Вариаторный двигатель что это


Автомобильный вариатор. Страхи и реальность


Источник фото:&nbsphttps://www.drive2.ru/l/481466522150109344/
Автомобиль в современном мире, прежде всего, это средство для комфортного передвижения из точки А, в точку Б. А современный автолюбитель, прежде всего, стал ценить комфорт удобство и надежность. Недаром, рекламные ролики автоконцернов, популяризуют комфорт, электронных помощников и легкость в управлении. И теперь автомобиль, оснащенный всеми помощниками, стал более лояльным к автовладельцу, а одним из таких помощников является автоматическая трансмиссия. Широкое применение автоматических коробок в автомобилестроении дало толчок к развитию инженерной мысли в данном направлении. Многообразие конструкторских решений в плане реализации идеи автоматической трансмиссии привело к тому, что порой автовладелец даже не догадывается, какой тип автоматической трансмиссии установлен на его автомобиле.

Многообразие коробок передач

Прежде всего, необходимо уточнить, что автоматической коробкой называют ту трансмиссию, где переключение передач осуществляется без участия водителя. Разберем, какие варианты автоматических трансмиссий существуют.


Источник фото: https://www.drive2.ru/l/1953170/

1. Гидротрансформаторные коробки переключения передач. Классический вариант автоматической коробки передач, принцип работы основан на передаче момента от двигателя к колесам посредством специальной жидкости ATF. На сегодняшний день это самый популярный вид АКПП. Применяют ее практически все автопроизводители без исключений. Вследствие чего такие коробки имеют разные названия (типтроник, стептроник и другие). 


Источник фото: https://www.infotaller.tv/electromecanica/funcionan-cajas-cambio-automaticas_0_1103889618.html

2.  Роботизированные, они же роботы представляют собой механическую коробку передач, в которой функции выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Автопроизводители так же называют их по-разному: Speedshift, SMG, Easytronic, Durashift EST и другие.


Источник фото: https://response.jp/article/2014/01/14/214827.html

3. Разновидность роботизированных коробок, преселективная. Можно сказать, это второе поколение роботизированных коробок. Основное их отличие от прародителя - это наличие отдельного сцепления для каждого вала четных и нечетных передач. Различные варианты конструктивных решений привели так же к многочисленным обозначениям данного вида трансмиссий у автопроизводителей. Основные и самые популярные DSG и PDK, SST, DSG, PSG, S-tronic


Источник фото: http://supreme2.ru/9595-chto-za-zver-korobka-peredach-dsg/

4. Вариаторные (вариатор), являются бесступенчатыми коробками передач. Обеспечивают в заданном диапазоне плавное изменение передаточного числа. Общепринятое обозначение CVT. Устанавливаются практически всеми автопроизводителями, и имеют свои обозначения Autotronic, Ecotronic, Durashift CVT, Lineartronic и другие.


Источник фото: https://www.in.gr/2001/10/07/auto/auto-news/i-jatco-anelabe-tin-kataskeyi-kibwtiwn-cvt-gia-ti-nissan...

Отличие вариатора от други х коробок передач

Вариаторная коробка передач  – это специальная механическая конструкция, предназначенная для передачи усилия двигателя бесступенчатым способом к колесам.

Устройство автомобильного вариатора

Классический вариатор - это два раздвижных шкива, соединённых клиновидным ремнем. Вариатор, применяемый в автомобилях, является более сложным устройством, потому что существует необходимость введения «задней скорости» и пониженных передач.


Источник фото: http://roadpart.ru/akpp/akpp-cvt-chto-eto.html

Принцип работы автомобильного вариатора

При увеличении оборотов двигателя приводится в действие гидротрансформатор, который передает крутящий момент на первичный вал (связанный с двигателем) . На первичном валу установлен ведущий специальный разрезной шкив (через него проходит ремень – см gif) и при воздействии на поверхность шкива привода (на gif – движущаяся часть «слева от ремня»), «половинки шкива» начинают сходиться, что приводит к увеличению трения между ними и клиновидным ремнем. Далее под действием трения клиновидного ремня усилие передается на аналогичный ведомый шкив (на gif – снизу), который приводит в движение вторичный вал, связанный с приводом колес. «Половинки» ведомого шкива в этот момент максимально сведены, то есть получается низшая передача. Далее при развитии оборотов происходит смена диаметров ведущего и ведомого шкивов относительно друг друга. Передаточное число увеличивается максимально. Ведомый вал вращает дифференциал, к которому присоединены полуоси ведущих колес. Задняя передача обеспечивается подсоединением к ведомому валу планетарного механизма, который и обеспечивает реверсивное движение ведомого вала. Управление диаметрами шкивом обеспечивает электронная система. 

При использовании вариатора нет резких рывков при переключении, обеспечивается более плавный ход и экономия топлива, так как электроника выбирает оптимальный режим оборотов двигателя и передаточное число шкивов.

Виды автомобильных вариаторов

Сегодня основное распространение получили вариаторы двух типов клиноременные и клиноцепные.

Клиноременный вариатор, состоит из двух шкивов, соединенных клиновидным ремнем. Шкив образуют два конических диска, которые могут сдвигаться или раздвигаться, обеспечивая, тем самым, изменение диаметра шкива. Для сближения конусов используется гидравлическое давление, центробежная сила, усилие пружин. Конические диски имеют угол наклона 20°, при котором обеспечивается перемещение ремня по поверхности шкива с наименьшим сопротивлением. 


Источник фото: https://1gfe.ru/nissan-mitsubishi-citroen-dodge-honda-jeep-peugeot-renault/vse-modeli/remen-variator...-nissan-qr25de-2698/


Источник фото: http://www.tks.ru/forum/showthread.php?t=442065&page=3

ТАК ВЫГЛЯДИТ РЕМЕНЬ ВАРИАТОРА!

Клиноцепные вариаторы, основное отличие от клиноременного вариатора крутящий момент передается торцевой поверхностью специальной цепью при ее точечном контакте с коническими дисками. 


Источник фото: http://kak-bog.ru/korobka-peredach-cvt-chto-eto-takoe

Плюсы (достоинства) и минусы (недостатки) автомобильного вариатора

Основными достоинствами вариатора является:

·         плавность его переключения

·         экономичность

·         тихий. Данный вид трансмиссии является самым тихим среди своих конкурентов.

·         быстрый. Так как отсутствуют ступени, вариатор является еще и одной из самых быстрых коробок.

Однако есть и недостатки, связанные с конструкцией.

·         Одним из самых больших минусов является его ограничение на применение на мощных автомобилях.

·         Кроме того вариатор очень не «любит» рваные режимы эксплуатации, резкие старты и суровое бездорожье.

·         Обслуживание. Так же обслуживание вариатора требует определенных навыков и более щепетильного подхода. 


Источник фото: https://sitecars.ru/mn/which-is-better-cvt-or-at-what-can-break-down-in-akpp/

Несмотря на то, что вариаторные трансмиссии уже заняли определенную нишу среди автопроизводителей, нет общего мнения о его надежности и сроке службы.

Дело в том, что встречаются мнения о том, что у  вариатора срок службы ограничен 150 тысячами пробега, но есть мнение, что при должном уходе такой вид трансмиссии может эксплуатироваться свыше 300 тысяч без каких либо проблем. И владелец сталкивается с дилеммой, ремонт или его замена. Если автомобиль еще гарантийный то проблема решается сама собой - дилеры не ремонтируют вариаторы. Они заменяют вариатор на новый. А если гарантия закончилась, обычно приобретают контрактный вариатор, а это, как известно покупка кота в мешке.

Ремонт вариатора

Несмотря на то, что по конструкции вариатор самый простой вид автомобильной трансмиссии, его ремонт довольно дорогостоящая процедура. Связано это, прежде всего, с отсутствием, квалифицированного персонала. Но если вы попали к хорошему мастеру, вопрос ремонта решиться довольно быстро и качественно. После такого ремонта вы будете полностью уверенны в надежности трансмиссии.

Особенности масла для автомобильного вариатора

Залогом долгой и безотказной службы вариаторной трансмиссии является правильное, своевременное и качественное обслуживание. При кажущейся простоте конструкции, вариатор требует особого подхода к его содержанию.

Есть несколько правил, соблюдая которые можно избежать серьезных проблем.

1. Правило первое, своевременная замена масла в вариаторе. Связано это, в первую очередь, с тем, что масло в вариаторе несет на себе множество функций. А работает при этом в очень тяжелых условиях. Основные функции масла для вариатора:

·         защита от трения металла о металл

·         защита от проскальзывания ремня о шкивы

·         привод гидравлики вариатора

·         охлаждение вариатора во время эксплуатации

·         предотвращение вспенивания жидкости

·         содержание деталей вариатора в чистоте

·         защита деталей от коррозии.

Во время эксплуатации свойства масла снижаются, и масло требует замены. При выборе жидкости для вариатора необходимо четко соблюдать спецификации, рекомендованные заводом изготовителем. Приобретать качественные жидкости только именитых производителей. И помнить, что жидкости ATF для гидромеханических автоматов абсолютно не подходят для трансмиссий вариаторного типа.

2. Второе правило: Бережная эксплуатация вариатора. Вариаторный тип трансмиссии не предназначен для жесткого стиля вождения. Кроме того, такой вид трансмиссии не любит режимов перегрева. Следует уделять особое внимание чистоте, радиаторов охлаждения трансмиссии. И не перегружать ее при эксплуатации. В случае если это произошло, настоятельно рекомендуем произвести процедуру замены масла.

Одной из компаний, занимающая лидирующие места в области жидкостей для обслуживания автомобиля является компания LIQUI MOLY. В ее ассортименте есть специальная жидкость для вариаторных коробок передач: НС-синтетическое трансмиссионное масло для вариаторов CVT Top Tec ATF 1400. Перечень соответствий и допусков позволяет применять данную жидкость в широком диапазоне вариаторов различных производителей. При этом быть абсолютно уверенным в качестве масла и надежности вариатора. 


что лучше и надежнее? :: Autonews

Автоматические трансмиссии на автомобилях зачастую называют одним общепринятым наименованием «автомат», однако по принципу действия и конструкции они могут кардинально отличаться друг от друга.

На сегодняшний день существует множество видов автоматических трансмиссий, однако на легковых автомобилях чаще всего применяют коробки передач трех типов: классические гидромеханические автоматические трансмиссии, роботизированные коробки передач, а также бесступенчатые вариаторы, которые часто обозначают аббревиатурой CVT.

Конструктивно все они отличаются и имеют как свои преимущества, так и недостатки. Однако раньше всех широкое распространение получили классические автоматы, которые уже больше 70 лет применяются на легковых машинах.

Следом широко начали устанавливать роботизированные трансмиссии, которые долгое время вызывали скепсис у автовладельцев из-за не очень надежной конструкции. Впрочем, с годами они модернизировались, и кризис недоверия к роботизированным коробкам передач был успешно пройден.

