Что такое вариатор CVT и как работает вариатор CVT

Наверняка практически каждый автомобилист слышал про трансмиссию CVT, но сейчас не так много говорят об этой конструкции или обсуждают только поверхностно.

Трансмиссия с CVT что же это такое?

Трансмиссия CVT (также бесступенчатая трансмиссия или постоянно изменчивая трансмиссия) – вид трансмиссии, которая самостоятельно переключает передачи. Часто это устройство причисляют к новому поколению автоматических коробок передач. На данный момент такая схема вариатора постоянно совершенствуется инженерами ведущих автомобилестроительных компаний, так как подобные механизмы позволяют значительно облегчить управление транспортным средством. Например, в машинах с такой системой только две педали. В частности, компания «Форд» планирует в ближайшее время ввести ремень из особого полимера, благодаря чему срок службы этой детали увеличится на треть.

Строение бесступенчатой трансмиссии

Основными элементами такой конструкции являются два шкива – управляемый ведомый и ведущий входной. Они связаны ременной передачей, выполненной из прочных материалов. Ведущий входной шкив во время работы взаимодействует с коленвалом и заставляет двигаться кардан. Расстояние между основными элементами меняется регулятором. Соединяются оба шкива с помощью ремня. С увеличением оборотов движка изменяется и частота вращения шкивов. Похожая система используется в бензопилах. Вместе с этим ремень выдавливается с первого положения и западает в соседнем шкиве. Этот процесс приводит к увеличению скорости. Также работу системы контролирует сложная электроника.

Ремень CVT

Ремень – один из основных элементов бесступенчатой трансмиссии. Для того чтобы добиться достаточной прочности этого изделия, инженерам потребовалось больше 10 лет непрерывных исследований. На самом деле «ремень» — просто устоявшееся название, к форме или строению этого механизма ремень в обычном понимании не имеет никакого отношения. Даже при больших нагрузках этот элемент не рвётся, что и позволило использовать его в бесступенчатой трансмиссии. Специальный ремень имеет особую форму, которая придаёт ему большую прочность. Кроме этого, изделие состоит из стальных пластин особой прочности. Благодаря этому не возникает сохранения крутящего момента или проскальзывания.

Что даёт такое строение трансмиссии?

В первую очередь такая конструкция обеспечивает плавность хода. Поэтому передача изменяется в зависимости от того, с какой силой водитель давит на педаль газа. За это и отвечает электроника с целой системой специальных датчиков. Они ежесекундно обрабатывают всю получаемую информацию и регулируют движение автомобиля. В то же время разгоняются автомобили с CVT заметно медленнее, что многие выделяют как минус такого устройства. Тем не менее, машина с бесступенчатой трансмиссией не заглохнет в пробке или во время остановки на светофоре или пешеходном переходе.

Достоинства CVT

• Экономия топлива. Автоматическая коробка передач, как отмечают эксперты, отличается повышенным расходом топлива. CVT же помогает несколько сэкономить на бензине.
• Простая конструкция. Благодаря этому уменьшается вероятность серьёзной поломки. В механизме нет незначительных элементов, которые могут просто вывести систему из строя (в некоторой степени самой уязвимой частью является электроника).
• Простое обслуживание. В системе CVT не так много элементов, а большая часть запчастей имеет повышенную сопротивляемость износу.
• Длительный эксплуатационный срок. В зависимости от активности пользования автомобилем, система может прослужить больше 20 лет.
• Плавный набор скорости. Во многих ситуациях плавное ускорение оптимально. Например, оно уменьшает вероятность врезаться в автомобиль спереди на светофоре.
• Небольшое количество выбросов в атмосферу. По сравнению с другими конструкциями, CVT выделяет в атмосферу меньше вредных веществ. Особенно это важно в больших городах.

Недостатки CVT

• Необходимость регулярно менять ремни. Хоть конструкция трансмиссии и позволила увеличить эксплуатационный срок ключевых элементов, автовладелец должен каждые 130-140 тыс. километров заменять ремень.
• Работа только с охлаждающими маслами. Работающая трансмиссия создаёт довольно большую силу трения, поэтому обычные масла не годятся. Охлаждающие же имеют более высокую стоимость.
• Сложная электроника. Электронные системы, которые используются для контроля постоянно изменчивой трансмиссии, имеют довольно высокую стоимость. Кроме этого, в некоторых случаях неисправность одного датчика может вывести из строя всю систему.
• Небольшая известность в России. В РФ такая трансмиссия не пользуется большой популярностью. Поэтому есть не так много специалистов, которые разбираются в этой системе.
• Неприемлемость «грубого» стиля езды. Если водитель часто внезапно останавливается или резко поворачивает, то вариатор быстро выйдет из строя. А зачастую такой стиль является необходимостью, особенно в городах с активным дорожным движением.

