Вариаторная коробка передач. Что такое CVT?

//Вариаторная коробка передач. Что такое CVT?

Вариаторная коробка передач. Что такое CVT?

При описании характеристик автомобиля одну из главных опций занимает описание типа его трансмиссивной системы. С классической МКПП все проще. Режим передачи тяги выбирается вручную. А в отношении АКПП все немного сложнее. Здесь все делается автоматически, но водитель должен указать автомобилю, заблокировать трансмиссию, двигаться назад, вперед или остаться в «нейтрали». То есть человек сам выбирает режимы «R», «P», «N», «D». Для чего используется либо рычаг, либо клавиши. Автомобили, оснащенные вариаторами, тоже имеет рычаг переключения скоростных режимов, но работает он немного по-иному.

Вариаторная коробка передач. Что такое CVT

Вариаторная коробка передач. Что такое CVT

Вариатор или бесступенчатая АКПП, а точнее CVT или Continuously Variable Transmission, что в дословном переводе означает «постоянно изменяющаяся трансмиссия. Первая подобная коробка передач была описана в 1490 году, Леонардом Да Винчи. Первый же патент на вариатор был выдан в 1886 году. Первый автомобиль с такой трансмиссивной системой появился 500 лет назад, под ныне известной во всем мире маркой грузовых автомобилей из Нидерландов DAF. Тогда в 1958 году этот известный автопроизводитель занимался выпуском легковых автомобилей. И на одной из моделей решил опробовать эту новинку, потом начался серийный выпуск таких авто. Позднее за европейцами вариаторами заинтересовались японцы. В 1990 году в США был выпущен первый легковой автомобиль с вариатором, но марка его была японская Subaru Justy GL. С течением времени вариатор «потерял» множество своих конструктивных недочетов. И сегодня автомобили с вариаторами нет, нет, да и вытеснят с первых мест рейтингов продаж своих собратьев с «автоматами».

Главным отличием вариатора является отсутствие заданного числа скоростных режимов или ступеней. Самый широко используемый принцип работы вариатора основан на том, что он не обладает высокой жесткостью и границами передачи, а значит, он может устанавливать абсолютно любой коэффициент передачи крутящего момента.

В современном вариаторе использование привычного слова «передача» не является ошибочным. Ведь сам термин подразумевает соотношение скорости колесного вала к величине скорости двигателя. А она (как одна, так и другая) возникает и в АКПП, и в МКПП, и в вариаторе.

Если сравнить вариатора и любую КПП с конструктивной точки зрения. То он отличается уникальным сочетанием простоты и надежности. В вариаторе нет ни привычных шестерен, ни захватов, ни тормозов, ни специальных управляющих устройств.

Вариатор представлен:

  • Входным «движущимся» воротом, обладающим изменяемым диаметром;
  • Выходным «движимым» воротом, обладающим изменяющимся воротом;
  • Прорезиненным или металлическим ремнем.

Кроме этого в нем есть набор сенсоров и микропроцессоров, но указанные звенья не являются ключевыми.
В роли «сердца» вариатора выступает ворот с изменяющимся диаметром. Он представлен 20-тью градусными конусами, острия которых направленны друг к другу. В желоб между конусами протянут ремень, в качестве которого чаще всего используется V-образные ремни, сделанные из резины.
Радиус петли уменьшается в момент расхождения конусов, а ремень отходит в нижнюю часть желоба. Если конусы сходятся, ремень переходит вверх и радиус петли увеличивается. Для того чтобы расстояние между половинками ворота изменилось, используются законы центробежной силы, гидравлический пресс и пружины.

Вороты, обладающие разными диаметрами, используются попарно. Движущий ворот или drive pulley/driving pulley соединен с коленчатым валом двигателя. Поэтому его еще называют входным, ведь именно через него в трансмиссию поступает энергия двигателя. Движимый ворот или driven pulley передает коленному валу крутящий момент. Поэтому его еще называют выходным.

Для сохранения натяжения оба ворота работают сочетано. То есть если один ворот увеличивает радиус, второй соответственно его уменьшает. Так с помощью взаимного изменения радиуса можно получить бесчисленное число ступеней. К примеру, уменьшение радиуса движущего ворота и соответственно увеличивая его у движимого ворота, мы получаем пониженную передачу. Если радиус входного ворота увеличивается, а выходного снижается, то скорость вращения соответственно увеличивается, и мы получаем повышенную передачу.

Такая конструктивная простота и отсутствие фиксированных степеней сделало CVT не просто уникальной, а идеальной трансмиссивной системой не только для легковых автомобилей, но и для других видов техники. Что широко и довольно давно используется в промышленных прессах, скутерах и тракторах. В таких вариаторах используется ремни из плотной резины, которая могла растягиваться и скользить, тем самым снижая свою эффективность. Поэтому вариаторы не получили желаемой популярности. Ведь резиновый ремень не мог выдержать длительной нагрузки на растяжение/сжатие. И быстро выходил из строя не только ремень, но и вариатор в целом.

Современные конструкторы пошли дальше. Они просто поменяли резиновый ремень на аналог из более современного и надежного материала. Что сделало вариатор не только надежным, но и долговечным. Сегодня некоторые модели имеют металлические ремни, представленные 9-12 полосами, скрепленными между собой специальными металлическими зажимами. Металлические ремни не только долговечнее, но еще и не скользят, отсюда вариаторы стали использоваться с двигателями высокой мощности.

Кстати, такая трансмиссивная система стала работать дольше и тише.

Сегодня такие известные автопроизводители как Audi, General Motors, Nissan, Honda, Toyota все чаще и чаще проектирую свои новинки на трансмиссии вариаторного типа.

error: Content is protected !!