в настоящее время ограничевается планкой в 220-250 лошадинных сил. Инженеры нашли способ увеличить ресурс и крутящий момент CVT коробки за счет внедрения в конструкцию сверхпрочной металлической цепи. Данная цепь установленная между двумя шкивами (ведущим и ведомым) передает момент с двигателя на колеса.

На видео наглядно показан принцип работы CVT трансмиссии

Более подробно о достоинствах и недостатках можно ознакомиться по этой ссылке, в этой же статье более пристальное внимание уделим плюсам

  • Увеличенный ресурс мотора за счет плавного разгона (нет повышенной нагрузки при переключении на пониженную передачу)
  • Один из лучших показателей расхода топлива за счет бесконечного количества скоростей
  • Нет переключений – соответственно меньше потерь в разгонной динамике, отсутствие рывков, провалов, задержек при переключении
  • При динамичном разгоне (педаль в пол) вариатор поддерживает всегда максимальные обороты двигателя, соответственно на колесах всегда максимальная мощность мотора
  • Отсутствие пробуксовки при езде по льду или влажном покрытии
  • Лучшее сцепление с дорогой при динамичном разгоне
  • Удобство управления автомобилем и комфорт при движении

Надеюсь прочитав статью у вас не осталось вопросов?Вы уже являетесь владельцем авто с вариатором — ознакомтесь с бережной эксплуатацией и продлите срок службы. Если вам понравился материал сделайте репост, таким образом этой информацией ознакомятся ваши коллеги или друзья!

 

variator-cvt.ru

cvt коробка передач положительные и отрицательные стороны

CVT коробка передач — что это такое, и чем она отличается от механической или автоматической коробки передач? Многие называют её следующим поколением АКПП. Сегодня многие крупные автомобильные производители, такие как Ниссан, Тойота, Ауди и другие, активно модернизируют её и продвигают в новых версиях выпускаемых машин. Так что же это такое, и чем она отличается? Ниже будет подробно рассмотрен данный вид, устройство, история его происхождения и отличия от других КПП.

CVT коробка передач

История происхождения

CVT, или «Continuously Variable Transmission» впервые был разработан в Европе в начале 80-х. На русском она означала – постоянную переключающуюся передачу, такой вид коробки устанавливался в то время на небольших европейских авто, а позже — с конца 80-х и в начале 90-х принцип устройства трансмиссии стал появляться у автопроизводителей Америки и Азии. И только с 2011 года трансмиссия стала набирать популярность.

Основные понятия

По сути, CTV — это бесступенчатая коробка передач. Её устройство имеет более простой принцип работы. Вариатор не имеет заданных систем переключения передач и не требует постоянного контроля числа оборотов. Блок управления в автомобиле самостоятельно определяет количество оборотов на нужной скорости и держит необходимую передачу. То есть, вариатор сам следит за придаточным числом и держит в зависимости от текущей скорости необходимое число оборотов. Придаточным же числом является соотношение скорости вращения колёс к скорости вращения мотора. Каждая передача в коробке держит определённый уровень количества оборотов, и для их увеличения водитель переключает селектор коробки, чтобы перейти на другую ступень и ускориться.

ctv это бесступенчатая коробка передач

Важно: «У автомобилей, оборудованных ctv, селектор коробки присутствует в салоне, так как он необходим для включения задней передачи для обратного хода».

Исходя из текущей скорости движения, оборотов двигателя и силы нажатия на педаль газа водителем, вариатор практически ежесекундно переключает передачи, определяя оптимальную характеристику хода. Что даёт такой принцип работы:

  • отсутствие рывков, наблюдаемых при переключении АКПП и МКПП;
  • более интенсивный набор скорости.

Это далеко не все положительные стороны, но о них будет говориться чуть позже.

Схема бесступенчатой коробки передач

Виды бесступенчатых коробок передач
В зависимости от назначения и типа транспортного средства автомобильными производителями были разработаны следующие виды бесступенчатых коробок переключения передач:

  • гидромеханическая коробка передач
     была разработана для автомобилей большой массы. Включает в себя гидродинамическую систему с гидромуфтой и гидротрансформатором и механической передачей. Двигатель такого автомобиля запускает контролирующий насос, которые подаёт масло в трубах, ведущих к гидромоторам, а те в свою очередь начинают вращать колёса;
  • электрическая коробка передач. Энергия образуется через генератор от работы мотора. На каждое колесо нужен отдельный электромотор;
  • вариаторная коробка передач. По сути, является механической передачей с принципом действия работы за счёт передачи крутящего момента через ремень на управляющий шкив. Данный тип устройства стал активно применяться на легковых автомобилях.

Важно: «Перечисленные виды имеют множество различных модификаций и применяются в легковой и тяжёлой автомобильной промышленности».

что такое CVT? Это «робот» или «автомат»?

Устройство CVT

Коробка передач cvt построена на трёх базовых элементах, которые осуществляют весь её принцип работы:

  • ведомое фрикционное колесо выходное;
  • ведущее фрикционное колесо входное, которое связано с коленвалом и осуществляет вращение ведомого фрикционного колеса и передаёт энергию на карданный вал;
  • ремень повышенной прочности из резины или металла, который связывает фрикционные колёса.

Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.

НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.

