Без ступеней и переключений: вариатору 60 лет

Без ступеней и переключений: вариатору 60 лет

Многое в технике считалось фантастикой или голой теорией, пока не приходило время новых технологий и революционных решений. Яркий пример – бесступенчатая трансмиссия, ядром которой является вариатор. Его главное достоинство – плавное, бесступенчатое изменение передаточного числа.

Хорошо забытое старое

Вариатор сегодня многим представляется новым решением. Однако это совсем не так, принцип его конструкции придуман еще в 1490 году гением эпохи Возрождения Леонардо да Винчи. Среди его эскизов – изображение конструкции из двух конусных валов, расположенных вершинами навстречу друг другу на параллельных осях.

Первые патенты на вариаторы были выданы в США в XIX веке.

Обозначилось два основных вида вариаторов, пригодных для практического использования, – клиноременный и торовый. При том, что у них различаются способы передачи и изменения крутящего момента, имеются и общие сходные компоненты – устройство соединения с двигателем (многодисковая муфта, гидротрансформатор) и реверсивный блок (планетарный редуктор заднего хода).

Так получилось, что серийно клиноременный вариатор начали устанавливать в первую очередь на мотоциклы, а не на автомобили. Пример – 500-кубовый Rudge-Multi 1910 года с кожаным клиновым ремнем. Правда, его вариатор был с ручным управлением. Позже, со второй половины 40-х годов XX века, мотоциклы и мопеды оснащали усовершенствованными вариаторами. А в настоящее время почти вся легкая мототехника типа скутеров, как и снегоходы, ездит на клиноременных вариаторах.

Ставить вариаторы на автомобили попробовали в 30-е годы XX века, но широкого распространения они не получили.

Двойной эффект

Довести клиноременный вариатор до технического уровня, позволяющего установить его на серийный автомобиль, удалось Хуберту ван Дорну – основателю компании DAF. В 1958 году состоялся официальный дебют малолитражного DAF-600, в котором было реализовано несколько передовых для того времени решений. Главное из них – клиноременный вариатор Variomatic, причем двойной: каждая пара шкивов обслуживала свое ведущее колесо. Так что агрегат выполнял и роль дифференциала. Изменение передаточного числа вариатора, то есть синхронное сдвигание-раздвигание половинок конических шкивов в зависимости от оборотов двигателя и нагрузки, обеспечивали центробежный и вакуумный регуляторы. Диапазон передаточных чисел у вариатора получился 4,5, что позволяло 19-сильному DAF-600 разгоняться до 90 км/ч, при этом средний расход топлива не превышал 6 л/100км.

Толкающий ремень

Все бы хорошо, но резиновый ремень не мог передавать большую мощность и к тому же быстро изнашивался. В 1980-е годы стало понятно, что для конкуренции с обычными АКП требуются новые решения. Вскоре исследовательский центр DAF создал металлический многозвенный клиновый ремень. Своими наборными пластинами он цепко держал сцепление с коническими шкивами и по сравнению с резиновым «предком» практически не изнашивался, а также передавал значительно больший крутящий момент. По такому пути пошли многие фирмы.

Попутно внедрялось электронное управление перемещением шкивов, появлялись новые устройства для плавного трогания, устанавливаемые между двигателем и вариатором. Например, фирма ZF в вариаторе VT-1 Ecotronic использовала для этого многодисковую муфту в масле. Передаваемый этой трансмиссией момент достигал 170 Нм. Сейчас в качестве соединительного звена чаще всего применяют гидротрансформатор.

Как же удалось обеспечить надежное сцепление многозвенного ремня со шкивами и долговечность? Конечно, выбор материалов и термообработка поверхностей имели большое значение. Но все-таки ключевую роль здесь сыграла рабочая жидкость, которая заливается в вариатор. Это не просто смазка. Был изобретен рецепт специального высокотягового масла, так называемого трактанта, со сложными свойствами. Скользящие пары трения и качения (пластины между собой, подшипники) оно смазывает, а парам с высокими контактными давлениями (ребра пластин ремня) не дает проскальзывать. Важно, чтобы масло было нагрето до нужной температуры (70–100о С), иначе есть риск срыва в скольжение и «фрезерование» конусных поверхностей шкивов. Для быстрого выхода на нормальный тепловой режим на начальном этапе движения применяются специальные подогреватели масла.