Небольшая распространённость таких механизмов объясняется и недоверием автолюбителей к этой новой технологии. Наибольшей популярностью такая система пользуется среди поклонников скутеров.

Таким образом, у системы бесступенчатой трансмиссии есть как преимущества, так и недостатки. Многие считают, что автомобили с такими механизмами лучше всего подходят для девушек или людей с ограниченными возможностями. Этому способствует довольно медленный разгон машины и лёгкое обслуживание. Можно противопоставить то, что каждые 150 тыс. километров водителю придётся заменять ремень, а для неопытных автомобилистов это может стать проблемой. Тем не менее, большая часть водителей в год проезжают не больше 150. тыс. км, так что это обстоятельство почти не создаёт трудностей. Плюс для управления машиной необходимы только две педали, поэтому в стрессовой ситуации нельзя случайно нажать не на ту педаль вместо тормоза, что довольно часто встречается на российских дорогах. Другими словами, каждый должен решить самостоятельно, стоит ли ему переходить на автомобиль с CVT или нет.

Оцените статью: Загрузка…

Сохраните ссылку чтобы не потерять, она Вам понадобиться:

akppgid.ru

Вариатор что такое CVT коробка передач на машине

Бесступенчатые трансмиссии

Двигатели внутреннего сгорания работают в режиме максимальной мощности и экономичности лишь в узком интервале частот вращения коленчатого вала близких к номинальной частоте. Номинальной (оптимальной) называют частоту, при которой мощность двигателя достигает максимального значения в режиме нормальных нагрузок. При превышении этой частоты двигатель теряет мощность и начинает работать «вразнос», при уменьшении – тоже не развивает достаточной мощности и глохнет при малейшем увеличении нагрузки.

По этой причине трансмиссия автомобиля должна гибко реагировать на изменение нагрузки, создавая двигателю условия для работы в номинальном режиме. Если автомобиль преодолевает препятствие или труднопроходимый участок дороги, необходимо увеличить тяговое усилие на колесах, если же он движется по ровному и гладкому шоссе – тяговое усилие на колесах можно уменьшить, увеличив при этом скорость движения. И в том и в другом случае двигатель не должен подвергаться воздействию внешних сил сопротивления, работая в режиме, максимально приближенном к номинальному.

Данная задача наиболее просто решается применением бесступенчатой трансмиссии, которая автоматически подбирает и устанавливает передаточное отношение, наиболее оптимальное для каждого конкретного условия движения автомобиля. При этом передаточное отношение изменяется плавно, без динамических нагрузок на двигатель и агрегаты трансмиссии, что благотворно влияет их на долговечность и надежность.
Словосочетание бесступенчатая трансмиссия происходит от английского «Continuously Variable Transmission, CVT» — «непрерывно переменная передача».

Применение автоматических бесступенчатых трансмиссий не только создает благоприятные условия для работы силовой установки (двигателя), но и повышает срок службы деталей, узлов и агрегатов двигателя и трансмиссии (благодаря плавности работы и снижению динамических нагрузок).
Кроме того, упрощается управление автомобилем (благодаря автоматизации процессов), и повышается экономичность эксплуатации автомобиля, поскольку работа двигателя поддерживается в наиболее благоприятном оптимальном режиме.

Существенные недостатки автоматических и бесступенчатых трансмиссий – сложность конструкции, дороговизна производства и эксплуатации, а также недостаточная надежность и долговечность, не позволяют в настоящее время широко применять их в конструкциях современных автомобилей.

В конструкции современных автомобилей применяют несколько видов бесступенчатых трансмиссий: электрическую, электромеханическую, гидравлическую (гидродинамическую), гидромеханическую, гидрообъемную и фрикционную (вариаторную), а также их комбинации.

***

Принцип работы гидротрансформатора наглядно представлен в видеоролике.

***

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
•       Общее устройство автомобиля
•       Автомобильный двигатель
•       Трансмиссия автомобиля
•       Рулевое управление
•       Тормозная система
•       Подвеска
•       Колеса
•       Кузов
•       Электрооборудование автомобиля
•       Основы теории автомобиля
•       Основы технической диагностики
• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

Как работает вариатор

В отличие от описанной выше схемы с шестернями, вариатор не имеет какого-то фиксированного количества передач. Эта технология относится к бесступенчатым трансмиссиям(CVT), и наряду с другими видами таких трансмиссий производит плавное, бесступенчатое изменение соотношения крутящих моментов. Распространен тип вариатора, работающий на системе шкивов, позволяющих плавно изменять радиус кривизны передаточного ремня, накинутого на шкив. Тем самым мы добиваемся плавного изменения передаточного числа (см. картинку ниже).

В основе работы лежит принцип рычагов. Два вала — ведущий и ведомый расположены рядом и направленны в противоположные стороны (параллельно друг другу). На концах валов находятся конусы, которые сужаются в противоположных направлениях. Если перекинуть через конусы ремень или цепь и сделать так, чтобы можно было перемещать валы вдоль их оси друг относительно друга так, чтобы ремень оставался все время на одном уровне, то мы получим простейший вариатор.