А сейчас все большее распространение на современных машинах начали получать бесступенчатые вариаторы, которые идут по пути, уже когда-то пройденному «роботами». Так что давайте разбираться, что собой представляет вариатор, как он работает, какие у него минусы и плюсы, а также насколько он надежнее и лучше в сравнении с классическим автоматом.

Что такое вариатор и как он работает?

Вариатор — это вид автоматической коробки передач, который передает крутящий момент от двигателя к колесам и способен плавно менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования. Изменение передаточного отношения может производиться автоматически, по заданной программе или вручную. В автомобилестроении такой тип трансмиссии также обозначают аббревиатурой CVT (Continuously Variable Transmission).

Фото: Олег Лозовой / РБК

Удивительно, но изобрели вариатор даже гораздо раньше, чем обычные «автоматы», но применяли его все же не на автомобилях. Патент на вариатор был выдан еще в конце XIX века и сначала он использовался для изменения скорости вращения валов на станках.

А первый автомобиль с таким типом трансмиссии появился лишь в 1950-х. Вариатор впервые начал устанавливаться серийно на автомобили марки DAF, которая в те годы производила не только грузовики, но и легковушки. Потом их начали устанавливать на некоторые модели Volvo, а конце 1990-х и начале 2000-х вариатор c фирменном наименованием Tiptronic использовался на младших седанах Audi. Но по-настоящему широкое распространение вариаторы получили лишь сейчас.

Вариаторы бывают нескольких типов: клиноременные со шкивами переменного диаметра, цепные, тороидальные. Первый тип — самый распространенный. Так что рассмотрим, как он устроен и работает.

Автомобиль, оборудованный такой трансмиссией, на первый взгляд ничем не отличается от машин с обычным автоматом — педалей всего две, и рычаг переключения режимов трансмиссии с положениями P, R, N, D, схожий с машинами с традиционной АКП. Но работает вариатор совершенно по-другому, а именно в нем нет фиксированных передач. Изменения передаточного отношения происходит не «переключениями», а плавно и незаметно, благодаря ремню или цепи, который в разных положениях вращается по специальным коническим шкивам.

В зависимости от диаметра шкивов в месте вращения ремня или цепи меняется и передаточное отношение и изменяется скорость вращения и крутящий момент выходного вала, который дальше передает тягу на приводы и колеса. Поэтому при работе вариатора нет толчков при трогании с места, и тем более нет никаких «переключений передач».

Фото: Олег Лозовой / РБК

Плюсы вариатора

  • Плавность хода. Благодаря отсутствию переключений передач вариатор обеспечивает более высокую плавность хода, чем другие типы автоматических трансмиссий.
  • Динамичный разгон. Благодаря отсутствию переключений в вариаторе в отличие от других типов трансмиссий не происходит разрыва потока мощности, соответственно разгон у машин с такой трансмиссией получается более динамичным.
  • Высокий КПД. Вариатор обеспечивает более высокий КПД всей силовой установке автомобиля благодаря уменьшению потерь при его работе. В процентах этот показатель может быть на 5-10% выше, чем у других типов автоматических передач.
  • Экономичность. Более высокий КПД обеспечивает и более высокую эффективность, поэтому вариатор позволяет тратить меньше топлива по сравнению с автоматами и повысить экономичность автомобиля.

Устройство автомобиля: вариатор

Многие производители наряду с механическими, автоматическими и роботизированными коробками переключения передач предлагают своим клиентам трансмиссии вариаторного типа

В салоне припаркованного автомобиля вариатор легко перепутать с обычным автоматом или роботизированной коробкой – отсутствует педаль сцепления, селектор напоминает классический рычаг «автомата» - но на ходу почти сразу становится понятно, что это совершенно другая система.

При этом не только по особенностям поведения автомобиля вариатор стоит особняком: относительно высокая цена, фактическая непригодность к ремонту и множество окружающих клиноременные КПП ограничений – всё это заставляет удивляться, зачем же их нам предлагают обычно не склонные к необдуманным решениям автопроизводители?

Попробуем разобраться.

Зачем нужен вариатор

Двигатель внутреннего сгорания проявляет себя по-разному в зависимости от оборотов, на которых работает: так, максимальный крутящий момент реализуется на одних оборотах, а максимальная мощность на других – причем в диапазоне, редко используемом, например, при городской езде. И почти наверняка расход топлива в этих режимах работы двигателя не будет оптимальным (хотя, справедливости ради, нужно отметить, что расход зависит от множества факторов помимо числа оборотов двигателя).

Любая коробка передач нужна в автомобиле в первую очередь для того, чтобы изменять в широком диапазоне крутящий момент  - а следовательно, и тяговое усилие и скорость вращения колёс  автомобиля. При этом получает коробка передач этот крутящий момент с коленчатого вала двигателя, имеющего четко ограниченный рабочий диапазон.

При разгоне, когда нам нужна максимальная динамика, мы уводим двигатель в режим повышенных оборотов и стараемся в нем оставаться, пока необходимость в максимально быстром ускорении не отпадёт. При плавном ускорении на загородной трассе мы так же будем переключаться по мере необходимости.

Именно по этой причине для более полного использования возможностей двигателя выгодно внедрить большее число «коротких» ступеней с узким рабочим диапазоном – чем сейчас и занимаются производители традиционных трансмиссий – но этот подход неизбежно ведёт к увеличению стоимости, сложности и веса коробки передач.

Принципиально же иной подход к этому вопросу состоит в разработке системы, позволяющей в заданном диапазоне передаточных чисел бесступенчато изменять передаточное число трансмиссии. Именно такой системой и является вариатор.

История

Первые наброски бесступенчатой вариаторной трансмиссии (СVT – Continuous Variable Transmission – Постоянно Изменяемая Трансмиссия) можно найти в работах Леонардо да Винчи, датированных примерно 1490 годом. Неизвестно, нашёл ли применение тогда этот принцип, но в Европе к теме вернулись уже в 19 веке – в 1886 году выдан европейский патент на тороидальный вариатор.

В 1910 году мотоцикл Zenith с патентованной вариаторной трансмиссией Gradua-Gear настолько успешно участвовал в гонках Hill Climb, что трансмиссии подобного типа были запрещены в этих гонках для сохранения конкурентоспособности традиционных КПП.

В 1912-ом на мотогонках Tourist Trophy та же судьба постигла британцев Rudge-Whitworth с их системой Rudge Multigear. Официальная формулировка также содержала отсылку к необходимости поддержания интриги в гонке.

Запреты вариаторов в спорте продолжались до конца века –  так, в 1994 году вариаторы были запрещены в Формуле-1 ввиду опасений, что одна из команд может в будущем получить огромное преимущество, разработав достаточно эффективную трансмиссию на вариаторном принципе.

История вариатора на легковом автотранспорте начинается с 1928 года. Именно тогда третий по величине британский автопроизводитель Clyno Engineering Company устанавливает на автомобиль вариаторную трансмиссию собственной разработки – впрочем, не очень надёжную и эффективную ввиду отсутствия на тот момент необходимых технологий и материалов.

В 1958 году голландский производитель DAF, ныне известный нам по грузовым автомобилям, презентовал легковую машину DAF 600 с вариатором собственной конструкции Variomatic, которая после приобретения патентов компанией Volvo стала называться VDT (Van Doorne Transmissie– в честь владельца компании DAF Губерта Ван Дорна, самостоятельно разработавшего систему). Машина была интересна ещё и тем, что обеспечивала возможность торможения двигателем – для перевода трансмиссии в этот режим достаточно было переключить тумблер на приборной панели. Именно DAF является первым массовым автомобилем с вариаторной трансмиссией.

В конце 80х годов доработанный японскими инженерами вариатор продолжил наступление в нише компактных автомобилей. Знаковым автомобилем стала нацеленная в том числе на американский рынок Subaru Justy с электронным управлением вариатором. Несмотря на ограниченную популярность модели, вариаторы на автомобилях марки продолжали использоваться и в дальнейшем.

Nissan, также начавший эксперименты с бесступенчатыми трансмиссиями на малолитражке March в 1990х, в итоге стал устанавливать на полноразмерные автомобили – примером тому была Nissan Altima с 3,5 литрами под капотом. 
До того одним  из недостатков вариатора считалась именно неспособность работать с большими крутящими моментами.

В результате непрерывного совершенствования вариаторов сегодня мы можем наблюдать надежно работающие вариаторы как на мощных Nissan и Audi, так и на конструкциях, далеких от автомобильного мира: например, трансмиссия вариаторного типа ставится на японский основной боевой танк Type 10 весом в 48 тонн и мощностью силовой установки 1200 л.с.

Принцип работы вариатора

Простейший конусный вариатор Эванса содержит два параллельных шкива конической формы, вершины конусов при этом направлены в противоположные стороны. Вращение с одного шкива на другой передаётся ремнем.

Если сдвинуть жесткий ремень на приводном конусе в сторону его основания, то для сохранения своей длины ремень сдвинется и на втором конусе, но за счет разнонаправленности конусов – на более узкий его участок. При этом передаточное число по мере движения приводного ремня будет плавно увеличиваться.

Чаще всего встречающийся в современных автомобилях клиноременной вариатор отличается в деталях от описанной схемы, но принцип, лежащий в основе данных устройств – общий: плавное изменение передаточного числа путём изменения диаметра приводного шкива.

Техническое устройство вариаторной трансмиссии

В клиноременном вариаторе каждый приводной шкив состоит не из одного, а из двух усеченных конусов, направленных друг на друга. Между ними зажат ремень клиновидного сечения, который при движении этих «полушкивов» навстречу друг другу буквально выдавливается на внешний радиус приводных конусов и одновременно переходя на меньший радиус ведомого вала.

Плавной и согласованной регулировкой расстояния между полушкивами – а, как следствие, и выбранного передаточного отношения- в современных автомобильных вариаторах занимается электроника.

Помимо электронного управления, в современную вариаторную трансмиссию входит и устройство, обеспечивающее возможность движения задним ходом (чаще всего для этого используется планетарная передача) и узел, компенсирующий отсутствие в вариаторе нейтральной передачи. Производители используют в этом качестве почти все типы сцепления из присуствующих на рынке:

  • гидротрансформатор (используется чаще всего), встречается на вариаторах Autotronic (Мерседес), Ecotronic (Форд), Extroid и Xtronic (Ниссан; первый чаще встречается на дорогих авто, второй - в бюджетном сегменте), Lineartronic (Субару), Multidrive (Тойота).
  • многодисковое сцепление моктрого типа используется в вариаторах Multitronic (Хонда), Multimatic (Ауди)
  • электромагнитное сцепление с электронным управлением встречается на системах Hyper (Ниссан)
  • центробежное автоматическое сцепление ставится на вариаторы Transmatic (старые ДАФ, Форд и Фиат)

Также некоторыми производителями активно используются тороидальные вариаторы, где ремня нет, а функцию передачи крутящего момента от одного вала к другому выполняют ролики разной формы. Наиболее известен двойной тороидальный вариатор Extroid CVT, который ставился на мощные топовые модели Nissan. К сожалению, высокая стоимость и малая распространенность данного типа вариатора не позволяет считать его конкурентом традиционной клиноременной системы.
 