Связанные одной цепью

Вариаторы с многозвенным пластинчатым толкающим ремнем получили широкое распространение, позволили передавать крутящий момент до 300 Нм, а их ресурс достиг 100–150 тыс. км. Для того чтобы поднять планку допустимого крутящего момента и увеличить ресурс, требовалось внедрение в конструкцию кардинальной инновации. Это произошло, когда в гонку технологий включилась компания Audi, использовавшая наработки фирмы PIV. В 1999 году вместо ремня, набранного из пластин, начали применять стальную многорядную цепь – вариатор назвали клиноцепным. Принципиальное отличие – в контакт с коническими поверхностями шкивов теперь вступали не торцы пластин, а оси звеньев цепи. Давление в местах контакта возросло – повысились возможности по передаче большого крутящего момента, у вариатора Multitronic фирмы Audi он достигал 330 Нм! К тому же цепь способна сгибаться по меньшим радиусам (от 25 мм), чем ремень (от 30 мм), таким образом удалось расширить диапазон передаточных чисел, а также снизить внутренние потери и, следовательно, поднять КПД, приблизившись по уровню потерь к механическим коробкам.

Позже клиноцепную конструкцию использовали и инженеры Subaru в вариаторе Lineartronic, который способен передавать крутящий момент до 400 Нм.

Роликом по бублику

Еще один тип вариаторов, все-таки получивший практическое применение в серийных автомобилях, – торовый. Он состоит из двух соосных дисков – ведущего и ведомого, рабочие поверхности которых имеют торообразную форму. По ним перекатываются ролики, передающие крутящий момент. Когда ведущий диск обкатывается роликами по меньшему радиусу, а ведомый – по большему, получается высокое передаточное число (аналог первой передачи), и наоборот. Плавное изменение передаточного числа производится за счет наклона роликов в ту или другую сторону. Еще одна особенность – ведущий и ведомый валы вращаются в противоположные стороны. За разработки всерьез взялась японская фирма JATCO в кооперации с подшипниковой компанией NSK. Тороидные вариаторы выбрал Nissan: в 1999 году вариатор Extroid установили на модели Cedric/Gloria, а несколько позже – на Skyline. Торовый вариатор примерно на 10% экономичнее традиционного «автомата» и способен на передачу больших крутящих моментов. Однако он сложен, чрезмерно требователен к точности геометрии и твердости рабочих поверхностей, а потому оказался дорогим в производстве и широкого распространения не получил.

Все для человека

Когда конструкции вариаторов на серийных автомобилях довели до регулярного применения, вдруг выяснилось, что многих водителей беспокоит психологическая неувязка. При разгоне автомобиля с вариатором обороты двигателя практически не меняются. Ведь вариатор выбирает самый выгодный режим работы мотора, и менять его становится незачем. Водителям это создавало дискомфорт. Ну что поделаешь, для производителя желание потребителя – руководство к действию. Вариаторы стали снабжать фиксированными ступенями – виртуальными передачами, которые водитель может выбирать самостоятельно. Впервые ручное переключение между фиксированными передаточными отношениями вариатора внедрила компания Nissan в 1997 году. Тему продолжили другие производители. Эта функция имеет и практический смысл – ручное включение фиксированных передач помогает эффективно тормозить двигателем – на скользких спусках, например.

Прогресс технологий способствовал и увеличению ресурса вариаторов. При щадящей эксплуатации и правильном обслуживании пробег вариаторов достигает 200 тыс. км и более, однако добиться такого же ресурса, как у традиционных АКП, пока не удалось. Зато есть преимущества по КПД – и, соответственно, по динамике и экономичности. Вариаторы с металлическим толкающим ремнем и клиноцепные обладают КПД 0,8–0,9, а у торовых он достигает 0,95.