Читать далее >>

Оба фрикционных колеса способны раздвигаться с помощью муфты нагрузочной. Они соединяются между собой металлическим ремнём. Ремень вариатора занимает особое место в работе и устройстве. Он отличается высокой сложностью и технологичностью. Ремень содержит в себе до 12 стальных полос высокой прочности, благодаря чему он не проскальзывает и обеспечивает большой крутящий момент. Каждая из стальных полос ремня состоит из металлических пластин в форме трапеций, которые идут поперечно. Такая форма обеспечивает плотный контакт с фрикционными колёсами, тем самым осуществляя передачу на крутящий момент. Некоторые разработчики используют вместо ремня широкую цепь с пластинами, края которой цепляются за конусы.

Принцип работы CVT

Принцип работы

Исходя из расшифровки аббревиатуры, в данный тип трансмиссии заложен принцип непрерывного переключения передачи без участия водителя. Сам принцип работы вариатора был использован и раньше в снегоходах, некоторых станках и бензопилах. Но из-за больших нагрузок в автомобилях такое устройство нужно было доработать. Как было уже сказано выше, основной элемент, обеспечивающий ход автомобиля, — это стальной ремень, состоящий из множества рядов высокопрочной стали с клиновидными зазубринами. Ведомое фрикционное колесо соединено с двигателем, от него идёт ремень к ведущему фрикционному колесу, которое обеспечивает оборотами ведущую пару колёс. Оба фрикционных колеса умеют расширяться и сужаться. Расширение и сужение ведущего фрикционного колеса контролирует электронный блок управления, а второе колесо расширяется при воздействии на него большего давления от первого колеса. Так как стальной ремень благодаря зазубренным выступам может быть в любом положении: на конусе расширяемого и сужаемого колеса, это обеспечивает принцип множества передач в зависимости от числа оборотов и нагрузки в текущий момент применения. На деле работа вариатора укладывается в три основных шага:

Первый шаг — при старте двигателя и начале движения ведущее колесо в вариаторе максимально сужено, а ведомое колесо расширено.
Второй шаг — достигая средней скорости примерно в 100 км/час оба колеса расширены на одном (среднем) уровне.
Третий шаг — для достижения максимальной скорости (педаль газа в пол) ведущее фрикционное колесо максимально расширяется, параллельно ему ведомое фрикционное колесо, которое обеспечивает вращение привода автомобиля, максимально сужается.

Важно: «Если со старта выжать педаль газа до упора, фрикционные колёса сразу из первого шага перейдут в третий, обеспечивая быстрый набор скорости без рывка».

Чем хорош вариатор?

Положительные и отрицательные стороны CVT трансмиссии

Естественно, главная положительная сторона этого типа коробки передач заключается в комфорте, который она предоставляет водителю во время движении. Контроль над оборотами и переключением передач ложится на электронный блок управления автомобиля. Набор скорости происходит мягко, исключая рывки, которые испытывает водитель во время переключения механической или автоматической коробок передач. Скорость машина набирает быстрее в сравнении с АКПП и МКПП и более плавно стартует с места, а беспрерывное переключение передач в вариаторе обеспечит постоянную работу мотора, и он не заглохнет, стоя на светофоре или пробках. Как и в автоматической коробке, при cvt машина оборудуется только двумя педалями – газ и тормоз. Авто не так сильно шумит при разгоне, при этом трансмиссия считается более экономичной в пересчёте на расход топлива. Как заявляют некоторые производители, которые ставят на свои машины эти коробки, они более экологичные в сравнении с другими, и машины имеют более динамичный набор скорости в сравнении с автоматической коробкой.

При явных положительных моментах в работе коробка cvt не лишена и своих проблем и недостатков. Самый значимый — это её капризность. Ставится она только на автомобили с двигателем до 220 лошадиных сил. Также для обеспечения её работы нужны дорогостоящие смазочные жидкости, которые нужно менять каждые 30 тысяч километров пробега. С маслом производится и замена фильтров. Автомобиль не может ехать долгое время на предельной скорости. Разочарует она любителей грубой и агрессивной езды – к этому коробку не готовили, и в скором времени она выйдет из строя. Если это произошло, появляется новая проблема – постараться найти разбирающегося в подобных коробках специалиста. Их такой же дефицит, как и комплектующих на вариатор. Электронный блок управления автомобиля, который контролирует ведущее фрикционное колесо бесступенчатой коробки, в случае повреждения какого-либо из его модулей серьёзно дестабилизирует работу трансмиссии.

Расположение деталей

Итог

Как выясняется из статьи, нет ничего сложного в работе cvt коробки. Многие эксперты говорят, что за ней будущее, но сейчас этой коробке предстоит немалый путь для преодоления ошибок разработчиков и улучшения её износостойкости. Как можно уже полагать, такой путь до неё прошли и механическая, и автоматическая коробки передач. Автолюбителям остаётся только следить за её развитием сегодня, и может быть в недалёком будущем, исправив все недочёты, она сможет полностью заменить автоматическую коробку передач.

akppgid.ru

CVT коробка передач — что это такое, плюсы и минусы

У многих современных авто установлена CVT коробка передач, что это такое знают не все автолюбители, так как привыкли сталкиваться с механическими или автоматическими КПП.


CVT коробка передач — что это такое

На новых автомобилях кроме механической и автоматической, часто используют CVT коробку. В народе она называется вариатором.

Аббревиатура CVT означает непрерывно меняющаяся передача, то есть другими словами — это бесступенчатая трансмиссия.

Здесь нет фиксированных положений шестерен, так как постоянно выбирается оптимальное передаточное число.

КПП используется для того, чтобы при постоянных оборотах двигателя, можно было менять скорость движения.