Виды ремней вариатора

Главная технически сложная деталь клиноременного вариатора – это, собственно, ремень. Он должен быть крайне жестким и одновременно гибким – чтобы, будучи зажатым гидравликой в приводе иметь возможность работать на разных диаметрах шкивов.
Категорически нельзя ему сжиматься или растягиваться.

Простые автомобильные ремни – наподобие ремня генератора или газораспределительного механизма – под такие требования не подходят (хотя в вариаторе снегохода, например, используется именно резинотканевый ремень). Чаще всего в автомобильных вариаторах встречается наборный металлический ремень близкого к треугольному сечения. В ряде агрегатов этот ремень применяется как «толкающий» - стальная конструкция ремня при сжатии приобретает дополнительную жесткость, что позволяет передавать вторичному валу большую мощность.

Впрочем, иногда проблемы передачи большой мощности с помощью вариатора решают применением вместо ремня широкой цепи, входящей в зацеп с половинами приводных шкивов своими боковыми частями. Дополнительное сцепление цепи, как и в клиноременном вариаторе, обеспечивается специальной трансмиссионной жидкостью, меняющей свою вязкость под давлением в точке контакта ремня и полушкива. Эта жидкость дороже обычного трансмиссионного масла и крайне важна для вариатора.

Ограничения вариаторной трансмиссии и примеры их преодоления

Несмотря на наличие в системе ремня, назвать его расходником нельзя – большая часть производителей даёт на свои вариаторы гарантию в 150-200 тысяч километров.

При этом несвоевременная замена жидкостей, выезды на бездорожье, резкие нагрузки и удары неизбежно приводят к снижению срока эксплуатации узла – о чем те же производители часто «забывают» написать. Иногда для продления этого срока замену ремня и валов произвести возможно, но чаще узел заменяется в сборе.

Основная беда вариатора заложена конструктивно – цепь или ремень, растянувшийся ввиду неправильного обслуживания или эксплуатации, начинает проскальзывать на шкивах, образуя на них задиры. Со временем даже небольшое разрушение ремня вариатора приводит к катастрофическим последствием для всех узлов вариатора.
Помимо этого могут вызвать гибель трансмиссии и проблемы с датчиками скорости или шаговым мотором, управляющим всей системой. Иногда от продолжительного движения на высоких скоростях могут отказать подшипники полушкивов.

Также вариаторы, изначально созданные под спокойную езду, плохо переносят резкие старты ввиду повышенной нагрузки на ремень/цепь. Отсюда же вытекают ограничения по буксировке как других автомобилей, так и прицепов, что в принципе – не проблема, если речь идёт о небольшом автомобиле.

Кстати, о буксировке автомобиля с вариатором тоже следует сказать отдельно – для этого придётся включать двигатель, чтобы приводной ремень в вариаторе смазывался в движении – но ещё лучше вообще отказаться от буксировки авто на тросе.

Вариатор, как система, в немалой степени зависящая от трения, склонен к перегреву при эксплуатации в снегу или на бездорожье. Вне дорог автомобиль с вариатором эксплуатировать вообще не стоит – ударные нагрузки и проскальзывание колес смертельно опасны для ремня вариатора.

Все эти технические недостатки постепенно преодолеваются. Сложнее с другим –восприятием водителем вариатора, как некорректно работающего устройства традиционного типа.

При необходимости резкого ускорения вариатор, до того находившийся в режиме минимального расхода топлива, сначала дожидается смены режима работы двигателя на оптимальный для разгона. При этом он постоянно меняет передаточное число, чтобы не мешать двигателю перенастраиваться.

После чего, позволяя двигателю оставаться на зачастую некомфортных для слуха водителя высоких оборотах, вариатор начинает плавно менять диаметр шкивов в трансмиссии, обеспечивая плавный, но максимально эффективный разгон с сохранением двигателя в неизменном режиме работы с максимальной отдачей крутящего момента.

Разгон получается оптимальным, но ускорение без привычного изменения тембра работы двигателя с набором скорости рождает заставляет неискушенного пользователя подозревать автомобиль в некорректной работе узлов и отсутствии динамики.

Именно для борьбы с этим субъективным восприятием поведения автомобиля с вариатором производители идут на всяческие ухищрения: добавляют лепестковые подрулевые переключатели виртуальных передач (например, в системе Sportronic у Mitsubishi), изменяют программы управления разгоном так, чтобы выход на оптимальные обороты двигателя происходил постепенно. По сути всё это – скорее дань человеческому консерватизму и маркетинговый компромисс – характеристики авто при этом, пусть и незначительно, но страдают.

Ровно по этой же причине рычаг управления режимами вариатора на многих автомобилях до сих пор стилизуют под рукоятку АКПП, хотя можно было бы обойтись и рядом кнопок.

Быть или не быть вариаторам

КПД трансмиссий вариаторного типа – едва ли не выше, чем у всех конкурентов и составляет 75%. При этом необходимо понимать, что одновременно получить рекордную экономичность и непревзойдённую динамику одной лишь установкой вариаторной трансмиссии – невозможно.

Автор
Дмитрий Лонь, корреспондент MotorPage.ru
Издание
MotorPage.Ru

Шаговый мотор вариатора

Вам может быть интересны также другие типы вариаторов:

Бесступенчатые коробки передач в своё время совершили настоящую революцию в мире автомобилестроения. Сейчас они получили широкое разнообразие и целый ряд необычных конструктивных решений. Они долгое время не могли быть использованы из-за отсутствия синхронизации между ведущим валом и внутренними частями. Это приводило к срезанию зубьев зацеплений, перекосам и полному заклиниванию. Решить эту проблему помог шаговый мотор для вариатора.

Это изобретение впервые появилось в рамках робототехники. Японские инженеры Ниссан, искали достойную замену дорогостоящим сервоприводам.

Основы функционала

Это устройство также часто называют Step Motor. Оно изготовлено для того, чтобы синхронизировать передаточное отношение пары конусных шкивов посредством увеличения или уменьшения расстояния между ними. Классический шаговый потом – это асинхронный электродвигатель без щеток. Его особенность заключается в том, что полный оборот вала может быть точно разделен на определенное количество точно заданных ступеней.

Агрегат работает в паре с клапаном, который управляет коэффициентом передачи. Он обеспечивает три базовых состояния: заполнение, поддержка и выпуск. Давление гидравлической жидкости и определяет взаимное расположение конусов шкива вариатора. Электронный блок управления в ответ на действия водителя даёт сигнал и шаговый двигатель перемещается, меня также и положение управляющего клапана. Ведомые шкивы движутся благодаря усилию, создаваемому ремнём или цепью. А вот ведущие шкивы двигает как раз Step Motor.

Коэффициент передачи может быть снижен за счёт того, что всего за половину оборота шагового двигателя клапан переходит в режим стравливания давления. Тогда стенки шкивов расходятся, а вся система переходит на передачу с самым большим крутящим моментом (понижение передаточного отношения). В процессе движения эти циклы происходят бесконечное количество раз до отказа агрегата.

Основные неисправности

Самая частая причина поломки – это повреждение обмоток. Ремонт не имеет смысла из-за большой стоимости этой части. Чаще всего мотор крепится на несколько болтов. Обычно специалисты рекомендуют заменить его совместно с полной сменой масла в коробке, а также всех фильтрующих элементов. Без должного опыта произвести ремонтные работы шагового двигателя невозможно, поэтому делайте это только на базе автотранспортных предприятий и СТО.

Устройство автомобиля. Как работает роторный двигатель

Роторный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, устройство которого в корне отличается от обычного поршневого двигателя.
В поршневом двигателе в одном и том же объеме пространства (цилиндре) выполняются четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Роторный двигатель осуществляет те же такты, но все они происходят в различных частях камеры. Это можно сравнить с наличием отдельного цилиндра для каждого такта, причем поршень постепенно перемещается от одного цилиндра к другому.

Роторный двигатель изобретен и разработан доктором Феликсом Ванкелем и иногда называется двигатель Ванкеля или роторный двигатель Ванкеля.

В этой статье мы расскажем о том, как работает роторный двигатель. Для начала рассмотрим принцип его работы.

Принцип работы роторного двигателя

Ротор и корпус роторного двигателя Mazda RX-7. Эти детали заменяют поршни, цилиндры, клапаны и распредвал поршневого двигателя. Как и поршневой, роторный двигатель использует давление, которое создается при сгорании топливовоздушной смеси. В поршневых двигателях, это давление создается в цилиндрах, и приводит поршни в движение. Шатуны и коленчатый вал преобразуют возвратно-поступательные движения поршня во вращательное движение, которое может быть использовано для вращения колес автомобиля.

В роторном двигателе, давление сгорания образуется в камере, сформированной частью корпуса, закрытой стороной треугольного ротора, который используется вместо поршней.

Ротор вращается по траектории, напоминающую линию, нарисованную спирографом. Благодаря такой траектории, все три вершины ротора контактируют с корпусом, образуя три разделенных объема газа. Ротор вращается, и каждый из этих объемов попеременно расширяется и сжимается. Это обеспечивает поступление топливовоздушной смеси в двигатель, сжатие, полезную работу при расширении газов и выпуск выхлопа.

Далее мы расскажем о строении роторного двигателя, но, прежде всего, рассмотрим некоторые автомобили с таким типом двигателя.

Mazda RX-8

Mazda стала пионером в массовом производстве автомобилей с роторным двигателем. RX-7, который поступил в продажу в 1978 году, был, пожалуй, наиболее успешным автомобилем с роторным двигателем. Но ему предшествовал целый ряд автомобилей, грузовиков и даже автобусов с роторным двигателем, начиная с Cosmo Sport 1967 года. Однако RX-7 не производится с 1995 года, но идея роторного двигателя не умерла.

Mazda RX-8 оснащена роторным двигателем под названием RENESIS. Этот двигатель был назван лучшим двигателем 2003 г. Он является атмосферным двухроторным и производит 250 л.с.

Строение роторного двигателя

Роторный двигатель имеет систему зажигания и систему впрыска топлива, схожие с используемыми в поршневых двигателях. Строение роторного двигателя в корне отличается от поршневого.

Ротор

Ротор имеет три выпуклых стороны, каждая из которых выполняет роль поршня. Каждая сторона ротора имеет углубление, что повышает скорость вращения ротора, предоставляя больше пространства для топливовоздушной смеси.

На вершине каждой грани расположена металлическая пластина, которая разделяет пространство на камеры. Два металлических кольца на каждой стороне ротора формируют стенки этих камер.

В центре ротора расположено зубчатое колесо с внутренним расположением зубьев. Оно сопрягается с шестерней, закрепленной на корпусе. Такое сопряжение задает траекторию и направление вращения ротора в корпусе.

Корпус (статор)

Корпус имеет овальную форму (форму эпитрохоиды, если быть точным). Форма камеры разработана так, чтобы три вершины ротора всегда находились в контакте со стенкой камеры, образуя три изолированных объемах газа.