Как это работает? Так как наконечники конусообразные, то при смещении валов, передаточный ремень смещается вдоль оси конуса и радиус его изгиба становится больше или меньше. Если, например, радиус изгиба ремня, перекинутого через шкив ведомого вала уменьшать, а ведущего — увеличить, то меньшему количестве оборотов ведущего будет соответствовать большее количество оборотов ведомого в единицу времени. Если число оборотов ведущего не менялось, то автомобиль ускоряется. Это позволит нам разгонятся на дороге.

Наоборот, если сместить валы так, чтобы, увеличить радиус закругления ведомого вала и уменьшить радиус закругления ведущего, то большему количеству оборотов ведущего вала будет соответствовать меньшее количество оборотов ведомого вала. Так мы сможем тронуться с места или заехать круто в гору.

В реальных машинах каждый из валов имеет по два конусообразных шкива. Вершины конусов обращены друг к другу. Между шкивами закреплен также конусообразный в сечении ремень.

В традиционных АКПП планетарного типа очень много элементов — шестерни различных типов, муфты, тормоза, масляные каналы, “водило”. По сравнению с ними, вариаторы имеет очень простое устройство. Большинство современных вариаторов содержат три основных элемента:

• мощная цепь или сверхпрочный резиновый ремень
• два конусообразных шкива на ведшем валу
• два конусообразных шкива на ведомом валу

Да, конечно, ничего не заработает без системы датчиков и системы управляющих устройств. Главным из устройств управления является бортовой компьютер, который определяет оптимальное положение шкивов, опираясь на данные о скорости и нагрузке автомобиля.

Когда расстояние между конусами шкива большое — ремень входит глубоко в паз и радиус его петли мал. Если сблизить конусы, то ширина и глубина паза, образованного их сторонами уменьшаются, и ремень поднимается. Радиус изгиба ремня при этом становится больше. Чтобы управлять расстоянием между конусами, в разных моделях вариаторов используются различные технологии — давление гидравлики, пружины, центробежная сила.

Ведущий шкив, соединенный с валом двигателя называют “входным” (кинетическая энергия двигателя “входит” в него.

Расстояние от ремня до центра шкивов, где проходит этот ремень, называется радиус основного тона. Когда шкивы расходятся, радиус основного тона уменьшается. Когда шкивы сближаются, радиус основного тона увеличивается.

Бортовой компьютер с помощью специального механизма управляет отношением радиусов основного тона на ведущем и ведомо шкивах. Он сдвигает валы таким образом, чтобы ремень все время оставался натянутым. Когда один шкив увеличивает радиус основного тона, то второй уменьшает и ремень не провисает. Сдвиг происходит синхронно. Так как шкивы меняют свои радиусы друг относительно дуга плавно, то мы получаем бесконечное число передаточных чисел (в определенном рабочем диапазоне, разумеется). Этот рабочий диапазон определяется соотношением максимального и минимального радиусов шкивов.

Если радиус основного тона мал у ведущего шкива и большой у ведомого, то скорость вращения ведомого шкива уменьшается. Получается, что на несколько оборотов ведущего вала приходится один оборот ведомого — автомобиль стартует или поднимается в гору на низкой передаче. Если, наоборот, мал радиус основного тона у ведомого шкива, ау ведущего — большой, то одному обороту ведущего вала соответствуют несколько оборотов ведомого и автомобиль едет с большой скоростью на высокой передаче.

Плюсы и минусы коробок CVT

Как и всякое техническое устройство, вариаторы имеют свои преимущества и недостатки. Но справедливости ради необходимо учесть, что в настоящее время автопроизводители постоянно совершенствуют эту трансмиссию, поэтому со временем картина наверняка изменится, и недостатков у вариаторов будет меньше. Однако на сегодняшний день коробка передач CVT имеет следующие плюсы и минусы:

Преимущества

Недостатки

Вариатор обеспечивает плавность набора скорости без рывков, характерных для МКПП или АКПП.
Вариатор сегодня устанавливают на машины с мощностью двигателя до 220 л.с. Это связано с тем, что очень мощные моторы оказывают чрезмерное воздействие на приводной ремень (цепь) вариатора.

Более высокий коэффициент полезного действия. Благодаря этому экономится топливо, а мощность двигателя быстрее передается на исполняющие механизмы.

Вариатор очень чувствителен к качеству трансмиссионного масла. Как правило, необходимо покупать только оригинальные качественные масла, которые гораздо дороже их бюджетных аналогов. Кроме этого, менять масло надо чаще, чем в традиционной трансмиссии (примерно через каждые 30 тысяч километров пробега).