Отношение между скоростью вращения коленвала и колес автомобиля характеризуется передаточным числом.


Основное преимущество такого решения в том, что оно позволяет максимально эффективно использовать мощность двигателя, при этом потери крутящего момента сводятся к минимуму.

Если на авто с механической трансмиссией, чтобы изменить скорость движения, надо переключаться вручную, то в случае с CVT, это происходит постоянно и без вашего участия.

Так как здесь нет шестерен, поэтому при изменении скорости, не происходит рывков.

Чтобы ответить на вопрос, CVT коробка передач, что это такое и в чем ее преимущество перед автоматической КПП, надо сказать, что вариатор обеспечивает плавный разгон, он происходит намного быстрее, чем при использовании автоматической КПП.

В этом случае, обороты двигателя практически одинаковые и не происходят их перепады от максимальных до минимальных значений.

Вариатор очень точно подбирает передаточное число, которое зависит от того, ускоряетесь вы или замедляетесь, поэтому стиль езды будет более ровным, нагрузка на двигатель уменьшается и снижается расход топлива.

Раньше вариаторы использовались только на скутерах, но сейчас они устанавливаются как на легковых автомобилях, так и на громоздких кроссоверах.

Существует три их вида:



  • клиноременной;

  • тороидный;

  • клиноцепной.

Первые два типа являются более распространенными, на сегодняшний день вариаторные КПП устанавливают на своих автомобилях такие производители как Mercedes-Benz, Nissan, Ford, Subaru, Audi, Honda и другие.


Принцип работы

Если говорить о том, как выглядит самый простой вариатор, то это будет два раздвижных шкива, которые между собой соединяются и взаимодействуют при помощи ремня, имеющего клиновидную форму.

В автомобиле этот узел имеет более сложную конструкцию, так как он должен обеспечивать движение назад и пониженные передачи.

Клиноременная конструкция в своем составе имеет такие элементы:



  • раздвижные шкивы, они находятся на одном валу, и приводятся в действие гидроцилиндрами. Раздвигаются шкивы в зависимости от частоты вращения коленвала или они действуют по сигналу, приходящему из блока управления;

  • клиновидный ремень, эта деталь состоит из двух металлических лент со стальными пластинами. Вверху пластины имеют вид конуса, они плотно соприкасаются между собой, внизу у них есть пазы;

  • гидротрансформатор преобразует и передает крутящий момент, что позволяет автомобилю плавно начинать двигаться;

  • при помощи дифференциала, крутящий момент равномерно распределяется на ведущие колеса;

  • для обеспечения движения задним ходом, есть планетарный механизм, с его помощью вторичный вал может вращаться в обратном направлении;

  • для обеспечения давления рабочей жидкости, есть гидронасос, в д

autocentrum.ru

устройство, принцип работы вариатора, плюсы и минусы вариаторной коробки передач.

Вариатор (CVT) — бесступенчатая коробка передач, которая в определенном диапазоне позволяет добиться максимально плавного изменения передаточного числа. Главным отличием вариаторной коробки передач от аналогов является достаточно эффективное использование мощности ДВС.  

Коробка CVT (от англ. Continuously Variable Transmission, «все время изменяющаяся трансмиссия») позволяет наилучшим образом изменять крутящий момент от ДВС, передаваемый на колеса, с учетом нагрузок на двигатель, скорости движения ТС и т.д. В результате вариатор позволяет добиться высокой топливной экономичности.

Читайте в этой статье

Отличительные особенности, устройство и принцип работы вариатора

Начнем с того, что существует несколько типов вариаторных КПП, однако на автомобилях используется клиноременный и тороидный вариатор, при этом клиноременной вариатор встречается намного чаще.

Устройство современной коробки-вариатора включает в себя такие элементы:

  • Специальный механизм, который отвечает за передачу крутящего момента от двигателя на вариатор, а также разъединяет коробку и ДВС при постановке на нейтральную передачу;
  • Сама коробка-вариатор (другое название «вариаторная передача»), а также отдельный механизм, который позволяет автомобилю двигаться назад;
  • Электронная система управления коробкой с входными и выходными датчиками;

Чтобы передать момент от двигателя, могут быть использованы: гидротрансформатор, центробежное автоматическое сцепление, электромагнитное сцепление, которое управляется электроникой, а также многодисковое сцепление. Чаще всего для этих целей используется гидротрансформатор (ГДТ), что позволяет добиться плавности и тем самым увеличить ресурс вариаторной коробки передач.

Что касается самой КПП, клиноременной вариатор включает в себя одну или две ременные передачи. Такая передача фактически является двумя шкивами, которые соединяются при помощи клиновидного ремня. Шкив образует пара конических дисков, причем диски могут сдвигаться и раздвигаться. Так удается менять диаметр самого шкива.

Чтобы сдвинуть конусы, задействовано гидравлическое давление, усилие пружины и центробежная сила. Конические диски расположены под углом наклона 20°. Это позволяет ремню перемещаться по поверхности шкива, при этом сопротивление минимально.

На начальном этапе такие вариаторы оснащались ремнем из резины, однако ресурс самого ремня оказывался небольшим. Сегодня вместо резины устанавливается металлический ремень вариатора. Такой ремень прочный и гибкий, при работе КПП создается меньше шума,  а также  решение служит заметно дольше, чем резиновый аналог.

