Листая авто сборники, почти все встречали такую фразу: «На автомобиль устанавливается бесступенчатый вариатор». Либо могли узреть это словосочетание в таблице технических черт. Что такое механическая трансмиссия передач, знают все (не считая, разве что, американцев), к «автомату» тоже издавна все привыкли (необыкновенно америкосы). А вот Вы удивитесь, но принадлежит это изобретение не Хонде и даже не Мерседесу. Патент на вариатор был выдан в конце XIX века! Наиболее того, 1-ый вариатор придуман и совсем в 1490 году. Его творцом оказался добрый бородач Леонардо да Винчи.
1-ый трудоспособный кар с сиим типом коробки, правда, возник не в эру Восстановления, а попозже — лет через 500, в 1950-х годах. Вариатор ставился серийно на авто DAF (в то время под данной маркой выпускались не совсем только грузовики, да и легковушки). Позже нечто схожее начали делать и на Volvo, но по-настоящему обширное распространение вариаторы получили только на данный момент.
По сути, вариатор (более распространённое английское обозначение — CVT — continuously variable transmission) — это, простите за тавтологию, вариация на тему автоматической коробки. И кар, оборудованный им, на 1-ый взор, ничем не выдаёт себя — педалей всего две и рычаг переключения режимов коробки — P, R, N, D — таковой же, как и у машинки с традиционной Поэтому-то тут нет толчков при трогании и «переключении». Не взирая мы написали это слово в кавычках: переключений как таких здесь и нет. Вариатор постоянно и плавненько изменяет передаточное число по мере разгона либо замедления кара.
Вариаторы посещают нескольких типов: клиноремённые со шкивами переменного поперечника, цепные, тороидальные… 1-ый тип — самый распространённый. Поглядим, как он устроен.
Клиноремённый вариатор MINI.
Вот приятный пример: возьмём два карандаша (цилиндра), лежащих параллельно на неком расстоянии друг от друга. Стягиваем их резинкой и начинаем крутить какой-то из них. Здесь же начинает вертеться и 2-ой — с той же скоростью. Но если карандаши будут различного поперечника, начинается совершенно иная история — пока какой-то из них, что побольше, сделает один оборот, 2-ой, скажем, два.
Вариатор устроен схоже, лишь поперечник «карандашей» у него непрерывно изменяется. У него два шкива, любой из которых изготовлен в виде пары конусов, обращённых наточенными концами друг к другу. А меж шкивами зажат клиновый ремень.
Изменяя радиус огибания ремнём водящего и ведомого шкива, можнож плавненько поменять передаточное отношение.
Сейчас, если любая из пар конусов может двигаться друг к другу и обратно, мы получим шкивы с переменным рабочим поперечником. Ведь при раздвижении конусов ремень, соприкасающийся с ими своими рёбрами, будет вроде бы проваливаться к центру шкива и обегать его по малому радиусу. А при сближении конусов — по великому радиусу.
Осталось лишь снабдить два шкива системой (обычно, это гидравлика, но быть может и некий другой сервопривод), которая будет взыскательно синхронно сдвигать половинки первого шкива и раздвигать половинки второго. И если один шкив находится на водящем валу (который идёт от мотора), а 2-ой — на ведомом (который водит к колёсам), то можнож организовать изменение передаточного дела в очень широких пределах.
Остаётся ещё добавить узел, отвечающий за изменение направления вращения выходного вала (для заднего хода), а это быть может, скажем, рядовая планетарная передача. И вот готова коробка-вариатор.
Кстати, занимательный вопросец — какой здесь употребляется ремень? Очевидно, обычный ремень из резины и ткани, наподобие тех, что вертят генераторы и прочее подвесное оборудование, тут не прожил бы и тыщи км. Ремни в клиноремённых вариаторах имеют трудное устройство.
Ремень в вариаторах, как видно, никакой совсем не ремень, а наборная железная лента.
Это быть может железная лента с некоторым покрытием либо набор железных тросов (лент) трудного сечения, на которые нанизано громадное число тонких поперечных железных пластинок трапецевидной формы, края которых и контактируют со шкивами. Кстати, конкретно таковым образом удалось создать толкающий ремень, передающий мощность не совсем только той его половиной, которая бегает от ведомого к водящему шкиву, да и противоположной. Обыденный ремень при попытке передать сжимающее усилие просто сложился бы, а наборный металлической — обретает жёсткость.
А ещё в качестве клинового ремня может выступать широкая пластинчатая железная цепь, соприкасающаяся с конусами своими краями. Конкретно таковой «ремень» работает в вариаторах машин Audi.
Вот таковая цепь употребляется в вариаторах компании Audi..