Значительная экономия топлива. Она становится результатом высокого КПД и плавного набора оборотов двигателя и скорости (в традиционной трансмиссии значительный перерасход происходит во время переключения передач).
Сложность устройства вариатора (наличие “умной” электроники и большого количества датчиков) приводит к тому, что при малейшей поломке одного из многочисленных узлов вариатор будет автоматически переведен в аварийный режим или выведен из строя (принудительно или аварийно).

Высокая экологичность, которая является результатом меньшего расхода топлива. А это означает, что машины, оборудованные вариатором, удовлетворяют современным высоким европейским требованиям экологичности.
Сложность ремонта. Зачастую даже незначительные проблемы с эксплуатацией или ремонтом вариатора способны привести к ситуации, когда трудно найти мастерскую и специалистов по ремонту этого агрегата (особенно это актуально для небольших городов и поселков). А стоимость ремонта вариатора куда выше, чем традиционных МКПП или АКПП.

Электроника, которая управляет вариатором, всегда выбирает оптимальный режим работы. То есть, трансмиссия всегда работает в наиболее щадящем режиме. Соответственно, это положительно сказывается на износе и сроке эксплуатации агрегата.
На машине с вариатором нельзя буксировать прицеп или другое транспортное средство.

На машине с коробкой CVT нельзя буксировать прицеп или другое транспортное средство. Также нельзя буксировать и саму машину, если у нее выключен двигатель. Исключение составляет случай, если вывесить на эвакуатор приводную ось.

Отличие вариатора от автоматической КПП

Вариатор (CVT) многими людьми ошибочно относится к автоматическим КПП. Он является отдельной разновидностью трансмиссии.

Различия АКПП и вариатора:

1. Конструкция. АКПП состоит из гидравлического трансформатора и планетарного узла. Гидротрансформатор заменяет сцепление и осуществляет переключение ступеней. Планетарная часть АКПП удерживает в постоянном закрепе все блоки шестеренок, что обеспечивает непрерывность и законченность агрегата с одновременным наличием нескольких передач. CVT – агрегат, функционирующий без смены ступеней, а передаточное число отдается двумя шкивами в виде конуса (ведущий и ведомый), располагающихся на противоположных сторонах и соединенных цепью или ремнем. Оба типа трансмиссии обеспечивают комфортное вождение из-за отсутствия постоянного переключения ступеней.
2. Эксплуатация. В АКПП более низкий КПД из-за утраты части энергии в гидромуфте, что сказывается в виде увеличенного расхода топлива и более низких динамических характеристик по сравнению с автомобилем, оборудованном вариатором. Управление CVT осуществляется при помощи электронного блока управления, который выбирает требуемое передаточное число под характеристики движения и этим обеспечивает щадящую работу ДВС, плавность как при начале движения, так и в разных режимах. За счет большего числа ступеней вариатор обеспечивает экономичную езду с отличными динамическими характеристиками. АКПП надежнее в работе с более длительным эксплуатационным ресурсом и менее требовательна к работе в трудных условиях. Вариатор создан для эксплуатации при плавном движении без резких перепадов скорости и по дорогам с хорошим покрытием. АКПП позволяет буксировать другие машины, ездить с прицепом, по бездорожью, без особого вреда для агрегата позволяет двигаться автомобилю в агрессивной манере.
3. Обслуживание. Вариатор требует регулярной замены масла, причем требования к маслу очень жесткие, нарушение которых приведет к дорогостоящему ремонту. Масло для такой трансмиссии стоит дороже, но для замены требуется меньший объем по сравнению с АКПП.
4. Ремонт. Ремонт обоих видов КПП – дорогостоящая процедура, но АКПП больше изучены и содержат меньше электроники, что удешевляет ремонт и делает его возможным вне официальных СТО. Ремень в CVT может не выдержать высоких нагрузок и оборваться. Вариатор сложнее в ремонте, который могут осуществить только официальные представители.

Бесступенчатая трансмиссия

Бесступенчатые трансмиссии с каждым годом находят все более широкое применение на автомобилях и разделяются на электромеханические, гидромеханические, гидростатические и гидрообъемные.
 

Бесступенчатые трансмиссии по сравнению с обычными ступенчатыми более сложны по конструкции и дороги в изготовлении, требуют совершенной технологии производства и тщательного технического контроля и обслуживания.
 

Из бесступенчатых трансмиссий различных типов наибольшее распространение имеют гидромеханические коробки передач, состоящие из гидродинамического бесступенчатого преобразователя крутящего момента ( гидротрансформатора) и механической планетарной коробки передач.
 

Для самых современных бесступенчатых трансмиссий ( вариаторов) и тепловозных трансмиссий усовершенствованных конструкций, в которых гидромуфты и трансформаторы совмещены с механическими зубчатыми передачами.
 

Схема одновальной газовой турбины.

Создание работоспособной конструкции бесступенчатой трансмиссии представляет собой серьезную проблему.
 