Вращение передается посредством силы трения между шкивами вариатора и боковой поверхностью ремня. Также в некоторых вариаторах может использоваться стальная цепь. В этом случае речь идет о клиноцепном вариаторе.

Данный тип отличается от клиноременного вариатора тем, что крутящий момент передается торцевой поверхностью цепи во время ее точечного контакта с коническими дисками. При этом сами конические диски выполнены из прочной стали, а клиноцепной вариатор имеет наилучший КПД.

Еще отметим, что вариатор не способен обеспечить возможность движения назад. Для того, что автомобиль с такой КПП имел задний ход, в коробку интегрируют различные механизмы. Чаще всего это планетарный редуктор, который активно используется в АКПП.

Что касается управления вариатором,  система электронная, производит синхронное изменение диаметра шкивов с учетом режимов работы двигателя автомобиля. Также осуществляется управление сцеплением и планетарным редуктором.

Водитель управляет КПП при помощи селектора, а сами режимы напоминают режимы работы гидромеханической  АКПП. Более того, в вариаторной коробке можно выбирать фиксированные передаточные отношения, что позволяет реализовать функцию ручного переключения передач, подобно Tiptronic на АКПП.

Еще добавим, что тороидный вариатор отличается от описанных выше ременных и цепных аналогов тем, что имеет два соосных вала. Такие валы имеют сферическую или тороидную поверхность. Между валами зажимаются ролики.

Чтобы изменить передаточное число в таком вариаторе, необходимо менять положение роликов. При этом крутящий момент передается посредством сил трения между рабочими поверхностями.

Как работает вариатор в автомобиле

Если говорить о принципе работы вариаторной коробки, диаметр шкива вариатора постоянно изменяется. Изменение реализует сервопривод. Когда автомобиль только трогается с места, ведущий шкив вариатора имеет самый малый диаметр, то есть конические диски полностью разведены.

Ведомый диск в этот момент имеет самый большой диаметр, когда конические диски максимально сжаты. Когда обороты двигателя начинают расти, диаметр ведущего шкива становится больше, а ведомого уменьшается, что позволяет уменьшить передаточное число.

Как видно, вариатор путем уменьшения и увеличения диаметров шкивов позволяет двигателю работать в оптимальном режиме, чтобы получить максимум мощности и добиться лучшей динамики.

Плюсы и минусы вариатора

Прежде всего, такая трансмиссия является бесступенчатой. Это значит, что во время езды отсутствует необходимость переключаться на так называемы «ступени», при этом происходит постоянное преобразование крутящего момента, нет задержек между переключениями со ступени (передачи) на ступень.

В результате достигается максимальный комфорт  при езде на машине с вариатором. Однако данное решение не лишено недостатков. Прежде всего, установка такой трансмиссии предполагает определенные ограничения по мощности и крутящему моменту, то есть вариатор не ставят на автомобили с мощным двигателем. Еще одним минусом является сложность устройства самой вариаторной коробки передач, низкая ремонтопригодность и дороговизна самого ремонта вариатора.

Читайте также

krutimotor.ru

что такое вариаторная коробка CVT

Сегодня автомобили с автоматической коробкой передач могут оснащаться различными типами АКПП, которые активно устанавливаются в паре с бензиновыми и дизельными ДВС. Кроме «классического» гидромеханического автомата,  на машине также может быть установлен вариатор или робот с одним или двумя сцеплениями.

С учетом того, что каждый тип коробки имеет как свои преимущества, так и недостатки, многие автолюбители обращают свое внимание на вариатор по целому ряду причин. Далее мы рассмотрим, что такое вариатор на автомобиле, какие плюсы и минусы имеет данный тип трансмиссии, а также что нужно знать о коробках передач CVT.

Читайте в этой статье

Вариатор: что нужно знать

Начнем с того, что большинство видов АКПП являются ступенчатыми. Если просто, как и в обычной механике МКПП, передачи фиксированы, то есть в зацепление входит соответствующая пара шестерен, что и позволяет изменять передаточное отношение.

Коробки автомат, как и МКПП, могут иметь 4, 5, 6 и более скоростей. При этом переключение происходит ступенчато, то есть одна скорость автоматически выключается, затем происходит включение следующей повышенной или пониженной передачи.

На разных коробках переключаются скорости не одинаково (в зависимости от типа коробки и алгоритмов ее работы, прописанных в ЭБУ АКПП). Также на переключение тратится определенное время, то есть один тип ступенчатых АКПП работает быстрее, чем другой.

Например, преселективные роботы типа DSG осуществляют переключение передачи за доли секунды, тогда как однодисковый робот может затягивать переключения, а сам момент переключений менее комфортен для водителя, чем при езде на «классических» гидромеханических автоматах.

Кстати, еще добавим, что на ступенчатых КПП в момент переключения передач поток мощности от ДВС на колеса не передается (происходит разрыв потока мощности). Это можно сравнить с тем, когда водитель автомобиля с механической коробкой выжимает педаль сцепления для включения нужной передачи.
  • Если же говорить о вариаторе — это бесступенчатая трансмиссия. Другими словами, фиксированных передач в такой коробке нет. Более того, главным отличием коробки вариатор от аналогов является то, что благодаря управлению высокоточной электроники удается постоянно  и очень гибко изменять передаточное число в автоматическом режиме.