В каждой части корпуса происходит один из процессов внутреннего сгорания. Пространство корпуса разделено для четырех тактов:

  • Впуск
  • Сжатие
  • Рабочий такт
  • Выпуск

Порты впуска и выпуска расположены в корпусе. В портах отсутствуют клапаны. Выпускной порт непосредственно соединен с выхлопной системой, а впускной порт - с дросселем.

Выходной вал

Выходной вал (обратите внимание на эксцентриковые кулачки) Выходной вал имеет закругленные выступы-кулачки, расположенные эксцентрично, т.е. смещены относительно центральной оси. Каждый ротор сопряжен с одним из этих выступов. Выходной вал является аналогом коленчатого вала в поршневых двигателях. При вращении ротор толкает кулачки. Так как кулачки установлены несимметрично, сила с которой ротор на него давит, создает крутящий момент на выходном валу, заставляя его вращаться.

Сбор роторного двигателя

Роторный двигатель собирается слоями. Двухроторный двигатель состоит из пяти слоев, удерживаемых длинными болтами, установленными по кругу. Охлаждающая жидкость проходит через все части конструкции.

Два крайних слоя имеют уплотнения и подшипники для выходного вала. Они также изолируют две части корпуса, в которых расположены роторы. Внутренние поверхности этих частей являются гладкими, что обеспечивает надлежащее уплотнение роторов. Впускной порт подачи расположен в каждой из крайних частей.

Часть корпуса, в которой расположен ротор (обратите внимание на расположение выпускного порта) Следующий слой включает корпус ротора овальной формы и выпускной порт. В этой части корпуса установлен ротор.

Центральная часть включает два впускных порта - по одному для каждого ротора. Она также разделяет роторы, поэтому ее внутренняя поверхность является гладкой.

В центре каждого ротора расположено зубчатое колесо с внутренним расположением зубьев, которое вращается вокруг меньшей шестерни, установленной на корпусе двигателя. Она определяет траекторию вращения ротора.

Мощность роторного двигателя

В центральной части расположен впускной порт для каждого ротора Как и поршневые двигатели, в роторном двигателе внутреннего сгорания используется четырехтактный цикл. Но в роторном двигателе такой цикл осуществляется иначе.

За один полный оборот ротора эксцентриковый вал выполняет три оборота.

Основным элементом роторного двигателя является ротор. Он выступает в роли поршней в обычном поршневом двигателе. Ротор установлен на большом круглом кулачке выходного вала. Кулачок смещен относительно центральной оси вала и выступает в роли коленчатой рукояти, позволяя ротору вращать вал. Вращаясь внутри корпуса, ротор толкает кулачок по окружности, поворачивая его три раза за один полный оборот ротора.

Размер камер, образованных ротором, изменяется при его вращении. Такое изменение размера обеспечивает насосное действие. Далее мы рассмотрим каждый из четырех тактов роторного двигателя.

Впуск

Такт впуска начинается при прохождении вершины ротора через впускной порт. В момент прохождения вершины через впускной порт, объем камеры приближен к минимальному. Далее объем камеры увеличивается, и происходит всасывание топливовоздушной смеси.

При дальнейшем повороте ротора, камера изолируется, и начинается такт сжатия.

Сжатие

При дальнейшем вращении ротора, объем камеры уменьшается, и происходит сжатие топливовоздушной смеси. При прохождении ротора через свечи зажигания, объем камеры приближен к минимальному. В этот момент происходит воспламенение.

Рабочий такт

Во многих роторных двигателях установлено две свечи зажигания. Камера сгорания имеет достаточно большой объем, поэтому при наличии одной свечи, воспламенение происходило бы медленнее. При воспламенении топливовоздушной смеси образуется давление, приводящее ротор в движение.

Давление сгорания вращает ротор в сторону увеличения объема камеры. Газы сгорания продолжают расширяться, вращая ротор и создавая мощность до момента прохождения вершины ротора через выпускной порт.

Выпуск

При прохождении ротора через выпускной порт, газы сгорания под высоким давлением выходят в выхлопную систему. При дальнейшем вращении ротора, объем камеры уменьшается, выталкивая оставшиеся выхлопные газы в выпускной порт. К тому моменту, как объем камеры приближается к минимальному, вершина ротора проходит через впускной порт, и цикл повторяется.

Необходимо отметить, что каждая из трех сторон ротора всегда вовлечена в один из тактов цикла, т.е. за один полный оборот ротора осуществляется три рабочих такта. За один полный оборот ротора, выходной вал совершает три оборота, т.к. на один оборот вала приходится один такт.

Различия и проблемы

По сравнению с поршневым двигателем, роторный двигатель имеет определенные отличия.

Меньше движущихся деталей

В отличие от поршневого двигателя, в роторном двигателе используется меньше движущихся деталей. Двухроторный двигатель включает три движущиеся детали: два ротора и выходной вал. Даже в простейшем четырехцилиндровом двигателе используется не менее 40 движущихся деталей, включая поршни, шатуны, распредвал, клапаны, клапанные пружины, коромысла, ремень ГРМ и коленвал.

Благодаря уменьшению количества движущихся деталей, повышается надежность роторного двигателя. По этой причине некоторые производители вместо поршневых двигателей используют роторные на своих воздушных судах.

Плавная работа

Все части роторного двигателя вращаются непрерывно в одном направлении, а не постоянно меняют направление движения, как поршни в обычном двигателе. В роторных двигателях используются сбалансированные вращающиеся противовесы, предназначенные для гашения вибраций.

Подача мощности также обеспечивается более плавно. В связи с тем, что каждый такт цикла протекает за поворот ротора на 90 градусов, и выходной вал совершает три оборота на каждый оборот ротора, каждый такт цикла протекает за поворот выходного вала на 270 градусов. Это значит, что двигатель с одним ротором обеспечивает подачу мощности при 3/4 оборота выходного вала. В одноцилиндровом поршневом двигателе, процесс сгорания происходит на 180 градусах каждого второго оборота, т.е. 1/4 каждого оборота коленвала (выходной вал поршневого двигателя).

Медленная работа

В связи с тем, что ротор вращается со скоростью, равной 1/3 скорости вращения выходного вала, основные движущиеся детали роторного двигателя движутся медленнее, чем детали в поршневом двигателе. Благодаря этому, также обеспечивается надежность.

Проблемы

Роторные двигатели имеют ряд проблем:
  • Сложное производство в соответствии с нормами состава выбросов.
  • Затраты на производство роторных двигателей выше по сравнению с поршневыми, так как количество производимых роторных двигателей меньше.
  • Расход топлива у автомобилей с роторным двигателей выше по сравнению с поршневыми двигателями, в связи с тем, что термодинамический КПД снижен из-за большого объема камеры сгорания и низкого коэффициента сжатия.

Как ездить на вариаторе

С правилами езды на автомобилях с вариаторными коробками российские водители познакомились относительно недавно. К отсутствию третьей педали в машине привыкнуть успели многие (обычная АКПП). Но заблуждаются те, кто ставит знак равенства между автоматом и бесступенчатой трансмиссией. Нюансы работы вариатора требуют самого внимательного рассмотрения. Как ездить на вариаторе?

Правила вариаторной езды


CVT — латинская аббревиатура, означающая интересующий нас тип коробки. Функционально она не отличается от других типов КПП, но кардинально разнится принципом работы. Смена передач идёт плавно, без толчков, благодаря коррекции диаметральной плоскости дисков (ведомого/ведущего). Автомобиль разгоняется «не дёргаясь». Сидящий за рулём не отвлекается на переключение скоростей. Работа автоматики сокращает время разгона, экономит горючее, выбирает оптимальный режим работы двигателя.

Независимо от степени нагрузки мотора уровень шума силовой установки малоразличим. Раскатистый звук спорткара на таких авто не услышать никогда, даже если акселератор «утопить» до отказа. «Умная» электроника компенсирует резкое изменение параметров работающего агрегата, убирая лишнюю нагрузку.

Подробно о плюсах

Транспортное средство, оснащённое CVT, имеет ряд положительных аспектов, выгодно отличающих его от машин с «механикой» и АКПП. К преимуществам однозначно относятся:

  • хорошо набирается скорость;
  • более экономично расходуется топливо;
  • оптимизируются критичные нагрузки на двигатель;
  • увеличивается период регламентных сервисных и ремонтных работ;
  • повышен класс экологической безопасности.

Дело в масле

Отслеживать уровень и качество масла в КПП — обязанность автовладельца. В случае с бесступенчатой трансмиссией нужно относиться к этому особо тщательно. Абсолютно все вариаторные коробки «болезненно» реагируют на невнимательное отношение к спецификациям и рабочему объёму залитого масла. Менять его придётся часто.

CVT-масло — отдельная категория. Особенность материала — антогоничность функции (обеспечение смазки трущихся поверхностей с одновременным предотвращением их проскальзывания). Экзотичность трансмиссионного масла не отражается на его стоимости, автолюбителей оно не разорит.

Менять жидкость в коробке с неидентичными спецификациям характеристиками — большой риск. Техническая документация автомобиля содержит точную информацию о типе и параметрах масла для КПП. Игнорирование этого аспекта с высокой степенью вероятности приведёт к незапланированным тратам, их размер может сильно огорчить владельца авто. Если самостоятельно уточнить сведения о расходном материале не удалось, следует обратиться за разъяснениями к дилеру или в официальный технический центр, где обслуживаются автомобили нужной марки.

Полностью заменить жидкость на вариаторе рекомендовано на отметках кратных 60 тыс. км пробега, в зависимости от производителя эти данные могут отличаться в большую или меньшую сторону. Российские реалии значительно корректируют этот показатель в сторону уменьшения (порядка 30 тыс. км).

Эксплуатация вариатора (краткая инструкция)

Латинские литеры, вместо цифр на рукояти переключения МКПП, означают следующее:

  • «P» — парковочный режим. Стоянка на продолжительное время, происходит блокировка системы управления. При зажигании необходимо убедиться, что рычаг установлен на этой же отметке;
  • «D» — машина в движении. Автомобиль едет вперед с характерной плавной сменой ступеней;
  • «N» — аналог «нейтралки». В бесступенчатом варианте КПП применяется при парковке с наклоном.

Алгоритм действий шофёра такой: выжать педаль тормоза до полной остановки → ручку коробки установить напротив «N» → застопорить машину на ручнике → резко отпустить и снова нажать тормоз → перевести в режим паркинга «P». Необычный порядок манипуляций обусловлен спецификой взаимодействия механических узлов при остановке: вал в CVT блокируется стержнем малой толщины, который несложно деформировать (окончательно испортить) при небрежном паркинге «на скорости».

  • «L» — завышенные обороты и эффект торможения двигателем. Рекомендован при движении по бездорожью, под уклон, буксировке прицепа (подобие 1 ступени на «механике»).

Многие автопроизводители добавляют ещё две позиции:

  • «S» — спортивный. Двигатель выводится на полную мощность;
  • «E» — экономичный. Расход горючего минимизирован.