Силовой агрегат автомобиля ( рис. 6.32) включает стандартную четырехскоростную коробку передач и бесступенчатую трансмиссию на основе гидрообъемного привода. Маховик в этом приводе соединен через муфты с двигателем и коробкой передач, которая в свою очередь передает вращение через карданный вал на дифференциал ведущего моста со встроенной гидрообъемной бесступенчатой передачей.
 

Схема одновальной газовой турбины.

В одновальной газовой турбине общий вал соединяет воздушный компрессор и рабочую турбину, являясь одновременно и рабочим валом. Такая схема предопределяет использование бесступенчатой трансмиссии между рабочим валом турбины и расположенным соосно с ним конечным приводом.
 

В Висконсинском университете ( США) разработан, изготовлен и испытан автомобиль ( типичной схемы) массой 1350 кг с маховичным рекуператором энергии ( рис. 6), продемонстрировавший отличные динамические качества и высокую экономичность. Силовой агрегат автомобиля включает стандартную четырехскоростную коробку передач и бесступенчатую трансмиссию на основе гидрообъемного привода. Маховик в этом приводе соединен через муфты с двигателем и коробкой передач, которая, в свою очередь, передает вращение через карданный вал на дифференциал ведущего моста со встроенной гидрообъемной бесступенчатой передачей.
 

Разомкнутая система управления.

Пользуясь тяговой характеристикой, можно найти максимальное значение силы тяги, на которое рабочее оборудование машины должно рассчитываться на прочность, а также определить возможные режимы работы. Диаграмма ( рис. 32) построена применительно к ступенчатой трансмиссии и может быть использована при выборе ряда передач. При бесступенчатой трансмиссии теоретически возможно получение бесконечно большого числа промежуточных значений. Поэтому при бесступенчатой трансмиссии ( применительно к данным конкретным условиям) может быть достигнут наиболее экономичный режим работы машины.
 

Пользуясь тяговой характеристикой, можно найти максимальное значение силы тяги, на которое рабочее оборудование машины должно рассчитываться на прочность, а также определить возможные режимы работы. Диаграмма ( рис. 32) построена применительно к ступенчатой трансмиссии и может быть использована при выборе ряда передач. При бесступенчатой трансмиссии теоретически возможно получение бесконечно большого числа промежуточных значений. Поэтому при бесступенчатой трансмиссии ( применительно к данным конкретным условиям) может быть достигнут наиболее экономичный режим работы машины.
 

Что такое автоматический и ручной режим вариатора

Движение на автомобиле, оборудованном вариатором, может осуществляться как в автоматическом режиме, так и с ручным выбором режимов. Выбор режима осуществляется селектором, различные положения обозначены надписями.

Режимы CVT:

1. «D» – направление движения транспорта вперед. Относится к основным режимам, при котором при помощи компьютера происходит смена передаточного соотношения с учетом условий движения. Электроника отслеживает функционирование как CVT, так и двигателя, обеспечивая их полноценную работу.
2. «R» – задний ход. Для его осуществления внесены конструкционные изменения в виде установки специальных узлов. Включение данного режима разрешено только в условиях полной неподвижности автомобиля.
3. «N» – нейтральная передача, при выборе которой происходит разрыв связи двигателя и КПП. Ее следует выбирать только при продолжительной остановке.
4. «P» – парковочный режим, при котором осуществляется блокирование ведомого конусного вала, исключающее любое движение транспорта. Следует выбирать только при оставлении автомобиля на стоянке. На многих автомобилях для выбора данного положения селектора следует помимо надавливания кнопки на рычаге нажимать на тормозную педаль и включать стояночный тормоз. Переход с этого режима осуществляется при выполнении тех же действий, только в противоположном порядке.
5. «+» и «-» – ручное управление, имитирующее переключение ступеней, хотя на самом деле управление вариатором происходит при помощи электроники и постоянном контроле работы CVT и ДВС компьютером.
6. «S» – спортивный режим езды. Предназначен для более динамичного передвижения транспорта при нажатии на педаль акселератора. Изменение динамических характеристик движения происходит при более медленном изменении передаточного соотношения, что на выходе дает повышение тяги вместе с увеличением оборотов.
7. «E» – экономичный режим езды, являющийся антиподом спортивного. В данном режиме осуществляется максимально полная связь ДВС с CVT, приводящая к снижению потребления топлива.
8. «L» – режим, предназначенный для тяжелых условий эксплуатирования автомобиля. При выборе данного режима обеспечивается максимальное передаточное соотношение на ведущие колеса. Движение при положении селектора на «L» должно осуществляться при буксировании прицепа или другого автомобиля, при передвижении по бездорожью и в других трудных условиях.