Получается, ЭБУ АКПП в данном случае выбирает наилучшее передаточное число с учетом нагрузки и оборотов двигателя, что позволяет наиболее эффективно использовать мощность силового агрегата. Также в бесступенчатой коробке момент переключений между ступенями полностью отсутствует, что позволяет избавиться от разрыва потока мощности и повысить КПД трансмиссии, улучшить топливную экономичность, а также добиться высочайшего комфорта при езде (нет толчков, задержек, провалов в момент переключений передач).

Идем далее. Сегодня можно встретить два типа вариаторов CVT:

  • клиноременной вариатор;
  • тороидный вариатор;

В двух словах, вариатор представляет собой два вала, на которых  установлены шкивы (ведущий и ведомый). Между шкивами натянут ремень. Шкивы имеют возможность постоянно изменять свой диаметр, что и позволяет менять передаточное число. Если рассматривать устройство и принцип работы вариатора более подробно,  необходимо остановиться на указанных выше типах данной КПП.

Итак, клиноременной вариатор включает в себя одну или две ременные передачи. Шкивы образованы коническими дисками. Указанные шкивы сдвигаются и раздвигаются, что и позволяет менять их диаметр.

Различные производители разработали собственные конструкции клиноременного вариатора (например, трансмиссия Multitronic), также вместо ремня используется цепь вариатора (состоит из стальных пластин).

Клиновидный ремень или цепь получают особую трапециевидную форму, что позволяет контактировать со шкивом не полностью, а только боковыми поверхностями. В процессе эксплуатации после износа боковых поверхностей такая форма позволяет все равно сохранить плотный контакт ремня или цепи с поверхностью шкива, чтобы избежать проскальзывания.

Функцию сцепления в вариаторе выполняет гидротрансформатор (по аналогии с гидромеханической АКПП) или механическое сцепление (в зависимости от конструкции). Как правило, многие производители используют ГДТ, который плавно передает крутящий момент на КПП и практически сразу после начала движения срабатывает блокировка гидротрансформатора для уменьшения потерь и повышения КПД.

За изменение диаметра шкивов и, тем самым, передаточного числа, отвечает ЭБУ вариатором, сервоприводы, датчики. Передаточное число изменяется таким образом, что «щечки» ведущего шкива под воздействием центробежной силы начинают плавно сжиматься, выталкивая клиновидный ремень дальше от центра самого шкива.

Ведомый шкив параллельно разжимается, а ремень очень плавно приближается ближе к центру шкива. Эти процессы зависят от оборотов ДВС. Получается, чем выше обороты двигателя, тем сильнее будет сжат ведущий шкив и разжат ведомый. Именно так меняется передаточное число в вариаторе.

Также отдельного внимания заслуживает тороидный вариатор. Устройство тороидного вариатора  предполагает наличие двух соосных дисков, а также роликов. Через ролики передается крутящий момент от одного диска на другой.

В отличие от клиноременного аналога, чтобы менять передаточное число, в таком вариаторе меняется не положение ремня на шкиве, а положение роликов и радиусы их обкатки дисков. Усилие в данном случае концентрируется в точке контакта роликов и диска. Чтобы эффективно повернуть ролики и преодолеть усилие прижима ролика к диску, используются дополнительные устройства.

Коробка-вариатор: плюсы и минусы

С одной стороны, вариатор можно считать самым комфортным и достаточно экономичным типом КПП, так как данный агрегат работает незаметно для водителя, нет рывков, толчков и задержек в момент переключений.

Тяга на автомобиле с вариатором постоянная, ровная, не происходит разрыва потока мощности. Благодаря таким особенностям удается добиться активного ускорения, хорошего подхвата на разных скоростях и оборотах, а также работы двигателя в оптимальных режимах. 

  • Если же говорить о недостатках, тогда стоит выделить ресурс вариатора и его высокую чувствительность к нагрузкам. Прежде всего, в автомобильных вариаторах страдает ремень/цепь (клиноременной) или место контакта диска и ролика (тороидный).

Например, давление в точке контакта диска и роликов достигает десяти тонн,  нагрузки на ремень, особенно на высоких оборотах также очень высокие. Естественно, чтобы повысить надежность, во время изготовления деталей вариатора необходимы особые материалы повышенной прочности.

Также, даже с учетом использования таких материалов, вариатором не оснащаются авто с мощным двигателем. Условно, такую коробку ставят на машины, ДВС которых выдает, в среднем, не более 200 л.с.  Хотя вариатор проще конструктивно, чем АКПП, и дешевле в производстве, такая коробка имеет меньший ресурс, требует более частого и качественного обслуживания, а также дорога и сложна в ремонте.

Дело в том, что зачастую производители не выпускают отдельных деталей для вариатора (валы, шкивы и т.д.). В свободной продаже можно встретить только цепь или ремень. При этом отреставрировать изношенные элементы вариатора крайне сложно или практически невозможно.

Также, даже при условии наличия запчастей, все равно возникают сложности с настройкой вариатора после ремонта. Это значит, что далеко не в каждом сервисе смогут качественно отремонтировать вариатор с гарантией.  

Еще владельцы отмечают, что хотя трансмиссия не имеет скоростей и ступенчатого изменения передаточного отношения, разгон автомобиля с вариатором  все равно хуже, чем на МКПП или преселективных роботах. Дело в том, что это специально закладывается производителем в программу управления вариатором, чтобы избежать высоких нагрузок на агрегат.

Также вариатор отличает одна особенность, когда разгон происходит на одинаковых оборотах двигателя, силовой агрегат не раскручивается, шум при разгоне монотонный. Для многих такая работа ДВС и трансмиссии непривычна и вызывает нарекания.