Только эксперименты

В СССР тоже вели работы по проектированию и исследованию автомобильных вариаторов. Известный популяризатор науки и техники доктора технических наук профессор Нурбей Гулиа в середине 1960-х годов придумал свою бесступенчатую трансмиссию, включающую вариатор и маховичный рекуператор механической энергии. Дело дошло даже до ее установки на опытный образец УАЗ-450. Но советский автопром не был готов освоить производство перспективных силовых агрегатов.

Позднее профессор Гулиа вместе с учениками разработал планетарный многодисковый вариатор, а затем планетарный супервариатор с очень широким диапазоном передаточных чисел (до 20!) и фантастическим КПД, достигающим 98%. Однако схема получилась сложной и громоздкой и вряд ли дойдет до производства.

Доля растет

В 2012 году доля автомобилей с вариаторами в мировом производстве превысила 10%, а в 2017 году составила уже 11,7%. По прогнозам, к 2020 году весьма вероятно возрастание количества таких машин до 14%. Вариатор, как и трансмиссии с двумя сцеплениями, постепенно отвоевывают рынок у традиционных механических трансмиссий.

Почему ставят вариатор вместо автомата? Подробно + видео

Сейчас многие производители начинают устанавливать вариатор (или CVT) на свои автомобили. И вроде бы ладно — ставят и что тут такого. НО! Делать они это начинают вместо обычной автоматической трансмиссии (АКПП). И многие мои читатели, и слушатели задаются вопросом – а зачем? Почему устанавливают именно вариаторную коробку передач и отказываются от обычного автомата? Давайте разбираться. Как обычно будет текстовая версия, плюс видео в конце. Так что читаем смотрим …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

• Техническая составляющая
• Вариатор дешевле, чем автомат
• ЭКОЛОГИЯ
• Маркетинг и ничего личного
• ВИДЕО ВЕРСИЯ

Собственно в чем тут проблема. Лично мое мнение – считаю что обычный «автомат» (АКПП), имеет намного больший ресурс, нежели вариатор. Есть примеры когда АКПП ходили и по 300 – 400 000 км, а вот «CVT» лично сам видел что могут выходить из строя в 30 – 50 000 км. Да и самый большой пробег который я видел на таких коробках – это 190 – 210 000 км (и то всего два раза).

И тут может возникнуть законный вопрос – а зачем убирать надежный агрегат и ставить вместо него спорное решение?

Предлагаю сегодня вместе, над этим подумать! У меня есть 4 пункта, которые, не претендуют на 100% правду, но очень близки к истине. Если с ними не согласны, пишите в комментариях, а я начинаю.

Техническая составляющая

Первое почему так массового могут устанавливать вариаторы на автомобили – это техническая составляющая, здесь есть два пункта:

• Нет нормальной АКПП. Взять хотя бы тот же самый NISSAN, у него нет нормальных современных автоматических коробок передач, на 6 – 8 скоростей. Стоит отметить, что у них есть 4 ступенчатая JATCO (которая можно сказать не убиваемая), но она уже не отвечает духу времени. Поклонники НИССАНА сейчас скажут мне – да у них есть вариант 6 – 8 скоростей (да друзья есть, но они идут продольные и на тяжелые внедорожники, а вот для обычных легковушек просто нет). ДА и НИССАНУ это и НЕ НУЖНО, он был одним из пионеров вариаторов на свои машины.

• Замещение некачественных трансмиссий. Тут для примера можно взять компанию ТОЙОТА, я уже не однократно рассказывал, что у них есть проблема с АКПП. Если взять КАМРИ то на 3,5 литровых вариантах у них просто ее ломало, думал с новым поколением они все это исправят, и свежие 8 ступенчатые АКПП будут лучше, но НЕТ! Сейчас автоматы еще хуже и как показывают некоторые ролики в интернете, сделаны из сырых деталей и могут выходить из строя даже при небольших пробегах (подробнее про это я расскажу в видео). Так вот, не получается у них с АКПП, и они начинают переключаться на вариаторы, просто идет замещение одной трансмиссии, на другую.