Комбинированная трансмиссия

CVT, установленная на автомобиле , разработчики назвали PSD (Power Split Device, устройство распределения мощности, «трёхходовая муфта»). Построено PSD на основе , где с «солнцем» соединён генератор, «водило сателлитов» соединено с двигателем, а «коронная шестерня» — с электромотором и колёсами. Поскольку соотношение диаметров (числа зубьев) шестерён планетарной передачи постоянное, планетарная передача делит крутящий момент двигателя внутреннего сгорания в постоянном отношении. Однако мотор-генератор, соединённый с «солнцем» планетарной передачи, может быть больше или меньше нагружен электрическим током.

Управляет этим процессом контроллер гибридной системы автомобиля. Момент торможения и, соответственно, обороты генератора могут изменяться в широких пределах (от −6000 об/мин до +6000 об/мин), то есть генератор может работать и как электромотор. Поэтому скорость вращения колёс автомобиля изменяется плавно, бесступенчато. При этом мощность, получаемая генератором, не пропадает — в виде электрической энергии она поступает на «тяговый» электромотор и, объединяя усилия с моментом двигателя, приводит в движение автомобиль. Такой гибридный привод в целом называется .

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

Для начала скажем в общем, что это такое.

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.

Вариатор

Принцип действия бесступенчатой трансмиссии с клиновой цепью.

Paботa вариатора

Тороидная вариаторная трансмиссия системы Хейса, устанавливалась на автомобили марки Austin. Середина 1930-х.

В основе большинства современных автомобильных вариаторов — клиноременная передача. Один или оба (ведущий и ведомый) оборудованы раздвижными боковинами; зазор между боковинами шкивов в простейшем случае определяется центробежным регулятором, также могут применяться нагрузочные муфты. При повышении частоты вращения двигателя и ведущего вала боковины ведущего вала сдвигаются, тем самым посадочный диаметр шкива увеличивается, а коэффициент передачи — уменьшается.

Ременная передача целесообразна для и автомобилей особо малого класса; для более тяжёлых машин применяется цепная передача на том же конструктивном принципе.

Дискошариковый вариатор с неограниченным диапазоном передаточного отношения целесообразно использовать в вариоколесах автомобилей малого и среднего класса.

История вариаторных трансмиссий

Первая бесступенчатая трансмиссия была запатентована в . С 1950-х годов бесступенчатые трансмиссии широко применялись для бортовых авиационных электрогенераторов, приводимых в действие вспомогательными двигателями.

Первая автомобильная бесступенчатая трансмиссия c резиновыми клиновыми ремнями была применена в малогабаритных голландских автомобилях (), а после продажи отделения DAF, выпускавшего пассажирские автомобили, патент унаследовала .

В клиновые вариаторы с цепным приводом были запущены в массовое производство и (, ). В то же время наладило производство своей CVT, которую поставляло и поставляет другим автопроизводителям.

В конце 1990-х годов вариаторы начали устанавливать и на машины среднего класса, взамен традиционных гидромеханических .

Принцип работы вариаторной коробки

Название CVT коробка передач взялось у нас с английского языка. Именно там создалась аббревиатура с длинного названия Continuously Variable Transmission. Ее устройство и принцип работы достаточно простой, вся система заключается в непрерывном и автоматическом переключении скоростей. Вариаторная КП имеет бесступенчатую трансмиссию, которая не имеет в своем устройстве конечную точку фиксирования положений, а плавно переходит по разным придаточным числам.

Стоит отметить, что принцип действия вариатора уже давно использовался, только не в автомобилях. Его устанавливали на бензопилы, снегоходы и станки на предприятиях, и как показала практика, они служили даже больше установленного срока годности. Да, такая техника не подвергалась большим нагрузкам, но работая на установленной мощности, она было достаточно результативна.

Конечно, для автомобиля и его необходимой скорости требовался более надежный и качественный тип вариатора. На этой почве, инженеры смогли разработать безупречную трансмиссию, которая теперь стала популярна во многих странах. Вариатор имеет свои плюсы и минусы, чего пока не получается избежать ни в одной модели.

7gear.ru

CVT коробка передач что это такое: плюсы и минусы?

Доброго времени суток, уважаемые читатели и подписчики блога! Я рад приветствовать Вас, мы продолжаем расставлять точки над и в области устройства автомобиля, уже есть материал по устройству и особенностям торсионной подвески, сцепления и системы Com­mon Rail на дизеле. И в рамках сегодняшнего обзора хочу предложить Вам новую интересную тему для обсуждения. Каждому автомобилисту известно, что существует несколько конструктивно различных типов трансмиссий, из которых самые распространенные — механическая и автоматическая. Однако на сегодняшний день все большую популярность приобретает и коробка вариаторного типа. CVT коробка передач что это такое, и в чем ее основные отличия, предлагаю разобраться далее.

   Когда появился вариатор

Впервые подобная конструкция увидела свет еще в 19‑м столетии, однако широкого распространения тогда не получила. Сегодня ряд производителей современных автомобилей, таких, как GM, Nis­san, Toy­ota, Hon­da и другие, широко применяют коробки вариаторного принципа действия. Она отличается от КПП под названием «гидромеханическая» тем, что не имеет заданного количества ступеней. Благодаря этому стало возможным установить практически любой коэффициент по передаче крутящего момента. Что значит само понятие «вариатор» — в нем отсутствуют ступени, однако по причине удобства по-прежнему сохраняют терминологию «передачи».