Сами производители отдельно учитывают эту особенность, программируя блок управления так, чтобы при активном разгоне вариатор все же позволял «раскручивать» двигатель, имитируя переход с одной ступени (передачи) на другую по аналогии с другими АКПП.

Советы и рекомендации

Как видно, вариатор заметно отличается от обычных АКПП и роботов по конструкции. При этом данная коробка менее надежна, чем «классический» автомат.

Также коробка CVT может неприятно удивить небольшим ресурсом в том случае, если владелец привык нагружать указанный тип трансмиссии и нерегулярно обслуживать автомат с использованием дешевых масел и расходников.

При эксплуатации в тяжелых условиях (езда по городу, резкие старты, разгоны, буксировка прицепа, высокие скорости и обороты двигателя, пробуксовки на бездорожье и т.д.), масло в вариаторе нужно менять каждые 30-40 тыс. км., тогда как в АКПП смазка выхаживает все 60-80 тыс.

Еще нужно учесть, что даже при условии своевременного обслуживания и щадящей эксплуатации ремень вариатора требует замены уже к 100- 150 тысячам километров. При этом если вовремя не поменять ремень вариатора, это может привести к его проскальзыванию и повреждению поверхностей шкивов.

В отдельных случаях происходит обрыв и вариатор полностью выходит из строя. Также наличие ГДТ, гидроблока, большое количество датчиков и других элементов затрудняет диагностику и повышает стоимость обслуживание и ремонта вариатора.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как ездить на вариаторе правильно. Из этой статьи вы узнаете об особенностях эксплуатации коробки вариатор, а также что нужно учитывать при езде на вариаторной КПП.

Помните, малейшие отклонения от нормы (рывки, толчки, шумы и вибрации, отсутствие тяги при разгоне) являются поводом для немедленного прекращения эксплуатации и серьезной проверки агрегата.

При этом часто решить проблемы заменой ремня/цепи и масла в вариаторе, соленоидов и других  доступных элементов не удается. В этом случае приходится менять дорогие детали (валы, шкивы и т.д.), а если их трудно достать, тогда всю коробку в сборе на новую или контракт.

  

Что в итоге

Рассмотрев вариатор и что это такое, можно сделать вывод о том, что по сравнению с другими автоматическими коробками подобный агрегат является достаточно перспективным решением. Вариатор обеспечивает неплохую динамику, плавность хода, расходует меньше топлива.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как поменять масло в коробке вариатор. Из этой статьи вы узнаете о замене масла в вариаторе, а также что нужно учитывать в рамках выполнения данной процедуры.

Основным минусом можно считать только сравнительно небольшой ресурс, а также дороговизну обслуживания и ремонта. При этом производители постоянно работают над повышением надежности вариатора и его ремонтопригодностью.

Читайте также

krutimotor.ru

что такое CVT коробка передач на машине

2702 Просмотров

Автомобиль постоянно совершенствуется, вот за горами те годы, когда начали развивать такое устройство, как вариаторная коробка. В статье мы подробно поговорим о том, что такое вариатор, и как устроен вариатор. Каждый водитель, побывав в автосервисе, уже столкнулся с CVT. Некоторые наивно продолжают думать, что это обычная АКПП. Но КПП имеет всего несколько скоростей переключения обычно до шести), тогда как вариаторная коробка передач обладает бесконечным числом переключения скоростей.

Какова история вариатора

Хотя и поговаривают, что от старых вещей мало пользы, но только здесь нет и речи о вариаторе, который был изобретен еще Леонардо да Винчи пятьсот лет тому назад. Пришло время, и CVT вытеснило привычную КПП. Первый патент оформили еще в 1886 году. Но то, что было около ста пятидесяти лет назад, никак не сравнится с современной АКПП, не говоря уже о CVT, которая постоянно продолжает развиваться.

Современные автомобили не обходятся без CVT. Теперь эта схема прочно вошла в такие гиганты, как Тойота и Ауди, Хонда и Ниссан. Чем же отличается бесступенчатая трансмиссия от обычной КПП? Главным образом тем, что в вариаторе нет привычной коробки передач, которая имеет определенный набор скоростей.

Для начала давайте определимся, под передачей понимается отношение того, какова скорость колес, и какова скорость мотора. Именно этот принцип заложен в новом устройстве CVT. Теперь не нужно вручную переключать скорости, уменьшая или увеличивая обороты двигателя. Теперь за вас все это делает электроника, выраженная в форме CVT. Но можно спросить, ведь АКПП тоже сама переключает скорости? Это так, но их у нее до шести, а у CVT бесконечное множество. Как это работает, будет рассказано ниже.

Что же такое вариатор в двух словах

Теперь обратим внимание на те CVT, которые устанавливаются сразу готовыми на автомобиль. Неважно, какая фирма их производит, работают они все одинаково. Для начала скажем в общем, что это такое.

Если говорить просто, то под CVT понимается передача скоростей, которая меняется постоянно. Это еще и бесступенчатая передача.

Получается, что CVT не имеет привычной КПП, которая имеет до шести скоростей. Он представлен так называемым передаточным числом, которое определяется по разным факторам, например, по скорости движения колес, скорости мотора, с какой силой была нажата педаль «газа» и прочим параметрам, какая скорость в машине сейчас будет оптимальной, то есть сколько оборотов должен делать в минуту мотор.