Занимательно, что для смазки цепи применяется особенная жидкость, которая меняет своё фазовое состояние под мощным давлением, возникающим в месте контакта со шкивом. Благодаря этому цепь может передавать веское усилие, фактически не проскальзывая, невзирая на чрезвычайно малюсенькую площадь контакта.
Как конкретно вариатор будет поменять передаточное число при разгоне, зависит от выбранной программы управления. если при разгоне на обыкновенном каре мы на каждой передаче раскручиваем движок, потом переходим на последующую передачу и т д, то при комплекте скорости кара с вариатором мотор остаётся на одних и тех же оборотах (скажем, на оборотах, подходящих наибольшему вращающему моменту), зато плавненько изменяется передаточное отношение.
Это творит несколько странноватые чувства. Жмём газ в пол, мотор выходит на великие обороты, да так и остаётся на их в течение всего разгона, воя как пылесос. Зато темп разгона — высочайший, ну и на переключения меж ступенями время не тратится.
Вообщем, в неких вариантах вариатор настраивают так, чтоб разгон с ним больше подсказывал ускорение с обыкновенной коробкой, с постепенным ростом оборотов мотора.
Очевидно, при попытке заехать на бугор и при замедлении авто, невзирая на нажатие педали акселератора, разумный вариатор не оставит «включённой» высшую передачу. Шкивы для уверенного штурма вышины живо передвинутся обратно — чтоб прирастить вращающий момент на выходе из коробки.
А ещё на неких машинках можнож выбрать режим с несколькими «виртуальными» передачами (с 6 либо даже 8), задаваемыми электроникой. Передачами, меж которыми вариатор будет резко перескакивать, будто классическая коробка «автомат». Ещё в данном варианте можнож переключать «передачи» по собственному желанию. Как на «автомате» с ручным секвентальным (поочередным) режимом.
Таковым образом, у вариатора масса плюсов. Но есть и недочеты. К примеру, сравнимо маленькая, по современным меркам, «перевариваемая» мощность мотора. Не взирая такие коробки начали своё шествие по миру на машинках малого класса. Ну и на данный момент сильные авто — все сплошь и рядом укомплектованы или «механикой», или классическими «автоматами», или механизированными коробками.
Правда, прогресс идёт. И здесь нельзя не вспомнить рекордсменов. Скажем, на Audi A4 2.0 TFSI клиноремённый вариатор Multitronic (с цепью) без заморочек справляется с потоком в 200 «лошадей».
Ремень в вариаторах, как видно, никакой совсем не ремень, а наборная железная лента.
Можнож возразить, что класс D — это ещё не всё. Для каров представительского и бизнес-класса, и тем паче для большого джипа — 200 сил теснее не назовёшь таковой уж великий величиной. Но заслуги самых идущих в ногу со временем вариаторов на этом не исчерпываются. Так, на кроссовер Nissan Murano с 3,5-литровым V6 мощностью 234 лошадиные силы ставят клиноремённый вариатор X-Tronic. Это одна из самых больших и тяжёлых моделей, оснащённых вариатором. А что будет завтра?
2-ой недочет вариаторов — сравнимо драгоценное сервис и ремонт, особая, а означает, недешёвая, трансмиссионная жидкость. Ремённые вариаторы могут через каждые 100—150 тыщ км пробега требовать подмены ремня. Масло при всем этом стоит несколько дороже, чем для «автомата», но зато поменять его можнож чуток реже — ориентировочно через 40—50 тыщ км для различных моделей каров.
И всё же вариаторы получают всё большее и большее распространение на машинках самых различных классов, к тому же и стоят они, традиционно, дешевле превосходных «автоматов» классического типа.
Так как вариаторы располагают безграничным числом передач, они дозволяют движку работать на более выгодных режимах — необходима ли нам (на светофорных гонках) наибольшая мощность, либо, против, плавность и меньший расход горючего (при безмятежной езде). Поэтому модели с вариаторами различает, при иных одинаковых, высочайшая экономичность, сочетающаяся с более солидной динамикой.
Ремень в вариаторах, как видно, никакой совсем не ремень, а наборная железная лента.
Кстати, в заключительнее время наметилась тенденция к росту числа передач у классических «автоматов». В заключительных моделях встречается теснее 8 передач (на легковой, заметим, машине). И делается это специально для сочетания высочайшей динамики и экономичности. Быстро увидим автоматы с 10 ступенями либо даже с двенадцатью? А вот вариаторы теснее находятся там, куда обыденные автоматы с их переключаемыми планетарными рядами никогда не придут. Ведь число передач у вариатора безгранично.