Вариатор как особый вид автоматической коробки передач

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 654.856

Вариатор как особый вид автоматической коробки передач

Кучерявенко Евгений Игоревич,

Белгородский Государственный

Университет им. В.Г. Шухова г. Белгород Россия

Прохоровa Е.В.

канд. техн. Наук, доц., Белгородский Государственный

Университет им. В.Г. Шухова г. Белгород Россия

В данной статье представлен особый вид автоматической коробки передач «вариатор». Плюсы и минусы его работы, и основные проблемы в эксплуатации. автомобиль вариатор передача трансмиссия

Ключевые слова: АКПП, вариатор, дифференциал, гидротрансформатор.

Автоматическая коробка передач (АКП, встречается АКПП, "Автоматическая коробка перемены (переключения) передач") -- разновидность трансмиссии автомобилей, обеспечивающая автоматический (без прямого участия водителя) выбор соответствующего текущим условиям движения передаточного числа, в зависимости от множества факторов.

С чисто технической точки зрения, «автоматической» является любая разновидность коробки передач, в которой переключение передач осуществляется автоматически, без участия водителя. Однако исторически название «автоматическая коробка передач» закрепилось лишь за одной разновидностью таких коробок передач -- гидромеханической планетарной коробкой передач, которая и описывается по преимуществу в данной статье. В последние десятилетия наряду с классическими гидромеханическими АКП предлагаются и различные варианты механических коробок передач с автоматизированным переключением («роботы»), имеющих электронное управление и электромеханические или электропневматические исполнительные устройства -- по указанным выше причинам они выделяются в отдельный класс. Используемая на некоторых автомобилях вариаторная передача разновидностью автоматической коробки передач не является, как и коробкой передач вообще -- вариатор осуществляет изменение передаточного числа трансмиссии плавно, без каких либо фиксированных ступеней (передач), и, таким образом, является подвидом бесступенчатой трансмиссии.[1]

Впервые АКПП появилась в судостроении, в самом начале двадцатого века. Ее изобрел немецкий профессор Феттингер, впервые предложив гидродинамическую передачу. В 1940 году американские инженеры установили первые коробки-автомат в автомобили “Oldsmobile”. С тех конструкция АКПП не претерпела практических никаких изменений. Она состоит из двух основных элементов -- гидротрансформатора и редуктора.

Первый заменяет сцепление и обеспечивает плавное переключение передач. Второй представляет собой компактный механизм из нескольких ступеней.

Вариативная или бесступенчатая автоматическая коробка передач, еще недавно считавшаяся диковинкой, все чаще предлагается в современных модификациях моделей. Так, установка вариатора часто присутствует в новых автомобилях Ауди, Ниссан, Тойота, Хонда, Митсубиси и других ведущих автомобильных марок мира. Даже не будучи владельцем авто с вариативной коробкой, многие просматривая автомобильные издания или таблицы, в которых собраны технические характеристики, наверняка встречали слово вариатор. К автоматическим коробкам переключения передач все уже привыкли, а к механическим тем более. Вариатор же оказывается на слуху у большинства обывателей реже. Хотя он не является какой-то новой разработкой современных автокомпаний, а изобретен был еще несколько веков назад.[2]

Вариатор, или по-английски continuously variable transmission (CVT), внешне представляет собой ту же автоматическую коробку передач. С виду невозможно определить, что в машине установлен именно он, ведь рычаг его ничем не отличается от рычага обычной классической АКПП, даже режимы трансмиссии те же: P, R, N, D. Однако принцип работы вариатора совершенно другой, в нем нет привычного, фиксированного количества передач, таких как 1-я, 2-я и так далее. Передач в вариаторе огромное множество, они постоянно варьируются, отсюда и название самого устройства. Именно поэтому нет никаких толчков ни при трогании автомобиля с места, ни при переходах с одних оборотов на другие. Вариатор в процессе езды машины, по мере ее разгона и замедления, плавно и аккуратно меняет передаточное число[3]

Автомобиль оснащенный вариатором более лояльно относиться к ошибкам своего хозяина - к примеру, он никогда не заглохнет на светофоре, и уж точно не покатится назад во время подъема, кроме того, процесс трогания всегда будет плавным, в независимости от навыков и умения самого владельца. Благодаря всего двум педалям, так же как и у автоматических коробках, маловероятен риск перепутать педали, это в большей степени касается автомобилистов-новичков.