Зачем нужна нам КПП? Автомобиль имеет определенную скорость оборотов мотора, но скорость его движения может быть разной. Именно эту скорость и определяет АКПП. Но вариатор лучше в разы, так как он не дергает автомобиль, это устройство может с места разогнать авто до предельной скорости. Для спортивных автомобилей – это как раз то, что нужно. Так как у вариатора нет привычной КПП, то и толчков тоже нет, да и определить, какая передача сейчас стоит, сложно. Ведь их у вариатора бесконечное множество.

Учитывая, что у бесступенчатой трансмиссии больше вариантов выбора передачи, то можно выделить несколько преимуществ устройства:

  1. Автомобиль разгоняется плавно, без рывков.
  2. Обороты у мотора не прыгают с минимального до максимального, они практически всегда постоянны. Тогда как у обычной КПП, даже у АКПП они гуляют по всем данным, в итоге авто работает на износ.
  3. Нет проблем с выбором скоростей, чего не скажешь об АКПП, в которой бывает сложно настроить нужную скорость, автомат, можно сказать, «тупит».
  4. Вариатор сам находит нужную скорость и задает обороты у мотора. Подбор не полагается на человеческий фактор, как на АКПП, но во всем есть дело с электроникой, в итоге всегда правильный выбор.
  5. Езда ровнее, нагрузок меньше на движок, так как бесступенчатая передача всегда работает исправно.
  6. Экономия горючего, так как движок не делает лишних движений.

Как же работает вариатор

Бесступенчатая передача, как мы увидели, имеет много плюсов, к тому же ее устройство, как можно сделать вывод, на высоте. Но как же все там устроено? Как она работает? Десять лет ушло у конструкторов на то, чтобы создать особый ремень, который бы выдерживал нагрузки устройства.

Главное то, что данный тип техники устроен сложно, но мы сейчас посмотрим самое основное, что же помогает ему, по какой схеме он работает, что получается выдавать четко подобранные данные, то есть передачу скорости, тем самым увеличивая скорость движения автомобиля.

Если говорить об устройстве, то оно проще, чем АКПП. Почему так? У него нет шестеренок, дисков. Главный принцип строится на двух шкивах. Которые связываются тем ремнем, над которым разработчики бились десяток лет. Первая деталь имеет прямую связь с движком, а вторая с валом колес. Крутит другой особый ремень. Такой клиноременный вариатор заслуживает на самом деле большого уважения со стороны конструкторов.

Получается в итоге простой тип работы. Одна деталь приводит в движение другую, используя обычный ремень. Работа идет по тому же принципу, что у ремня генератора. Но есть несколько хитростей. Клиноременный вариатор передает скоростное движение от мотора колесам. Но как ремешок может интенсивно работать и не рваться? Вот эти загадочные десять лет, которые у конструкторов прошли на рабочем месте. Но они создали шедевр.

Ремень состоит из металлических пластин, которые имеют тип клина. Подобные виды деталей насаживаются на ленту, которая изготовлена из прочной стали. Ремень выходит прочным, клинообразным.

Клин, которым представлен ремень, точно соответствует углу конуса шкива, именно его он приводит в движение. В итоге изделие не тянется, к тому же пластины толкают шкивы. Выходит у нас есть два шкива, а также ремень с клином. Так перед нами клиноременный КПП. Именно так и устроен бесступенчатый вариатор.

Отметим, что один из шкивов соединен с движком, который передает вращательный момент на колеса. Если поделить скорость движения этого шкива на тот, что имеет связь с ведущими колесами, то перед нами предстанет то загадочное число, та передача, которая в данный момент времени выдается. Таким образом, данный тип механики во многом превосходит даже АКПП, не говоря уже об обычной КПП. Теперь нет нужды самостоятельно задавать передачу. Даже АКПП, так радовавшая женщин, которым сложно было совладать с передачами, не верх блаженства. Настоящее счастье для них стал именно вариативный тип передач.

Какие же виды деталей меняют это число, эту передачу, регулируя скорость ведущих колес? Весь смысл в том, что деталь, которая крепится к движку, по которой бегает ремешок, сдвигается и раздвигается. Получается, что радиус то один, то другой. Это касается и второй детали, крепящейся к валу колес. Разница между ними в том, что один шкив фиксируется пружинами, а второй электроникой.

Благодаря клиновому ремню есть возможность свободно передвигаться между шкивами, останавливаясь в нужный момент, в угодном положении. Таких положений может быть очень много, а значит, и скоростей передач тоже очень много.

Итак, становится ясно то, что сначала один шкив увеличивается, а другой уменьшается, потом, наоборот, первый уменьшается, а второй увеличивается, между ними ремень клином, который имеет множество передач или положений. Но как же все это работает?

Как меняется скорость движения

Если авто стоит, а вы нажимаете на педаль газа, то можно получить максимальные обороты и сорвать авто с места. Также можно увидеть другую картину. Если вы разгоняетесь, ремень переходит в нужное положение, потом бросаете педаль газа, ремень возвращается в предыдущее положение.

Нет нужды самостоятельно переключать передачу, а девушка может это и забыть сделать, в итоге ее движку скоро придет конец. Также мотор больше не работает на износ. Когда движку нужно ускориться, электроника выставляет высокие обороты, когда замедлиться, они спадают. В итоге скорость авто сначала большая, потом маленькая. Это то же самое, что сначала мы ехали на четвертой передаче, а потом перешли на третью.