Вариатор дешевле, чем автомат

Просто маркетинг и ничего больше. Сейчас я не буду лезть в «технические дебри», а постараюсь рассказать простым языком.

Если взять конструкцию вариатора, то она несколько проще, чем у оппонента. Во-первых, его могут рассчитывать под небольшой крутящий момент, именно под небольшие машины класса «B или С». Во-вторых, в нем меньше металла. В-третьих, внутри есть два шкива (с изменяющимися конусами), есть небольшой гидроблок с соленоидами, сейчас есть даже гидротрансформатор и планетарный механизм (на первую и вторую передачи), но все это намного проще чем у оппонента.

Вариатор не рассчитан на высокие крутящие моменты, и зачастую на мощные машины их не ставят, чтобы объемный мотор не вывел его из строя

Если взять конструкцию автомата, то она сложнее и если можно так выразится — надежнее. Во-первых, АКПП делают универсально, то есть как на легковые малые машины (скажем KIA RIO), так и на большие седаны D-класса (OPTIMA) и паркетники (SPORTAGE). И эта трансмиссия, должна выдерживать все нагрузки (в том числе и дизельный вариант). Во-вторых, планетарных механизмов может быть больше, в 8 ступенчатом исполнении – зачастую три, крупнее гидроблок, соленоиды, гидротрансформатор, присутсвует 6 – 7 пакетов фрикционных дисков и т.д.

В целом произвести автомат стоит дороже, примерно на 60 – 80 000 рублей.

НУ и получается все очень просто, чтобы удешевить конструкцию конечного автомобиля, производители ставят вариаторы вместо автомата. И все равно на ресурс.

ЭКОЛОГИЯ

Экологи также давят на производителей. Суть здесь вот в чем – если взять старые 4 ступенчатые автоматические коробки, то они в среднем расходовали примерно 10 – 11 литров топлива (в городском цикле), если взять вариаторную трансмиссию, то тут 8 – 10 литров — разница очевидна. Около 2 литров. Значит выбросов в атмосферу меньше и автомобиль экологичнее.

НО! Если сравнить вариатор и свежие 6 – 8 ступенчатые АКПП, то они могут быть даже эффективнее. НО вспоминаем второй пункт, они значительно дороже.

Маркетинг и ничего личного

Ну и последний пункт, это маркетинг. Поясню – производителю не нужно чтобы вы катались на машине 200 – 300 – 400 000 км. В идеале откатали гарантию, сдали машину в трейд-ин и взяли новую.

ВАРИАТОР для этого подходит идеально, ресурс у многих таких трансмиссий 150 – 200 000 км, а дальше дорогой ремонт.

АВТОМАТ при должном обслуживании, может ходить раза в два больше. Как мне кажется производителю это не совсем выгодно, именно поэтому и суют сейчас CVT, даже в те машины, которые раньше комплектовались АКПП.

Сейчас видео версия, смотрим.

Напишите свое мнение, что вы думаете об этой ситуации? А я на этом заканчиваю, искренне ваш АВТОБЛОГГЕР

(9 голосов, средний: 4,78 из 5)

Вариатор: что это такое и как работает-Топ-3 вариаторных коробок

Конструкцией вариатора предусмотрена плавная передача крутящего момента от двигателя на колеса автомобиля. Что такое вариатор и основное отличие вариаторной коробки от других аналогов – отсутствие передач. Передаточные отношения здесь меняются как в автоматическом, так и в ручном режиме. Вариатор – это упрощенное название автоматической коробки передач вариаторного типа. Еще ее обозначают латинскими литерами CVT, расшифровка — Continuously Variable Transmission, дословный перевод – трансмиссия бесступенчатая.

Как работает вариатор

Автомобили, оборудованные вариаторной трансмиссией, внешне очень похожи на машины с коробкой автомат. Что такое вариатор на автомобиле? По аналогии с другими трансмиссиями, в конструкцию коробки передач CVT тоже входят две педали, селектор переключения режимов. Режимы вариатора имеют те же обозначения:

1. Р – паркинг.
2. R – реверс.
3. N – нормаль.
4. D – драйв.