Некоторые требовательные автомобилисты осуждают вариатор за постоянное ровное, так сказать «жужжание» мотора, присутствующее во всех режимах работы двигателя. Отсутствие спортивного «рыка» во время резкого ускорения также играет не в пользу в вопросе вариатор или автомат. Истинным ценителям не по себе, когда автомобиль, будто и вовсе с нерабочим мотором, начинает стремительно ускоряться. Это, на мой взгляд, нельзя считать полноценным недостатком, поскольку "рычание" несет чисто эстетическое наслаждение и ни в коем случае не влияет на динамические свойства автомобиля.[4]

Принцип работы вариатора такой же, только диаметр таких вот цилиндров у него постоянно изменяется. Он состоит из двух шкивов, каждый из которых представляет собой пару конусов, расположенных вершинами друг к другу. Между этими шкивами зажат специальный клиновый ремень.

Каждая пара конусов, двигаясь в направлении друг к другу и обратно, изменяет рабочий диаметр шкивов. Когда конусы будут раздвигаться, ремень, обращенный к ним ребрами, будет проваливаться в середину шкива и огибать его по меньшему радиусу. При движении конусов друг к другу радиус получится, наоборот, больший.[5]

Управляет шкивами обычно гидравлическая система, которая строго синхронизирует сближение конусов одного шкива и расхождение конусов другого. Один из шкивов расположен на ведущем валу, идущем от двигателя, а второй - на ведомом, идущем к колесам. Благодаря этому возможно наладить изменение передаточного отношения в очень широком диапазоне.

Для обеспечения возможности совершения автомобилем заднего хода в коробке-вариаторе предусмотрен специальный узел, который меняет направление вращения выходного вала. Этим узлом может являться, например, планетарная передача.

Несмотря на такое большое количество достоинств, вариатор не лишен и недостатков. Одна из проблем - неспособность работать с более современными мощными двигателями, поэтому вариаторы и начали распространяться преимущественно в автомобилях компактного и среднего класса.

Однако нельзя не отметить, что создаются и такие вариаторы, которые способны на большее. Например, клиноременный вариатор с цепью Multitronic успешно работает на Audi A4 2.0 TFSI, мощность двигателя которого составляет 200 лс. А внедорожник Nissan Murano с двигателем V6 на 3,5 литра, развивающим 234 лс, оснащается клиноременным вариатором X-Tronic. Это чуть ли не самая крупная и тяжеловесная модель, на которую устанавливается вариатор. И при современном развитии технологий это, скорее всего, еще не предел.

Еще одним недостатком вариаторов является их дорогостоящее обслуживание и ремонт, а также потребность в специальной трансмиссионной жидкости, которая тоже обходится недешево. Для работающего на ремне вариатора замена ремня требуется каждые 100-150 тысяч км пробега. Замена масла на вариаторе может производиться чуть реже, чем в коробках-автомат (раз в 40-50 тысяч км), но и стоит оно гораздо дороже.

Несмотря на указанные минусы, вариаторы все-таки приобретают все большую популярность, причем стоимость их ниже, чем хороших автоматических коробок.

Благодаря тому, что в вариаторе число передач не ограничено, двигатель получает возможность работать на самых благоприятных для него режимах, будь то необходимость сильного и резкого разгона или неспешность при спокойном движении. Поэтому модели, оснащенные бесступенчатыми автоматическими коробками передач, считаются высокоэкономичными и в то же время обладающими высокой динамикой.

Стоит также отметить, что в последние годы идет тенденция к увеличению количества передач в коробках-автомат. Новейшие модели автоматических трансмиссий для легковых автомобилей насчитывают уже 8 и даже 9 ступеней. Такие меры принимаются как раз для достижения максимально возможной топливной выгоды и динамики разгона. Не исключено, что в ближайшем будущем начнут появляться АКПП с десятью, а то и с двенадцатью ступенями. Но все же вариаторы уже давно занимают то место в автомобильном мире, куда обычным автоматическим коробкам передач с их планетарными передачами-переключателями не добраться никогда. Потому что количество передач, имеющихся у вариатора, сосчитать просто невозможно.[6]

Библиографический список

1. А.Дынько. Ремонт и обслуживание легкового автомобиля. //М.: Континент-Пресс, Рипол Классик, 2005. - 480 с.

2. С.В. Брызгалов. М.В. Васильев, А.М. Петров. Kia Sorento. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту// М.: Третий Рим, 2012. - 320 с.

3. Mercedes-Benz E-Class W211. Руководство по эксплуатации, обслуживанию и ремонту. // М.: Автолитература, 2009. - 384 с.

3. http://www.freepatent.ru URL:http://www.freepatent.ru/patents/2508973(да та обращения: 24.09.2016)

4. http://rating-avto.rul URL: http://rating-avto.ru/sravnenie/variator-iliavtomat.html (дата обращения: 24.09.2016)

5http://povozcar.ru/ URL:http://povozcar.ru/cvt-transmission.html(дата обращения: 24.09.2016)

6. http://moskvich.avtobookclub.ru/page-99.html URL:

http://moskvich.avtobookclub.ru/page-99.html (дата обращения 24.09.2016)

Размещено на Allbest.ru