Если вам нужно ехать с горы, то будет ощущение, что стоит «нейтралка», но чувство управления не пропадает. К тому же авто не разгоняется, как при автоматике, когда нет защиты при спуске. Вы будете ехать с определенной скоростью на малых оборотах.

Вот так работает вариатор, когда ему задают разные задачи. У ремня с клином множество положений, которые определяются многими факторами, в том числе и датчиками, и манерой езды.

Смысл ремня в том, чтобы давать крутящий момент на колеса, учитывая то, какие обороты у двигателя.

Если говорить об обычной трансмиссии, то она намного сложнее с ее шестеренками, тормозами, захватами, управлением, тогда как вариаторная очень проста. Выделим три детали, которые должны быть у нее:

  • Меняется диаметр у входного ворота во время движения.
  • Меняется диаметр у выходного ворота во время движения.
  • Ремешок, который выполняется как клин из металла или резины. Конечно, металлический намного прочнее, правда, каучук в некоторых моментах может не уступить стали.

Польза или вред

Подводя итоги, можно сказать, что вариатор обладает всеми преимуществами овладения рынком сбыта. Уже он есть в автосервисах, и его персонал активно предлагает установить его вместо не то, чтобы простой, а даже вместо автоматической коробки передач. Подобная вариаторная типология позволяет разогнать авто до максимальной скорости в считанные секунды, остановить его по нужде, а двигатель не пострадает. Поэтому за ним будущее.

portalmashin.ru

Что такое вариатор CVT, вариаторная коробка передач

Есть поговорка – “старого пса не научишь новым трюкам”. Но про вариаторную трансмиссию (Continuously Variable Transmission, CVT), изобретённую Леонардо да Винчи еще 500 лет назад, и постепенно вытесняющую автоматическую коробку передач так сказать нельзя.

Первый патент на вариатор был оформлен в 1886 году, но с тех пор технология значительно продвинулась вперед. Сегодня несколько крупнейших автопроизводителей (таких как General Motors, Audi, Honda, Nissan, Toyota и др.) проектирует свои автомобили на основе вариаторной трансмиссии.

В отличие от традиционных автоматических трансмиссий, в вариаторе нет коробки передач с заданным количеством ступеней. Самый известный тип вариатора работает на основе ворота, позволяющего без использования жестко заданных передач установить любой коэффициент передачи крутящего момента.

Если вас смущает слово “передача”, которую продолжают использовать при описании CVT трансмиссий, то напомним, что в широком смысле “передача” – это отношение скорости колёсного вала к скорости двигателя. И хотя в вариаторе отсутствуют ступени, термин “передача” продолжают использовать из удобства.

Вариатор CVT на основе ворота (Pulley-based CVT)

Вариатор CVT на основе ворота

По сравнению с обычной трансмиссией, в которой используется достаточно сложное сочетание шестерней, тормозов, захватов и управляющих устройств, вариатор – образец простоты.

В большинстве вариаторных трансмиссий есть три компонента

  • Входной “движущий” ворот с изменяемым диаметром
  • Выходной “движимый” ворот с изменяемым диаметром
  • Металлический или резиновый ремень

Кроме того, в CVT используется множество микропроцессоров и сенсоров, но эти три элемента ключевые.

Устройство вариатора

Ворот с изменяемым диаметром – сердце вариатора. Такой ворот состоит из двух 20 градусных конусов, направленный остриями друг к другу. В желобе между конусов протянут ремень. Обычно используются V-образные ремни, если они изготовлены из резины.

Когда конусы расположены дальше друг от друга и ремень находится в нижней части желоба, радиус петли уменьшается. Когда конусы расположены ближе друг к другу, ремень располагается выше, и, следовательно, радиус увеличивается. В вариаторах для изменения расстояния между половинками ворота используют гидравлический пресс, центробежную силу или пружины.

Вороты с изменяемым диаметром используются парами. Один ворот, называемый “движущим” (drive pulley или driving pulley), подсоединён к коленчатому валу двигателя. Так же иногда используют слово “входной” т.к. через него в трансмиссию поступает энергия от двигателя. Второй ворот, называемый “движимым” (driven pulley), передает крутящий момент колесному валу. Поэтому, его можно назвать “выходным” воротом.

Что бы сохранить натяжение ремня, когда один ворот увеличивает радиус, второй одновременно его уменьшает. Изменяя радиус воротов относительно друг друга, можно получить бесконечное количество ступеней. Например, когда радиус “движущего” ворота уменьшен, а “движимого” увеличен, то скорость вращения снижается и мы получаем пониженную передачу. Если радиус увеличен на “входном” вороте, а на втором снижен, то скорость вращения увеличивается и получается повышенная передача.

Простота и отсутствие ступеней делают CVT трансмиссию идеальной для многих видов техники, а не только автомобилей. Например, уже долгое время вариаторы используется в промышленных прессах, тракторах и скутерах. Во всех этих случаях в вариаторе использовались ремни из плотной резины, которые могли скользить и растягиваться, снижая эффективность.

Ремень вариатора

Использование новых материалов позволяет сделать вариаторы еще более надежными и эффективными. Одним из важнейших моментов стало использование металлических ремней для соединения воротов. Эти ремни состоят из нескольких тонких стальных полос (обычно 9 или 12), скрепленных металлическими зажимами. Металлические ремни не скользят и отличаются высокой прочностью, позволяя использовать вариаторы с двигателями высокой мощности. Кроме этого трансмиссия с такими ремнями работает тише.

Источник: Авто Релиз.ру.

autorelease.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о