Варіатор або безступінчата кпп

Варіатор або варіаторная КПП являє собою безступінчату трансмісію, що дозволяє автоматично регулювати передавальне число для перетворення крутного моменту, що передається від двигуна на колеса автомобіля.

Як правило, варіаторниє КПП встановлюються на легкових авто, квадроциклах, моторолерах і снігоходах. Якщо ми говоримо про автомобілі, то в більшості випадків вони можуть оснащуватися кліноременним або тороідний (були спроби, але на сьогоднішній день всі вони, схоже, припинені) варіатором.

Найбільш популярним став кліноременний варіатор, який вперше був встановлений в автомобілях марки DAF на початку 60-х років 20 століття.

Так, варіатори були винайдені дуже давно, ще в 19 столітті, але їх не використовували через те, що найбільш просту конструкцію має кліноременний варіатор, але у нього проблема завжди були, і залишається до сих пір, але про це трохи пізніше.

пристрій варіатора

Конструкція вариаторной коробки передач досить проста і складається з наступних деталей і механізмів:

• розсувні шківи - щоки, клиновидної форми, які розташовані на валу;
• механізм для забезпечення обертання коліс і установки важеля акселератора в нейтральному положенні;
• механізм для перемикання заднього ходу;
• система управління

Взагалі, видів воротарів придумано досить багато, близько десяти, але реальну путівку в життя, по всій видимості, отримає тільки кліноременний варіатор і його модифікації така, як, наприклад, кліноцепной варіатор.

кліноременний варіатор

Для початку розглянемо пристрій клиноремінного варіатора, як однієї з найбільш перспективних КПП в майбутньому. Такий тип варіатора представляє собою з'єднані ременем шківи і, власне, все.

Простота конструкції, її дешевизна і досить непогана надійність - все це плюси клиноремінного варіатора, додайте сюди максимальну ефективність роботи двигуна, та ще й забезпечує економію палива в порівнянні з механічною КПП і АКПП при однаковій динаміці їзди.

Вважаю, тепер зрозуміло, чому варіатор пророкують відмінне майбутнє. Але не все так безхмарно. Є в вариаторе проблеми, які вирішуються досі.

Ремінь відчуває великі навантаження, тому він повинен бути дуже міцним. До недавнього часу ремінь для воротарів виготовлявся так само, як і всі інші ремені, використовувані в двигуні для приводу різних систем, він був матерчатий-гумовим.

Природно, що він не міг довго сприймати серйозні навантаження. Ремінь розтягувався, рвався досить швидко, тому варіатори ставили тільки на малопотужні двигуни.

Але потім придумали сталевий клиновидний ремінь і ремінь у вигляді ланцюга, що дозволило використовувати варіатори на досить потужних автомобілях, наприклад, Nissan випускає з варіаторами автомобілі з потужністю двигуна 262 к.с. що для більшості автолюбителів, враховуючи наші податки на автомобіль, позамежна мрія.

Пристрій сталевого ременя для варіатора

Високий температурний режим роботи

Зачеплення ременя і шківів в варіативної коробці відбувається за рахунок сил тертя, а це, як всі ми знаємо, призводить до підвищення температури.

До порівняно недавнього часу не було технологій, щоб зробити шківи і сталевий ремінь досить міцними, щоб вони не руйнувалися в місцях контакту.

На додаток до цього було винайдено спеціальне масло, яке не знижує тертя, а навпаки, збільшує його. Це необхідно для того, щоб ремінь не прослизав, а чіплявся за шківи.

Крім цього висока температура негативно впливає на електронний блок управління і частенько, на жаль, виводить його з ладу.

Дуже багато бруду

З огляду на те, що в вариаторе постійно труться з великим зусиллям ремінь і шківи, ​​то дуже швидко накопичуються частинки металу, які сильно забруднюють масло.

Брудне масло, як ви розумієте, починає руйнувати, по суті, всю коробку. Ця проблема вирішується установкою фільтрів, що очищають масло.

Поки варіатори все ж поступаються в надійності механіці і автоматам, але, тим не менш, компанії не припиняють спроб удосконалити їх, оскільки вже надто привабливі їх плюси.

Варіатори, які зараз встановлюються на Nissan при помірній їзді і своєчасному технічному обслуговуванні здатні проходити 200.000 км, що не так вже й мало, якщо розібратися.

Отже, повернемося до роботи варіатора клиноремінного типу ...