   Конструктивные особенности

Вариатор представляет собой наиболее простую конструкцию в отличие от традиционной «механики» с её широким набором всевозможных шестерней. Для большинства трансмиссий этого принципа действия характерно присутствие следующих основных компонентов:

• входной шкив, диаметр которого может меняться;

• выходной шкив, также с изменяемым диаметром;

• ремень  (цепь), изготовленный из резины или же металла.

Несмотря на многообразие и других компонентов, именно эти являются принципиальными в конструкции. Регулярная диагностика CVT коробки является гарантией ее долгой и безотказной эксплуатации, поскольку именно ворот, чей диаметр может изменяться, — ее главная составляющая. В нем располагается остриями друг к другу порядка 20 конусообразных элементов, а между ними протянут ремень. Те вороты, в которых предусмотрен различный диаметр, обычно работают в парах.

   Шкивы — входящий и выходящий

Один из них является ведущим, или движущим, и подключается к коленвалу силового агрегата. Именно через него на трансмиссию подается от двигателя энергия. Второй же называется выходным, либо ведомым, и от него энергия передается на ведущие колеса. Для сохранения натяжения ремня, когда один из воротов увеличивает радиус, другой одновременно уменьшает этот показатель. Если происходит увеличение радиуса на входном вороте, а на другом он снижается, то возрастает и скорость вращения, и включается повышенная передача.

Благодаря отсутствию ступеней и передач вариаторная коробка считается конструктивно надежной и потому применяется не только в автомобилях, но и других типах технических средств. Необходимо использовать в таких конструкциях ремни на основе плотной, но эластичной резины. Однако в последнее время еще большее распространение получили ремни из металлических тонких пластин. Их плюсы в том, что они очень прочны и не подвержены проскальзыванию, из-за чего используются в моторах с высокими мощностными характеристиками. А еще такая трансмиссия работает тише по сравнению с другими аналогами.

   Достоинства и недостатки CVT коробок передач

Конечно же, такая трансмиссия обладает определенными преимуществами. Вот они:

• из-за отсутствия передач машина разгоняется более плавно, без рывков;
• быстрее происходит и разгон, ведь не тратится время на переключение скоростей;
• нет необходимости в третьей педали, а также вариатор производит меньше шума;
• из-за плавного разгона снижается расход горючего;
• такой тип трансмиссии можно смело назвать наиболее безопасным с экологической точки зрения.

Конечно, присутствуют и определенные минусы, о которых мы не можем не сказать. В их числе следующие моменты:

• такая трансмиссия очень требовательна к качеству смазки, менять которую придется каждые 20–30 тысяч километров;
• нельзя длительное время передвигаться на высоких оборотах двигателя;
• вариатор нельзя подвергать таким же перегрузкам, как механическую трансмиссию — его режимы не предназначены для этого;
• выход из строя любого из датчиков может привести к невозможности эксплуатации всей системы;
• с точки зрения стоимости ремонта, вариатор явно уступает другим типам коробок передач.

Таким образом, уважаемые друзья, мы смогли получить общее представление о том, как функционирует CVT коробка, а также о том, какие преобладают отзывы об ее использовании в эксплуатации. Не забывайте проводить периодическую диагностику, а также использовать рекомендованные производителем комплектующие и расходники, чтобы продлить жизнь трансмиссии своего автомобиля. Не забывайте поделиться ссылками на материал блога в социальных сетях, а также подписаться на обновления, если Вы еще этого не успели сделать. До новых встреч в новых публикациях на автотематику!

С уважением, автор блога Андрей Кульпанов

Место для контестной рекламы

Автор:Андрей

avto-kul.ru

Вариаторная коробка передач. Что такое CVT.

При описании технических характеристик автомобилей важным пунктом является тип коробки передач и число передач. С классической механической трансмиссией все понятно (не о ней речь). Про традиционную автоматическую трансмиссию (АКПП, «автомат») слышали, пожалуй, все. А вот что такое трансмиссия CVT, обычно именуемая «вариатором»…

Условно коробки передач можно разделить на два вида – те, с которыми нужный режим передачи тяги приходится выбирать вручную – МКПП, и те, которые делают это самостоятельно – АКПП. В последних задача водителя – указывать технике, заблокировать ли трансмиссию, двигаться вперед, назад, или перейти на «нейтраль» – то есть просто выбирать режимы «P», «R», «N», «D»… Для управления режимами привычной многим АКПП служит всего один рычаг (и иногда дополнительные клавиши). Но ведь и в машине с «вариатором» тот же самый рычаг! Да, но, это ещё не значит что эти совершенно разные коробки передач имеют сходное устройство.