Резко нагружать не стоит

Машинам с вариаторами резко возрастающие нагрузки противопоказаны. Они становятся виновниками внеочередных посещений СТО и последующего ремонта. Это недостаток CVT-коробок конструкторы пока не решили.

Прогрев вариатора обязателен при низких температурах. Холодное масло в трансмиссии плохо распределяется внутри системы, часть элементов и деталей остаются без смазки. Прогревать по типу автоматической коробки передач путём переключения режимов «P-R-N-D» и обратно не рекомендуется, так как это не улучшает прогрев. Помните вариатор устроен абсолютно по-другому, нежели другие КПП. Как вариант можно на несколько секунд включить нейтраль — «N», это немного прогреет гидромуфту (сцепление).

Трогаться с места нужно убедившись, что автомобиль прогрелся до необходимого предела. После начала движения придерживаться спокойной манеры езды минимум километр, это полностью позволит прогреть все элементы коробки. Расходы на лишнее топливо сэкономят затраты на монтаж новой КПП.

Чем ниже температура окружающей среды, тем дольше необходимо прогревать коробку. При температуре -35 °C лучше не эксплуатировать автомобиль с CVT. Если вы всё-таки решились на поездку в сильный мороз, то прогревать рекомендуется не менее 30 минут и всю дорогу придерживаться очень щадящего режима езды.

В Европе (Финляндии) нашли альтернативу холостым оборотам двигателя для прогрева. Авто снабжаются электросистемой поддержки рабочей температуры. Машина запитывается от электросети через обычную штепсельную вилку. Машины с таким оборудованием легко узнать по характерным вырезам на бампере.

Бездорожье не рулит

Ездить на автомобилях с вариаторной КПП вне дорог не желательно. Пусть не вводят в заблуждение автолюбителей всемирно известные производители кроссоверов. Внедорожники с CVT автоматически зачисляются в «паркетники».

Владельцам бесступенчатой коробки лучше держаться города и шоссе с твёрдым покрытием.


Повредить бесступенчатую коробку можно наехав на выступ, ухаб, при попадании колёс в ямы и выбоины и другие шероховатости дорожного полотна. Подобные приключения небезопасны для МКПП, а в случае с автоматом в вариаторном исполнении последствия могут быть фатальными.

Нет буксировке

Буксовать, равно как и буксировать, на CVT не стоит. Эти действия небезопасны для агрегата. Вариант взятия автомобиля на буксир есть — при включённом моторе (смазка предохранит детали от излишнего трения), стоит ознакомиться с инструкцией по эксплуатации. И даже не взирая на это бывают случаи поломок, особенно КПП с пробегом, поэтому мы не рекомендуем его буксировать, ведь эвакуатор стоит гораздо дешевле чем ремонт. Неисправность двигателя приводит к неизбежному общению со службой эвакуации, есть другой но очень трудоемкий вариант, отсоединения полуосей от ведущих колес.

Соответственно использовать машину в качестве тянущего средства другого авто категорически не рекомендуется. Максимально допустимое условие — транспортирование автоприцепа весом не превышающего допустимого. Точная информация о грузоподъёмности и расстоянии, на которое можно буксировать прицеп, конкретной модели указана в техпаспорте.

Пробуксовка — очень вредное действие. Заглохнув на ухабах или в грязи, следует оставить попытки выехать самостоятельно. Передвигая селектор между отметками «D» и «R» можно добиться только скоротечного износа шлицевых соединений. Заметно сократится ресурс шестерней. Чтобы устранить поломку, узел разберут, что существенно ударит по карману автовладельца.

Внимание, датчики!

Без корректной работы контрольных устройств обеспечить безопасность поездок невозможно. Отслеживать их состояние постоянно — насущная необходимость. Прекращение функционирования одного датчика может привести к выходу из строя целого узла.

Если датчик контроля скорости повреждён, то блок управления автоматически переводит ремень трансмиссии в среднее аварийное положение, двигатель экстренно тормозит. Угроза деформирования ремня становится более чем реальной. При движении в высокоскоростном режиме может даже разорвать ременной привод. Снижение оборотов повышает процент «выживания» CVT.

Для желающих приобрести машину с пробегом есть непреложное правило — меняйте датчик скорости. Настоятельно предлагается купить оригинальную версию от производителя и проверенного поставщика. Аналогично следует поступить с датчиками уровня и давления масла. Весь комплект датчиков должен находиться в исправном состоянии.

Заключение

Выводы, не требующие особых обоснований:

  1. «Лихачить» с вариатором нельзя. Поломки и сокращение периода эксплуатации неизбежны.
  2. Ограничить поездки городской чертой, где преимущества бесступенчатой трансмиссии раскроются полностью.
  3. Не начинать движения при «холодном» масле.
  4. Отслеживать уровень жидкости и работоспособность контролирующих устройств.

Манера езды водителя и общее состояние дорог региона, где живёт автовладелец — важные факторы, влияющие на окончательное решение при покупке машины с CVT.

Роторный двигатель. Устройство, принцип работы. Плюсы и минусы ротора.

Изобретение двигателя внутреннего сгорания дало толчок к производству автомобилей, передвигающихся на жидком виде топлива. Двигатели эти на протяжении всей истории автомобилестроения эволюционировали: появлялись различные конструкции моторов. Одной из прогрессивных, но так и не получивших распространение конструкций двигателей стал роторно-поршневой агрегат. Об особенностях этого типа двигателя, его достоинствах и недостатках мы поговорим в сегодняшнем материале.

История

Разработчиком роторно-поршневого двигателя стал дуэт инженеров компании NSU – Феликс Ванкель и Вальтер Фройде. И хотя основная роль в создании роторного двигателя принадлежит именно Фройде (второй участник проекта в это время работал над конструкцией иного двигателя), в автомобильной среде силовой агрегат известен как мотор Ванкеля.

Феликс Ванкель и роторный двигатель

Эта силовая установка была собрана и испытана в 1957 году. Первым автомобилем, на который установили роторно-поршневой двигатель, стал спорткар NSU Spider, который развивал скорость 150 км/час при мощности мотора 57 лошадиных сил. Производилась эта модель на протяжении трех лет (1964-1967 годы).

NSU Spider

По настоящему массовым автомобилем с роторным двигателем стало второе детище компании NSU – седан Ro-80.

NSU Ro-80

В названии автомобиля указывалось, что модель оснащается роторным агрегатом. Впоследствии роторные двигатели устанавливались на автомобили Citroen (GS Birotor), Mercedes-Benz (С111), Chevrolet (Corvette), ВАЗ (21018) и так далее. Но самый массовый выпуск моделей с роторным двигателем был налажен японской компанией Mazda. Начиная с 1964 года, компания произвела несколько автомобилей с подобным типом силовой установки, а пионером в этом деле стала модель Cosmo Sport. Самая известная модель с роторно-поршневым двигателем, которая выпускалась этим производителем – RX (Rotor-eXperiment). Производство последней модели из этого семейства, Mazda RX8 в специальной версии Spirit R, было свернуто в середине 2012 года. Впрочем, не все экземпляры роторной «восьмерки» еще распроданы – официальный дилер Mazda в Индонезии еще продает эти автомобили.

Mazda RX-8

Устройство

Особенностью роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания стало присутствие в его конструкции трехгранного ротора – поршня. Он вращается в цилиндре, который имеет специальную форму. Ротор насажен на вал, и соединен с зубчатым колесом, которое, в свою очередь, имеет сцепление со статором – шестерней. Ротор вращается вокруг статора по так называемой эпитрохоидальной кривой, его лопасти попеременно перекрывают камеры цилиндра, в которых происходит сгорание топлива.

Роторный двигатель

В конструкции роторного двигателя отсутствует газораспределительный механизм – его функцию выполняет сам ротор, который при помощи своих лопастей распределяет поступающую горючую смесь и выпускает отработанные в цилиндре газы. Подобная конструкция двигателя позволяет обойтись без множества узлов, крайне необходимых для простого поршневого двигателя (например, коленчатый вал, шатуны), что, во-первых, позволяет уменьшить размер и массу силового агрегата, а во-вторых – уменьшить стоимость его производства.

Достоинства и недостатки

Роторно-поршневой двигатель не зря привлек внимание многих именитых автомобильных компаний. Его конструкция и принцип действия позволяли получить несколько довольно весомых преимуществ перед обычными двигателями.

Во-первых, роторно-поршневой мотор в силу своей конструкции обладал лучшей среди остальных типов силовых установок сбалансированностью, и был подвержен минимальным вибрациям.

Во-вторых, у этой силовой установки отмечались отменные динамические характеристики: без существенной нагрузки на двигатель, авто с роторно-поршневым мотором легко можно разогнать до 100 км/час и более на низкой передаче при высоких оборотах двигателя.

роторный двигатель Мазда RX-8

В-третьих, роторный двигатель компактнее и легче, чем стандартный поршневой силовой агрегат. Эта особенность позволяла конструкторам добиться практически идеальной развесовки по осям, что влияло на устойчивость автомобиля на дороге.

В-четвертых, в нем используется намного меньшее количество узлов и агрегатов, чем в обычном двигателе.

Наконец, в-пятых, роторный двигатель обладает высокой удельной мощностью.

Недостатки

К минусам роторно-поршневого двигателя, из-за которых он так и не смог получить массового применения и не используется сегодня в автомобилях всех брендов, относится, во-первых, большой расход топлива на низких оборотах. На некоторых моделях он достигает 20 литров на 100 км пробега, что, согласитесь, совсем не экономично и бьет по карману владельца авто с роторным двигателем.

Во-вторых, недостатком этого типа двигателей является сложность изготовления его деталей: чтобы ротор правильно прошел эпитрохоидальную кривую, необходима высокая геометрическая точность при создании как самого ротора, так и цилиндра. Для этого производители роторных двигателей используют высокоточное и дорогостоящее оборудование, а стоимость производства закладывают в цену автомобиля.

В-третьих, роторный двигатель склонен к перегреву из-за особенности конструкции камеры сгорания: она имеет линзовидную форму, а не сферическую, как у обычных поршневых моторов. Топливная смесь, сгорая в такой камере, превращается в тепловую энергию, которая расходуется в большей части неэффективно – ее избыток нагревает цилиндр, что в конечном итоге приводит к износу и выходу его из строя.

В-четвертых, высокий износ уплотнителей между форсунками ротора из-за перепадов давления в камерах сгорания двигателя. Именно поэтому ресурс таких двигателей составляет 100-150 тысяч км, после чего, как правило, требуется капитальный ремонт силового агрегата.

В-пятых, роторно-поршневой двигатель нуждается в своевременной и четко соблюдаемой процедуре смены моторного масла: мотор потребляет примерно 600 мл моторного масла на 1000 км, так что менять его приходится раз в 5000 км пробега. Если его вовремя не заменить, это чревато выходом из строя узлов и агрегатов мотора, что повлечет за собой дорогостоящий ремонт. То есть, к эксплуатации и обслуживанию роторно-поршневых двигателей следует подходить более ответственно, чем к обслуживанию обычных моторов, вовремя проводя их техническое обслуживание и капитальный ремонт.