На первый взгляд устройство трансмиссий совпадает. Однако, принцип работы вариатора CVT отличается от традиционной АКПП. Здесь полностью отсутствуют фиксированные передачи, нет нумерованных первой, второй и прочих скоростей. Коробка вариатор обладает огромным количеством передач, переход с одного режима на другой осуществляется совершенно незаметно и плавно. В процессе эксплуатации транспортного средства, оснащенного вариатором, водитель не ощущает рывков, толчков и пинаний. Независимо от того, трогается машина, разгоняется или тормозит, вариатор постепенно меняет передаточное отношение без резких движений, рывков.

Разновидности коробок-вариаторов

В зависимости от конструкции механизма и области применения, вариаторы CVT подразделяются на следующие виды:

1. Клиноременной вариатор.
2. Цепной.
3. Тороидальный.

Самый распространенный вариант исполнения – клиноременной вариатор.

Немного теории:

чтобы понять принцип действия клиноременной передачи, рекомендуется представить два шкива сложной конструкции, взаимно отдаленные на небольшое расстояние;
каждый шкив вариатора состоит из двух конусообразных дисков, верхушки которых сходятся и расходятся;
оба шкива огибает специальный ремень.

Устройство вариаторной коробки передач

В состав каждого шкива входят по два конуса 20°, которые отцентрированы вершинами относительно друг друга. Клиновидный ремень вариатора входит в меж-конусное пространство. Свое название ремень получил, благодаря оригинальной форме сечения в виде буквы V. Такой профиль позволяет увеличить площадь контакта, силу трения между ремнем и шкивами вариатора.

Сближение конусов приводит к увеличению диаметра шкива. Соответственно, при их разведении – он уменьшается (эффект переменного рабочего диаметра шкива). Шкивы переменного диаметра расположены строго попарно. Один из них – ведущий (входной), он является продолжением коленчатого вала силового агрегата. Ведущий шкив вариатора передает вращение на второй (ведомый) шкив, элементы коробки передач, трансмиссию, колеса автомобиля.

Существует термин «радиус основного тона», он характеризует расстояние от ремня до центров клиновидных шкивов. Когда шкивы вариатора разведены и находятся максимально далеко друг от друга, этот параметр минимален. При максимальном сближении конусов ремень перемещается к наружному краю, увеличивая радиус. Отношение радиусов основного тона, ведущего и ведомого шкивов, регулируется специальным устройством бортового компьютера.

Интересно: Если на одном из шкивов вариатора увеличивается радиус охвата, на другом, он синхронно уменьшается. Благодаря данному эффекту, ремень находится постоянно в натянутом состоянии. При взаимном изменении радиусов создается бесконечное множество передаточных отношений – от минимального до максимально высокого. Например, если радиус основного тона на ведущем шкиве очень маленький, на ведущем он приближается к максимуму. При этом скорость вращения выходного вала низкая, что соответствует пониженной передаче автомобиля. Для увеличения скорости машины достаточно сблизить конусы ведущего шкива вариатора.

Изменяя радиусы охвата на ведущем и ведомом шкивах, можно получить бесконечное множество значений передаточного числа вариатора. В коробке передач CVT шкивы, размещенные на ведущем и ведомом валах, оборудованы специальным гидроприводом, при помощи которого конусообразные половинки синхронно сдвигаются/раздвигаются. При этом передаточное число вариатора изменяется в широких диапазонах.

Читайте также. Обзор вариатора CVT JF011E-рекомендации по эксплуатации и типичные неисправности

Чтобы обеспечить движение автомобиля в режиме заднего хода, в конструкцию коробки вариатор включен набор шестерен (планетарный механизм). При помощи включения зубчатых зацеплений в заданном порядке, выходной вал вариатора может изменять направление вращения.

Помимо трех основных компонентов, описанных выше, в состав системы электронного управления вариатора также входят различные датчики, микропроцессоры. Бортовой компьютер, встроенный в трансмиссию, управляет положением конусообразных шкивов вариатора, исходя из нагрузок и скорости передвижения транспортного средства.