Принцип действия главного узла, который используется сейчас в CVT – Continuously Variable Transmission (CVT – бесступенчатая трансмиссия – дословно, «постоянно изменяющаяся трансмиссия»), которую мы привыкли называть «вариатором», был описан ещё в 1490 году  Леонардо да Винчи. Первый патент на вариатор был оформлен в 1886 году, но с тех пор технология значительно продвинулась вперед. Первые автомобили, в которых этот узел успешно применили, появился почти через 500 лет после этого – под известной сейчас «грузовой» маркой DAF (Нидерланды) когда-то производились и легковые автомобили, и именно на одной из таких голландских моделей в 1958 году впервые в мире стал серийно применяться вариатор. Со временем не только европейцы, но и японцы стали интересоваться этим оригинальным типом коробки передач, и когда в 1990 году в США в продаже появилась первая машина с CVT, ей стала именно японская Subaru Justy GL. Со временем CVT избавились от своих «детских болезней», и вот теперь очень часто автомобили с вариаторами вытесняют с первых мест в рейтингах продаж своих «автоматных» собратьев.

В отличие от традиционных автоматических трансмиссий, в вариаторной коробке нет заданного количества 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», которое продолжают использовать при описании CVT трансмиссий, то напомним, что в широком смысле «передача» – это отношение скорости колёсного вала к скорости двигателя. И хотя в вариаторном типе трансмиссии отсутствуют ступени, термин «передача» продолжает использоваться из удобства.

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

В большинстве вариаторных трансмиссий есть три компонента:

1. Входной «движущий» ворот с изменяемым диаметром;
2. Выходной «движимый» ворот с изменяемым диаметром;
3. Металлический или резиновый ремень.

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

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.

Долгое время трансмиссии CVT не пользовались большой популярностью в связи с недолговечностью ремней – ведь даже самый прочный резиновый ремень в таком режиме долго не выдержит.

Использование новых материалов позволило 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.

Сегодня всё больше крупнейших автопроизводителей (таких как General Motors, Audi, Honda, Nissan, Toyota и мн. др.) проектирует свои автомобили на основе вариаторной трансмиссии.

 

По материалам: HowStuffWorks «Auto», АвтоРелиз и Ambox
© При использовании материалов сайта гиперссылка на TransParts.by обязательна.

 

transparts.by

JATCO CVT | CHIPTUNER.RU

JATCO CVT

В этой статье рассматривается устройство и работа бесступенчатой трансмиссии фирмы JATCO, устанавливаемую с 2007 года на Jeep Compass, Patriot и Dodge Caliber. Аналочигный агрегат устаналивается так же на многие автомобили японского производства – ссылка на применяемость.

Начнем обзор с самой простой, но важной операции – проверке уровня рабочей жидкости. В бесступенчатых вариаторах (CVT) используется специальная жидкость, обозначаемая CVTF+4, которая специально разработана для вариаторных трансмиссий. Согласно спецификации DC, (Daimler-Crysler) данному устройству требуется исключительно эта специальная жидкость, что объясняется «повышенным давлением, специальными сплавами металлов и специфическими потребностями, такие как, например, предотвращение проскальзывания ремня». Для упрощения идентификации, жидкость имеет зеленый цвет и, по заявлениям производителя, даже небольшое количество жидкости для АКПП, попавшее в вариатор, может повлечь за собой тяжелое повреждение механизма. Жидкость для CVT в бутыли объемом 4.3л имеет каталожный номер 05191184AA, а канистра 21.7 л – номер 5191185AA.

Проверка жидкости в вариаторе не совсем обычна, т.к на вариаторе нет привычного щупа для проведения такой операции. Покупатели автомобилей с вариаторной трансмиссией должны, как минимум, один раз в 25000 км посетить сервисную станцию, где специально обученные специалисты проверят рабочую жидкость. Понадобится специальный инструмент, щуп (по каталогу Миллера имеющий номер 9336), для проверки уровня, который сильно зависит от температуры и меняется примерно на 12 мм при нагревании с +20°С до +90°С. Поэтому при проверке жидкости уровень он должен быть сверен с таблицей:

t жидкости	Мин. уровень	Макс. уровень
25°С	25 mm	38 mm
60°С	29 mm	42 mm
88°С	34 mm	46 mm

Замена рабочей жидкости в течении всего срока службы автомобиля не предусмотрена, но сервисное расписание «B» от Daimler-Chrysler (которое применимо для большинства авто) предписывает замену рабочей жидкости каждые 100’000 км.  для автомобилией эксплуатируемых в следующих условиях:

• при температурах ниже 0*C

• частые запуски и остановки двигателя

• продолжительная работа на холостом ходу

• пыльные условия

• короткие поездки на расстояние меньше 16км

• более 50% времени эксплуатации на высоких скоростях при высокой температуре окружающей среды (выше 32*С)

chiptuner.ru