Шківи утворюється дисками конічної форми, здатними здійснювати рухи на зближення / розбіжність, з метою зміни діаметра шківа. Диски наводяться в рух уздовж вала гідроциліндром.

Для з'єднання шківів застосовується клиновидний ремінь, що складається з тонких смуг, виготовлених з металу та пов'язаних між собою спеціальними пластинками. Момент, що обертає досягається завдяки тертю, яке виникає між поверхнями шківа і ременя.

На колеса в сучасних варіатора обертання передається за допомогою гідротрансформатора і диференціала.

Включення задньої передачі на вариаторе виконується за допомогою планетаркі заднього ходу. Блок управління призначений для реалізації основних функцій вариаторной КПП - управління зчепленням, здійснення контролю над роботою редуктора, зміни положення шківів з урахуванням робочих режимів двигуна.

Як вже раніше згадувалося, розрізняють два види приводних воротарів - кліноременний і кліноцепной.

Кліноцепной варіатор оснащується ланцюгом, що складається з металевих ланок (або пластин), з'єднаних осями клиноподібної форми. Подібна конструкція ланцюга є більш гнучкою і ефективною для перетворення і передачі обертального моменту на колеса.

Якщо в клиноременную вариаторе, обертання коліс забезпечується за рахунок штовхального зусилля, то в кліноцепном вариаторе - завдяки що тягне зусиллю.

Кліноцепние варіатори використовує на своїх автомобілях Audi і Subaru.

тороідний варіатор

Такий тип варіатора складається з двох валів (дисків, схожих на бублик) клиновидного типу, один з них є головним, інший - веденим. Між валами розташовані ролики, які вчиняють пересування у вертикальному напрямку, а також обертання в горизонтальному напрямку навколо власної осі.

Передавальне число в вариаторе даного виду змінюється за рахунок обраного положення роликів, а також їх радіусів. Іншими словами, коли ролик з'єднується з маленьким радіусом головного валу і великим радіусом другорядного вала - відбувається перемикання на нижчу передачу.

Вибір високою передачі здійснюється в зворотному порядку. Перехід на пряму передачу відбувається в тому випадку, коли ролик стикається з валами в одному радіусі.

Складна конструкція і відсутність технологій і матеріалів, здатних витримати навантаження в такому пристрої поки змусили виробників відмовитися від цього виду воротарів, але такі автомобілі існували в реальності і випускалися масово, наприклад Nissan Cedric.

Принцип роботи варіатора

Принцип роботи варіатора зрозуміти дуже просто, якщо ви хоча б раз каталися на гірському або спортивному велосипеді, що має по кілька зірочок у педалей і на задньому (приводному) колесі.

Ви напевно знаєте, що якщо у педалей перекинути ланцюг на найменшу зірочку, а на колесі вибрати найбільшу, то педалі крутяться дуже легко, можна піднятися в майже будь-яку гору, але при цьому неможливо сильно розігнатися.

Для розгону необхідно зробити все навпаки: у педалей ланцюг перекинути на найбільшу зірочку, а на колесі - на найменшу.

Це будуть два крайніх режиму роботи передачі, а всі інші комбінації проміжні.

Тепер уявіть, що зірочки злилися в конус, а ланцюг перетворилася в ремінь, перекинутий через ці конуси. Ось і вийшов варіатор, а принцип роботи залишився незмінним.

Зміна діаметрів конусів (шківів) на провідному і відомому валах дозволяють змінювати швидкість автомобіля.

В процесі їзди варіатор тільки підтримує найбільш підходящі обертів автомобільного двигуна для забезпечення обраної швидкості руху і динамічних показників автомобіля, що і дозволяє економити паливо.

Купувати автомобіль з варіатором або не купувати?

Для початку запишіться на тест-драйв і прокотитеся на якомусь автомобілі з варіатором. Якщо вам сподобається те, як цей автомобіль набирає швидкість, як він управляється, то задуматися про машину з варіатором коштує.

Знаючи, що у воротарів досі є проблеми з довговічністю, то приходить в голову думка про те, що якщо машина нова або пройшла зовсім небагато, то брати її варто. Якщо ж пробіг у автомобіля більше 50000 км, то вже варто задуматися.

Варто також врахувати і умови експлуатації автомобіля. Якщо ви їздите по хороших дорогах, які не перевантажує автомобіль, не використовуєте його в якості таксі, то взяти варіатор і насолодитися його перевагами можна.

Якщо ж вашому автомобілю судилося відчувати різного роду перевантаження, то краще придивитися до автоматичною або механічною коробці передач.