Устройство клиновидного ремня

Ремень в клиноременном вариаторе CVT отличается сложным устройством. Благодаря использованию новейших материалов, ремни вариаторов очень надежны и эффективны. Вместо цепей и резиновых ремней, огибающих шкивы, в коробках вариатор применяются гибкие металлические ремни клиновидной формы (наборные металлические ленты).

Схема устройства металлического ремня вариатора:

Основой высокопрочного ремня вариатора служат тонкие полоски упругой стали (количество полос равно 9 – 15 штук), которые скреплены при помощи пластин сложной формы. Эти детали имеют форму трапеции, они плотно нанизаны на стальные ленты. Материал изготовления скрепляющих пластин – углеродистая легированная сталь высокой прочности.

Основные преимущества клиновидных стальных ремней:

1. Сверхвысокая прочность ремня вариатора.
2. Отсутствие эффекта проскальзывания.
3. Повышенная жесткость изделия при передаче усилий на сжатие (толкающий ремень).
4. Способность передавать максимальный крутящий момент от силового агрегата на ходовую часть.
5. При работе вариатора ремень не издает много шума.

Общий вид клиновидного ремня CVT:

Образец цепи, установленной в вариаторе авто фирмы АУДИ:

Клиновой ремень вариатора Audi изготовлен в виде широкой цепи, состоящей из отдельных стальных пластин.

Интересно: Для технического обслуживания клиновидной цепи вариатора используется специальный масляный состав. Смазочная жидкость способна изменять свои характеристики под воздействием повышенного давления в местах контакта пластин с поверхностью шкива. В результате чего, цепь вариатора CVT передает заданные усилия без проскальзывания и трения даже в условиях маленькой площади контакта.

Читайте также. АКПП 4F27E: обзор, особенности, типичные неисправности

Особенности управления коробкой вариатором

Когда автомобиль, оснащенный стандартной коробкой автомат, набирает скорость, приходится раскручивать обороты двигателя перед включением каждой передачи. Автомобиль с вариатором разгоняется при постоянных оборотах силового агрегата. На основании программы управления, выбранной водителем, вариатор самостоятельно изменяет передаточное число трансмиссии.

При подъемах на возвышенность, преодолениях преград или торможениях водитель нажимает на педаль газа, а вариатор автоматически снижает передачу. В это время диски шкивов синхронно передвигаются (сходятся/расходятся), занимают заданное положение, чтобы обеспечить требуемую величину момента кручения выходного вала вариатора.

При помощи электроники, коробка вариатор CVT может резко переключаться, например, перескакивая с виртуальной шестой на восьмую передачу. Или, по желанию водителя, можно постепенно переходить на следующий режим с имитацией последовательного переключения.

Где применяются вариаторы CVT

Благодаря простоте конструкции и комфортности управления, коробки передач вариаторного типа устанавливаются на автомобилях известных производителей: AUDI, INFINITY, NISSAN и др.

Вариаторы также нашли широкое применение в следующих механизмах и технических устройствах:

1. Сверлильные станки.
2. Тракторы и прочие сельхоз машины.
3. Мотороллеры.
4. Снегоходы.

Коробка вариатор, плюсы и минусы

При сравнении КПП вариаторного типа с классической коробкой автомат, выясняется, что АКПП состоит из многочисленных шестерен, валов, синхронизаторов, муфт, тормозов, гидравлической системы, плиты с масляными каналами и пр. Вариатор отличается простотой конструкции. В его состав входят только три основных компонента: ведущий и ведомый шкивы, а также приводной ремень.

Коробки вариаторы набирают популярность среди автопроизводителей и владельцев автомобилей, благодаря большому количеству достоинств:

1. Возможность набирать и снижать скорость без переключения режимов.
2. Плавность передвижения автомобиля при изменении скоростей вариатора.
3. Стабильность показателей мощности, вне зависимости от скорости машины.
4. Существенная экономия топлива.
5. Чуткая реакция электронной системы вариатора на изменения характера дороги (движение по скользкой дороге, на подъем, под уклон).
6. Отсутствие вынужденного замедления (авто не снижает скорость даже при преодолении подъемов).
7. Минимальные потери мощности вариатора, в сравнении с АКПП.
8. Отличная динамика разгона.
9. Стабильность оборотов двигателя.
10. Меньшие выбросы вредных веществ.
11. Простота устройства, минимальное количество рабочих элементов.