Бесступенчатые вариаторы: конструкция, работа, неисправности

Они позволяют экономить топливо, повышают комфортность вождения, а также проще и дешевле в производстве, чем обычные автоматические коробки передач или коробки передач с двойным сцеплением. Бесступенчатые трансмиссии, однако, не завоевали рынок: не всех устраивает их работа и, что еще хуже, они могут быть аварийными.

Вариатор (англ.Бесступенчатая трансмиссия) — необычная во многих отношениях трансмиссия. Вместо классических шестерен здесь — в зависимости от версии — стальной ремень или цепь, которая перемещается между двумя парами конических колес.

Колеса установлены на первичном и вторичном валах и внутри каждой пары сближаются или раздвигаются, благодаря чему главная передача переключается «плавно».Крутящий момент непрерывно и непрерывно передается от двигателя к колесам. И именно благодаря этому у вариаторов есть преданная (хотя, возможно, и не очень многочисленная) группа сторонников.

При движении с постоянной скоростью обороты двигателя поддерживаются на необычно низких оборотах, что, в свою очередь, приводит к низкому расходу топлива и высокому комфорту движения.Пользователи вариаторов также отмечают выше среднего плавность хода — никаких рывков и «кенгуру» при трогании с места. Бесступенчатые трансмиссии обычно меньше и легче, чем классические «автоматы», а это означает, что вы часто найдете их в небольших городских автомобилях, в основном из Японии.

Но если он такой красивый, то почему доля рынка автомобилей с вариатором такая маленькая? Одну основную причину будет сложно определить, но самым серьезным препятствием для многих водителей является специфический принцип работы коробки этого типа.

Вариатор

знаком каждому, кто хоть раз ездил на скутере: газуешь, двигатель крутится на высоких оборотах и ​​довольно громко воет. Он становится тише только тогда, когда вы двигаетесь с постоянной умеренной скоростью.Немцы называют это «эффектом резинки», и многих водителей, особенно тех, кто любит нажимать педаль газа поглубже, такое поведение в легковой машине просто дисквалифицирует.

Но будьте осторожны: это в основном поведение вариаторов 1980-х годов.и 90-х годов ХХ века. Напомним также, что в настоящее время Toyota и Lexus уже используют трансмиссии E-CVT, которые намного долговечнее, а по принципу работы существенно отличаются от классических бесступенчатых трансмиссий – здесь мы имеем, среди прочего, зубчатые передачи.

Около 10 лет назад бесступенчатые трансмиссии с т.н.виртуальные забеги. Это, конечно, не передаточные числа в классическом понимании, а постоянно запрограммированные настройки конических шестерен относительно друг друга.

Водитель может переключать эти «передачи» рычагом или, например,с лепестками на руле. Это решение представило, среди прочего, Audi - с 2005 года любой Multitronic может иметь виртуальные передачи. Как правило, в «обычном» режиме коробка ведет себя как классический вариатор — то есть поддерживает постоянную скорость при разгоне, — а классический «автомат» имитирует только после включения «спортивного» режима.

Однако у вариаторов

есть еще одно серьезное ограничение, которое инженеры так просто пока не преодолеют.Ну, по конструктивным соображениям ни цепь, ни стальной ремень не способны передать высокий крутящий момент.

По этой причине ассортимент вариаторов в настоящее время ограничен автомобилями с двигателем, развивающим максимум 350-400 Нм, значения, превышающие многие современные двигатели.Более того, некоторые производители, например Audi, это поняли и начинают отказываться от установки коробок под названием «Мультитроник».

Другие, такие как Subaru, постоянно борются и внедряют новые модели, оснащенные бензиновыми двигателями с турбонаддувом, приводом 4x4 и бесступенчатым вариатором (Steptronic; м.в в модели Леворга).

А как долговечность бесступенчатых трансмиссий?

Практически все, кто интересуется автомобилестроением, слышали о проблемах Audi с коробками передач Multitronic.В коробках старого типа часто повреждались контроллер и узел сцепления, слишком часто рвались цепи.

Со временем немцы значительно улучшили свои коробки, но казусы все же случаются (см.0 ТДИ Мультитроник). Судя по всему, проблем больше не было, а в машине 2009 года по гарантии пришлось менять всю трансмиссию.

Японские разработки

доставляют гораздо меньше хлопот, чем Multitronic производства LuK, хотя, например.Коробки передач Jatco, используемые в различных моделях Nissan (например, Qashqai), также относятся к группе повышенного риска из-за выхода из строя нейтрализатора. Еще одной проблемой вариаторов является иногда ограниченный доступ к запчастям и нежелание многих механиков выполнять какой-либо ремонт.

Вариаторы

, несмотря на их простую конструкцию, могут быть довольно сложными и дорогими в эксплуатации.Помимо неисправностей электроники и ремней/цепей, бывают неисправности и маховиков (примечание: "двойные массы" устанавливаются только на некоторые вариаторные коробки).

Не забывайте также регулярно менять масло, потому что, хотя не каждый производитель рекомендует это, все же стоит потратить несколько сотен злотых, чтобы впоследствии иметь душевное спокойствие.Почему целых несколько сотен злотых? Бывает, что фильтры дорогие и/или глубоко спрятаны. Если механик говорит, что не будет менять масло, просто ищите другую мастерскую.

Вариаторная трансмиссия - устройство, работа, рекомендации

В галерее вы найдете дополнительную информацию о конструкции и работе вариатора, что ломается в вариаторных коробках и в каких автомобилях следует избегать вариаторов, а в каких они работают хорошо.

.

Бесступенчатый вариатор - устройство, принцип работы, применение

Автомат завоевывает все больше преимуществ перед МКПП на автомобильном рынке. Все из-за борьбы за каждый грамм выбросов СО2, который должен быть как можно меньше. Идеальное соответствие передаточного числа мгновенной нагрузке и работа в оптимальном диапазоне оборотов — залог победы. И хотя автомобили с вариаторами не считаются экономичными, все же есть группа производителей, придерживающихся этого решения.

Бесступенчатая, что это?

Каждая коробка передач, будь то механическая или автоматическая, имеет определенное количество передаточных чисел, которые можно использовать. Полдесятилетия назад это были 3-х или 4-х ступенчатые коробки передач, потом их количество выросло. Сегодня почти стандартными являются механические коробки передач с 6 передачами, а автоматические агрегаты предлагают от 7 до даже 10 передач.

Между тем бесступенчатая трансмиссия имеет ограничения только в диапазоне передач (минимальное и максимальное передаточные числа), а не в их количестве.Термин CVT (Continuous Variable Transmission) не отражает сути конструкции, как и используемое Audi в прошлом торговое название - Multitronic, т.е. автомат с множеством большого количества передач. Чисто теоретически это бесконечное и лишь ограниченное количество передач.

Это можно сравнить со шкалой и сегментом без шкалы. Если 1 м равен 100 см или 1000 мм, то речь идет о классическом редукторе. Точно так же бесступенчатая трансмиссия тоже 1 м, но никак не делится.

Почему вариатор теоретически лучший?

Теоретически этот тип трансмиссии, имея выбор любого передаточного числа в определенном диапазоне, может идеально согласовать его с мгновенной нагрузкой двигателя и/или запросом на ускорение. Если предположить, что оптимальная скорость для средней нагрузки, например, 2000 об/мин, то теоретически можно использовать только эти вращения, ускоряясь и замедляясь. Почему? Потому что за это время изменится только передаточное число.

Если разгоняться динамически , то наиболее эффективно использовать обороты, близкие к тем, при которых двигатель развивает максимальную мощность. Это также происходит в автомобиле, оснащенном вариаторной коробкой передач. Нажатие педали акселератора изменяет передачу на ту, при которой двигатель развивает высокие обороты, а затем, по мере увеличения скорости, передача переключается все выше и выше, сохраняя при этом число оборотов в минуту.

Таким образом, такая коробка передач позволяет всегда оптимизировать передаточное отношение к текущим условиям вождения и требуемому крутящему моменту.

Как работает бесступенчатая трансмиссия?

Основным элементом трансмиссии является вариатор, т.е. конические шестерни (колесная пара) . Они соединены стальным ремнем с несколькими сотнями звеньев или цепью. Они имеют заданную ширину, толщину и угол сходимости. Один из них расположен на первичном валу, другой на вторичном валу (муфта и выходной вал соответственно).

Сердцем системы является блок управления коробкой передач, входными параметрами которого являются положение педали акселератора, скорость движения или скорость вращения .Контроллер управляет движением конических колес, которые скреплены цепью/ремнем, и, удаляясь и приближаясь друг к другу, изменяется их рабочий диаметр и тем самым они изменяют передаточное число.

Все это напоминает шестерню шестерен в велосипеде с несколькими главными передачами и несколькими на руле. Однако здесь количество передач не ограничено.

Конструкция коробки передач Multitronic

(фото: пресс-материалы)

Применение вариатора

Бесступенчатые трансмиссии лучше всего подходят для небольших и легких автомобилей с небольшими двигателями с малой мощностью и, прежде всего, крутящим моментом.

Важно, чтобы максимально допустимая нагрузка на приводную цепь/ремень была низкой. Поэтому если в городских автомобилях вариаторы прослужат довольно долго (крутящий момент ниже 200 Нм), то наддувные агрегаты, особенно дизели (свыше 300 Нм), для них проблема.

В настоящее время вариаторы используются в основном японскими производителями, в т.ч. Митсубиси в достаточно больших автомобилях, часто с полным приводом.

Преимущества и недостатки бесступенчатой ​​трансмиссии

Преимуществом бесступенчатой ​​трансмиссии должен быть расход топлива, но на практике это происходит редко, так как трансмиссия требует довольно специфического, мягкого стиля вождения и ощущений.Динамика тоже должна быть преимуществом, но на практике конструкция коробки передач вызывает большие потери мощности. Он отлично работает в дизелях, генерирующих высокий крутящий момент при низкой частоте вращения, что приводит к низкому расходу топлива и отличной динамике.

На практике вариатор имеет два преимущества. Первое — плавная работа, второе — быстрое переключение между прямой и обратной перемоткой — почти мгновенное. С другой стороны, практическим, хотя и субъективным недостатком является то, как работает система привода.Водители нелестно отзываются о равномерном шуме двигателя, который не меняет скорость вращения на всем протяжении разгона. Впечатление похоже на езду на трамвае: машина разгоняется, а обороты не увеличиваются.

Следуйте за нами в Новостях Google:

.

Вариаторная трансмиссия - работа, преимущества, недостатки, особенности

Что такое бесступенчатая трансмиссия?

Бесступенчатая трансмиссия (CVT) в принципе является лучшей трансмиссией, которую можно использовать в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания. Благодаря своей конструкции он может в любой момент выбрать передаточное число таким образом, чтобы двигатель работал в диапазоне оборотов, оптимальном для данной нагрузки. В отличие от других типов редукторов, она не ограничена заданными конструктором передаточными числами, кроме минимального и максимального  - пределов.

Как работает коробка передач CVT?

