Що таке варіатор і як він улаштований

Як працює варіатор

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

Що він собою являє

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

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

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

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

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

Якими вони бувають

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

кліноременний варіатор

Почнемо з кліноременниє варіатора, так як він найвідоміший.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Модель металевого клиновидного ременя

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

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

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

тороідний варіатор

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

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

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

гідростатичний механізм

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

Як проводиться ремонт воротарів

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

Що стосується буксирування автомобілів з варіатором, то як і в випадку з АКПП, тут є свої особливості. Зокрема, буксирувати автомобіль можна буде, тільки встановивши важіль перемикання в положення N, і їхати потрібно буде не більше 80 км зі швидкістю не більше 50 км / ч. Під час буксирування на великі відстані обов'язкова наявність евакуатора.

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

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

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