Благодаря сравнительно небольшому количеству составляющих, вариатор имеет намного меньший вес, чем аналогичная коробка автомат.

Вариаторы обладают простой конструкцией, но это не исключает необходимости регулярного технического обслуживания. Больше всего хлопот и неприятностей доставляет ремень вариатора CVT. Кроме компьютерной диагностики, здесь требуется производить замену клиновидных или цепных ремней после каждого пробега, равного 50 – 60 000 км. Бывают случаи, когда ремень вариатора нужно менять намного раньше. Все зависит от марки машины, модели вариатора, условий эксплуатации автомобиля.

Читайте также. Трансмиссия автомобиля

Наряду с очевидными преимуществами, коробка вариатор обладает определенными недостатками:

• Вариатор плохо переносит усиленные нагрузки.
• Его редко устанавливают на внедорожники, которые эксплуатируются на тяжелых трассах.
• Сравнительно небольшой срок эксплуатации.
• Трудно найти квалифицированного специалиста по ремонту и восстановлению работоспособности вариаторов.
• В мастерских автосервиса часто предлагают полностью заменить поломанный вариатор на новый дорогостоящий механизм. Стоимость нового вариатора составляет более 30% от общей цены на автомобиль.

Внимание: Многие водители отмечают в поведении вариатора некоторую медлительность при переключении передач – эффект задумчивости. Не всех автовладельцев удовлетворяет задержка в одну-две секунды.

Устройство тороидального вариатора

В отличие клиноременной конструкции, вариатор тороидального типа состоит из двух дисков, выполненных в виде вогнутых криволинейных поверхностей. Вращение от ведущего элемента на ведомый передается при помощи специального ролика скользящего действия. При его наклоне и перемещении к наружному диаметру ведомого диска происходит увеличение передаточного числа. Соответственно, при наклоне ролика в противоположную сторону и смещении к центру диска, передаточное отношение вариатора снижается.

Схема устройства и принципа действия тороидального вариатора:

Основные требования к тороидальным вариаторам: высокий коэффициент полезного действия, длительный срок эксплуатации. Чтобы обеспечить выполнение поставленных задач, при изготовлении элементов вариатора используются дорогостоящие материалы, современные технологии.

Тороидальные вариаторы отличаются относительной простотой, однако, такие вариаторы редко применяются в современном автопроизводстве. Это объясняется следующими факторами:

• повышенная требовательность к точности изготовления рабочих элементов;
• прочности поверхностного слоя сопрягаемых дисков и роликов;
• использование дорогих технологий при изготовлении узлов и деталей;
• сложность настроек;
• высокая стоимость специальных смазочных материалов.

Как работает тороидальный вариатор

Глядя на схему тороидального устройства, может показаться, что оно не относится к механизмам вариаторного типа. Здесь отсутствует ременная передача, шкивы не перемещаются относительно друг друга (не сходятся и не расходятся), валы стоят неподвижно. Но, если проанализировать принцип действия данного механизма, получается, что он очень похож на классический вариатор:

1. Ведущий диск вариатора прочно сидит на выходном валу двигателя внутреннего сгорания.
2. Ведомый – передает вращение на приводной вал главной передачи.
3. Ролики передают момент вращения от силового агрегата на ведомый диск.
4. Передаточное число изменяется, в зависимости от угла наклона роликов и места контакта с дисками.

Благодаря двум степеням свободы, ролики вариатора могут крутиться вокруг своей оси, а также совершать наклоны в вертикальном направлении. В результате происходит их контакт с дисками на различных уровнях.

Источник https://akppro.ru/ru/magazine/article/variatoru-60-let.html

Источник https://avto-blogger.ru/trans/pochemu-stavyat-variator-vmesto-avtomata.html

Источник https://motoran.ru/transmisii/chto-takoe-variator