В вариаторной коробке передач, говоря проще, привод передается двумя шкивами, соединенными ремнем или цепью, которая передает крутящий момент на один из них. Каждое из колес состоит из двух подвижных конусов, которые при сближении и удалении изменяют рабочий диаметр колеса, на котором работает ремень или цепь.

В результате работа вариатора чем-то напоминает систему звездочек велосипеда, где передняя и задняя части цепи могут быть переведены в разный режим с помощью шестерен.В вариаторе передаточное число не такое большое, но передачи меняются (не ступенчато), поэтому теоретически привод имеет неограниченное количество передач в определенном диапазоне.

Вариатор Мультитроник Ауди

(фото: Audi)

Масляный насос обычно отвечает за сближение и расстояние между конусами колес в коробке передач. Они также могут иметь электронное управление. В первом из этих случаев увеличение нагрузки на двигатель вызывает повышение давления масла, в результате чего происходит переключение передач на более низкую.На практике это работает таким образом, что водитель, нажимая на педаль газа, в какой-то степени лишь вызывает реакцию двигателя (увеличение оборотов), а при превышении заданной инженером нагрузки  -  также реагирует на коробку передач. Передаточное число меняется на более низкое, а обороты естественным образом увеличиваются.

После нажатия педали акселератора до конца трансмиссия выбирает такое передаточное число, которое будет гарантировать максимальную производительность, то есть доводить двигатель до оборотов, близких к максимальной мощности.При спокойной езде все наоборот – вариатор подбирает такое передаточное число, которое позволяет двигателю работать в наиболее экономичном диапазоне оборотов.

"Странные" явления в автомобиле с вариаторной трансмиссией

Только автомобили с вариаторной трансмиссией могут испытывать ускорение не двигателем, а трансмиссией. Правильно управляя дроссельной заслонкой, можно увеличить скорость без изменения оборотов двигателя, что в то же время обеспечивает очень экономичное вождение (теоретически).Аналогичная ситуация возникает, когда водитель хочет использовать максимальную производительность автомобиля. После нажатия педали газа в пол двигатель запускается на максимальных оборотах и ​​без дальнейших изменений разгоняется, пока не будет получена нужная скорость.

Еще одно интересное явление, которое происходит в таких автомобилях, это езда с постоянной скоростью и одновременно с переменными оборотами. Это связано с тем, что коробка передач реагирует на изменения нагрузки (например, наклоны) и изменяет не передаточное число, а нагрузку на двигатель.Поэтому, например, при езде с включенным круиз-контролем можно наблюдать изменение оборотов почти все время (даже более 500 об/мин), когда автомобиль движется с постоянной скоростью.

Достоинства и недостатки вариатора:

  • Достоинства:
    • очень плавный, плавный ход,
    • высокий комфорт вождения в городе,
    • при правильном управлении автомобилем низкий расход топлива.
    • очень быстрое изменение направления движения (вперед-назад)
  • недостатки:
    • утомительное динамичное вождение,
    • обычно большой расход топлива на высоких скоростях,
    • низкая сопротивляемость трансмиссии высокому крутящему моменту.

Следите за новостями Google:

.

Бесступенчатая трансмиссия CVT – недостаток или преимущество? • AutoCentrum.pl

Плавность работы, огромный диапазон передаточных чисел и возможность подстроить их по ситуации – преимущества бесступенчатых трансмиссий CVT. Есть и обратная сторона медали – потери мощности, ухудшение характеристик, повышенный расход топлива и ограниченная долговечность трансмиссии.

Коробки передач являются важным компонентом автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Они решают проблему ограниченного диапазона полезных оборотов силового агрегата.Широко используемый метод передачи и умножения крутящего момента не лишен недостатков. Передачи приходится переключать, а это означает, что передача движущих сил не является непрерывной, а резко меняющаяся скорость вращения коленчатого вала означает, что двигатель лишь кратковременно работает в оптимальном диапазоне оборотов.

Недостатки классических трансмиссий сведены к минимуму за счет увеличения количества передач — 6-ступенчатые коробки передач можно встретить даже в автомобилях B-сегмента.В случае с «автоматами» все чаще используются 7-, 8- и даже 9-ступенчатые передачи, которые меняются моментально; как в коробках передач с двойным сцеплением, так и в коробках передач с гидротрансформатором.

Наиболее точная подстройка передаточного числа к ситуации возможна в автомобилях с бесступенчатой ​​трансмиссией (вариатор). Смена происходит без рывков и перерывов в подаче движущих сил. Водитель учитывает, среди прочего нагрузка на трансмиссию, а также скорость и степень нажатия на педаль акселератора.

Если требуется полное ускорение, вариатор может стабильно поддерживать высокие обороты (например, 5500 об/мин) — до тех пор, пока не будет приложено усилие к педали акселератора. Ситуация меняется на обратную, когда водитель начинает мягко нажимать на правую педаль или едет с постоянной скоростью. Затем двигатель начинает работать на малых оборотах. При 130 км/ч тахометр Audi с бесступенчатой ​​трансмиссией Multitronic показывает 2450 об/мин. Если бы у автомобиля была механическая 5-ступенчатая коробка передач, двигатель раскручивался бы при 3200 об/мин./ мин, сжигая больше топлива и производя больше шума.

Звучит здорово... Почему вариаторы не завоевали популярность? Большинство водителей не приемлет устойчивых оборотов при разгоне. Во многих моделях масштаб явления был ограничен. В спортивном или ручном режиме вариатор начинает работать как классический «автомат», переключая запрограммированные электроникой передачи.

Владелец автомобиля с бесступенчатой ​​трансмиссией должен помнить, что резкие старты, длительная езда на высокой скорости, буксировка прицепов или попытки движения по глубокому снегу или по поверхности земли не служат механике бесступенчатой ​​трансмиссии.Им тяжело даются все элементы, в том числе и пояс.

Ременные передачи

наиболее популярны в современных автомобилях. Их сердце представляет собой вариатор — набор из двух пар конических дисков, между которыми натянута цепь. Передачи переключаются одновременно (с высшей при трогании на низшую при стабилизации скорости), так что цепь остается оптимально прижатой к звездочкам. Работой современных вариаторов управляет электрогидравлическая система.Следят не только за настройками вариатора, но и за многодисковыми фрикционами, отвечающими за холостой ход, запуск и реверс.

Шестерни рассчитаны на определенную крутящую нагрузку. Большинство механических коробок передач выдерживают попытки поднять мощность. В случае бесступенчатых коробок запас небольшой. Например, мультитроник, разработанный Audi, выдерживает до 400 Нм. Это также то, что обеспечивает 3.0 TDI модели A6. Для полноприводной версии с S tronic крутящий момент устанавливается на уровне 450 Нм.Выброс резервов в А6 с коробкой Multitronic возможен, но эксплуатация трансмиссии будет не на пользу.

Срок службы редуктора сильно различается. В агрессивно обработанных автомобилях коробка передач может испустить дух после 100 000. км. Если водитель не будет регулярно давить газ в пол, ему придется ремонтировать коробку за 200-250 тысяч. км. Затраты на операцию высокие - придется заплатить от нескольких до нескольких тысяч злотых. О появлении проблем с вариатором чаще всего свидетельствуют металлические звуки, рывки, ползание в режиме N или отсутствие ползания или глохнет после переключения селектора КПП в положение D.

Бесступенчатые трансмиссии доступны под разными торговыми марками. Некоторые бренды, например Mitsubishi, используют обозначение CVT. В Audi мы встретим трансмиссии Multitronic, в Mercedes (старшие классы A и B) — Autotronic, в Nissan — X-tronic, Seatach (только в Exeo) — Multitronic, в Subaru — Lineartronic, в Toyota — Multidrive S.

Бесступенчатая трансмиссия — самая быстрая в японских автомобилях, как новых, так и подержанных.На вторичном рынке можно найти «экзотические» предложения, такие как Jeep Patriot и Compass 2.4 CVT, Fiat Punto II 1.2 Speedgear CVT, Ford C-Max 1.6 TDCi CVT или родстеры MG F Stepspeed. Источником проблем могут стать редкие модели – не хватает компаний, которые смогли бы быстро продиагностировать трансмиссию и качественно восстановить ее до полноценного рабочего состояния.

Вариаторы входят в оснащение большинства гибридов. В приводе Honda IMA используется ременная передача. Система eCVT, используемая Lexus и Toyota, не имеет конических дисков и приводного ремня, которые являются критическими элементами классических трансмиссий CVT, что обеспечивает долговечность привода Hybrid Synergy Drive.Сотни тысяч километров – не редкость. Возможное обслуживание привода ограничивается заменой тяговой батареи.

Многие водители негативно отзываются о рабочих характеристиках бесступенчатых трансмиссий. Столь же часты голоса об астрономической стоимости ремонта вариатора. Любой желающий может составить мнение о работе трансмиссии во время тест-драйва. Кто не нашел спортивной линейки, но ценит комфорт, может понравиться вариатор.При определенных условиях бесступенчатая коробка передач идеально подходит для повышения комфорта вождения и снижения расхода топлива. Бесступенчатые сундуки не являются неразрушимыми, и затраты на их обновление могут ударить по карману. Впрочем, то же самое можно написать о коробках с двойным сцеплением и АКПП, которые стоят 150-200 тысяч. км может потребовать значительных капиталовложений.

.

Что такое CVT — бесступенчатая трансмиссия

Бесступенчатая трансмиссия - что это такое?

Бесступенчатая трансмиссия

(CVT) впервые была использована в автомобиле в конце 1950-х годов. Впервые он был разработан соучредителем DAF Хабом ван Доорном и использовался в 1958 году под названием Variomatic на седане DAF 600 с двухцилиндровым двигателем. Позже трансмиссия CVT появилась в моделях Volvo серии 300, а в 1980-х гг.В прошлом веке он использовался в Fiat Uno, Ford Fiesta и Subaru Justy.

Вариатор - с резиновым или металлическим ремнем

Основная часть трансмиссии состоит из четырех колес с коническими фрикционными поверхностями. Они расположены парами таким образом, что вершины конусов обращены друг к другу. В каждой паре один конус может совершать только вращательное движение, другой дополнительно перемещается параллельно оси вращения. Вращающиеся конусы включают в себя клиновидный ремень (резиновый или металлический), который, перемещаясь по своим разным диаметрам (в зависимости от мгновенного расстояния между конусами), позволяет плавно изменять передаточное отношение в трансмиссии (в отличие от традиционной , ступенчатая коробка передач, где этот эффект получается за счет совмещения передаточных чисел шестерен).

Вариатор - с многодисковой клиновой цепью

До недавнего времени бесступенчатые трансмиссии можно было встретить только в малолитражных автомобилях, приводимых в движение двигателями сравнительно небольшого объема и мощности, где для трансмиссии использовался резиновый или металлический клиновой ремень. В новейших постройках, в т.ч. в некоторых моделях Toyota, Audi и Subaru металлический клиновой ремень заменен на так называемый многопластинчатая клиновая цепь (она состоит из около 1000 специальных пластин по всей длине).Многодисковая цепь характеризуется гораздо более высокой эффективностью передачи крутящего момента, чем металлические клиновые ремни. Кроме того, сопрягаемые с ними конические колеса могут иметь меньшие диаметры, что оказывает непосредственное влияние на размер всего зубчатого колеса. Разница между наименьшим диаметром работы цепи на одной паре колес и наибольшим на другой настолько велика, что определяет размах передаточных чисел. Это приводит к лучшей производительности при меньшем расходе топлива, особенно в области малых передаточных чисел (соответствующих более высоким передачам в механических или автоматических коробках передач).

Как переключать "шестерни"?

В новейших бесступенчатых трансмиссиях запрограммировано определенное количество передаточных чисел (конкретные пары конических зубчатых пар), соответствующих каждой передаче в традиционных коробках передач. У Subaru их 6, у Toyota 7 и у Lexus 8. «Передачи» вариатора обычно можно переключать с помощью рычага на центральном тоннеле или с помощью специальных лепестков на рулевом колесе.

.

CVT - Как работает бесступенчатая трансмиссия?

Дата публикации: 08.10.2021

Как работает бесступенчатая трансмиссия?

Среди автоматических коробок передач различных видов бесступенчатая вариаторная трансмиссия отличается своим принципом действия.Это решение предлагает преимущества, недоступные для «классических» автоматических коробок передач, но имеет и некоторые недостатки. Что нужно знать о бесступенчатых автоматических коробках передач (CVT)?

Вариатор и «автомат» — разные впечатления от вождения

Автоматические коробки передач в первую очередь используются для обеспечения комфорта при вождении. Они ограничивают роль водителя только использованием газа, тормоза и рулевого колеса. Современные коробки передач предлагают все большее число передаточных чисел.В наше время даже 8 и более пробегов не являются чем-то необычным и необычным. Все это для того, чтобы обеспечить выбор наилучшего передаточного числа для текущей нагрузки двигателя.

Кроме того, ощущение ускорения с автоматической коробкой передач остается таким же, как и с механической коробкой передач. Машина разгоняется, обороты увеличиваются, коробка передач переключает передачу, обороты падают, машина продолжает разгоняться, обороты растут, переключается передача, обороты падают... и так до тех пор, пока не будет достигнута нужная скорость. Затем трансмиссия выбирает передачу, которая наилучшим образом использует мощность двигателя при движении с заданной скоростью.А как ведет себя автомобиль с бесступенчатым вариатором?

Вариатор не ограничен количеством передач. Он может выбрать любую передачу, доступную в диапазоне, предсказанном его конструкторами. Переключение передач плавное, поэтому не будет вызывать даже малейших «рывков» при разгоне.

Если мы сравним автоматические коробки передач с линейкой 10 см, классическая коробка передач, оснащенная шестернями, может выбрать одну из полных точек, отмеченных 1 см, 2 см, 3 см ... Бесступенчатая коробка передач CVT представляет собой линейку без сантиметров и может выбирать любая точка на шкале, которая является передачей, которая наилучшим образом использует двигатель.

Таким образом, если предположить, что оптимальное число оборотов составляет 3000 об/мин, вариатор будет поддерживать его на этом уровне. Стрелка спидометра поднимется, показывая, что скорость увеличилась, а тахометр останется точно на 3000 об/мин. Это становится возможным благодаря работе коробки передач CVT, которая будет плавно переключать передачи.

При сильном нажатии на дроссельную заслонку трансмиссия выберет передачу, которая разгонит двигатель до высоких оборотов и удержит их, постоянно переключая передачу.При плавном нажатии педали акселератора коробка передач будет поддерживать низкие обороты.

Как устроен вариатор? - принцип работы бесступенчатой ​​трансмиссии

CTV расшифровывается как Continuous Variable Transmission и примерно переводится как «непрерывное переключение передач». В обычной коробке передач у нас есть несколько передаточных чисел, называемых «шестернями», которые изменяются по мере необходимости. После переключения передачи автомобиль некоторое время использует одну и ту же передачу.

В случае коробки передач CVT за передачу крутящего момента от двигателя к дифференциалу отвечает стальной ремень, размещенный между двумя парами конических колес (вариаторов), расположенных на первичном и вторичном (сцеплении и вторичном) валах.

При сближении одной из пар конических шестерен одновременно увеличивается радиус вращения цепи вокруг соответствующего вала. Цепь не гибкая. Он не будет растягиваться, поэтому вторая пара колес должна раздвигаться, уменьшая радиус поворота.Так регулируется отношение оборотов двигателя к движению колес. Переключение передач плавное и плавное.

Путем выбора соответствующего радиуса вращения цепи на каждом валу коробка передач регулирует их для достижения максимально возможной эффективности при текущей нагрузке двигателя и требуемом ускорении. Бесступенчатая трансмиссия регулирует передаточное число в зависимости от таких факторов, как положение педали акселератора, скорость автомобиля и обороты двигателя.

e-CVT — бесступенчатая трансмиссия для гибридного привода

Электронный вариатор — это еще один тип бесступенчатой ​​трансмиссии.Он используется в гибридных автомобилях, в основном Toyota и Lexus. Как работает электронный вариатор? В первую очередь стоит отметить, что его конструкция существенно отличается от конструкции вариатора. Электронный вариатор представляет собой планетарную передачу, также известную как планетарный редуктор. Он состоит из системы зубчатых колес.

Корпус планетарной передачи представляет собой шестерню с внутренним зацеплением, называемую коронной шестерней. Он окружает меньшие шестерни с внешним зацеплением, так называемые спутники, с которыми он связан. Сателлиты, в свою очередь, окружают и зацепляются с центральным (солнечным) колесом, расположенным в центре редуктора.

Двигатели - электрические и внутреннего сгорания - подключены к соответствующим компонентам e-CVT, передают на них крутящий момент. Коробка передач может суммировать крутящий момент и использовать его для движения автомобиля.

Электронный вариатор, в отличие от вариатора, считается чрезвычайно долговечным.

Каковы сильные и слабые стороны вариаторов?

Одним из основных недостатков вариатора является его долговечность. Приводная цепь сравнительно быстро изнашивается, поэтому ее долговечность не самая высокая.Стоимость ремонта или замены довольно высока. Кроме того, слабые стороны вариатора могут ощущаться во время эксплуатации. В том числе:

  • Более слабое ускорение по сравнению с другими типами передач
  • Шум во время разгона
  • Повышенный расход топлива при динамичном вождении

Несмотря на их недостатки, некоторые бренды используют вариаторы в своих моделях автомобилей. Поэтому это не может быть полностью неправильным решением.К его преимуществам относятся:

  • Низкий расход топлива для плавного вождения
  • Плавное вождение и ускорение

Бесступенчатая трансмиссия - кому стоит это учитывать?

Бесступенчатые вариаторы в основном устанавливаются на небольшие городские автомобили. Это связано со спецификой данной конструкции — она лучше работает на меньших скоростях. Он также недостаточно силен, чтобы выдерживать высокий крутящий момент.Поэтому наибольшую пользу он принесет водителям, характеризующимся неторопливым стилем вождения, преимущественно в городе.

Вождение с вариатором требует некоторой практики. Первый контакт с автомобилем, оснащенным вариатором, может быть странным опытом. Это определенно не решение для всех. При выборе автомобиля с вариатором следует помнить о регулярной замене масла в коробке каждые 60 тысяч. км. Это снизит риск поломки и дольше сохранит работоспособность вариаторной трансмиссии.

.

CVT, т.е. бесступенчатая трансмиссия.

Любой, кто пересядет с автомобиля с традиционной механической коробкой передач на автомобиль с автоматической коробкой передач, сразу заметит разницу в качестве вождения. А что чувствуется, когда под капотом работает вариатор? Это только положительные впечатления?

Как работает вариатор?

Вариатор

— это особый тип автоматической коробки передач. Общая идея, лежащая в основе его конструкции, звучит довольно эффектно: возможность плавного включения бесконечного количества передач без риска необходимости переключения передач.

Одним словом: вариатор — это единственное в своем роде удовольствие, которое может доставить плавное ускорение за счет непрерывной передачи крутящего момента на колеса — без хлопот с «мелочей», таких как переключение передач.

Если говорить более подробно, то на вариаторе шкивы переменной ширины заменяют классические шестерни. Благодаря конструктивным решениям, использованным в редукторах этого типа, можно регулировать передаточное число в зависимости от конкретного требования к крутящему моменту.

К интересным фактам можно отнести то, что в некоторых вариаторных трансмиссиях есть своеобразный «симулятор переключения передач». Это решение идеально подходит для тех, кому сложно отказаться от старых привычек вождения автомобилей с механической коробкой передач. Второй чрезвычайно характерной особенностью вариаторов является отсутствие слышимой корреляции между постепенным увеличением скорости и увеличением оборотов двигателя.

Преимущества автомобилей с вариатором

К преимуществам вариаторов относятся:

  • гибкость работы двигателя
  • способствует низкому расходу топлива (пока мы не резко ускоряемся во время движения)
  • большее удобство использования (напр.меньше шума в салоне), благодаря использованию низких оборотов при движении с постоянной скоростью
  • Чрезвычайно плавное движение
  • плавная работа при движении в гору
  • легкий и компактный
  • простота использования

Недостатки автомобилей с вариатором

Итак, если у вариаторов так много преимуществ, почему они до сих пор не смогли завоевать автомобильный мир? Ведь они не входят в число изобретений, появившихся только вчера.Оказывается, все из-за недостатков, которые, к сожалению, есть и у этого вдохновляющего решения. Наиболее важными недостатками вариаторов являются:

  • высокие затраты на ремонт/замену коробки передач
  • относительно быстрый износ/растяжение приводного ремня
  • меньшая износостойкость всего механизма по сравнению с классическими решениями
  • Относительно медленное ускорение автомобиля
  • высокий расход топлива при динамичной езде
  • повышенный шум при разгоне
  • неисправности электронного оборудования

Резюме: стоит или нет?

Автомобили с коробкой передач CVT однозначно заслуживают внимания.В пользу их покупки говорит тот факт, что эти устройства постоянно совершенствуются и модифицируются. Возникающие ошибки регулярно устраняются производителями. Снова и снова появляются сведения об очередных барьерах, которые удалось преодолеть инженерам.

Думая о покупке автомобиля с вариатором, стоит учитывать характер вождения. Если мы из тех людей, которые ценят путешествия в «медленном» ритме, без резких рывков темпа, без скоростного «яда», то вариаторная коробка передач доставит нам массу удовольствия от движения по дороге.

Поэтому, отвечая на вопрос, содержащийся во введении (какие впечатления ждут человека за рулем автомобиля с вариаторной коробкой передач), можно сказать, что это зависит от самого водителя.

Краткое описание

Наименование изделия

CVT, т.е. бесступенчатая трансмиссия.

Описание

Что вы чувствуете, когда под капотом работает вариатор? Это только положительные впечатления?

Автор

автоДНК

Имя издателя

автодна.пл

Логотип издателя

.

Смотрите также


Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)