Бесступенчатая коробка передач

Что такое бесступенчатые передачи вариаторы: вымыслы и действительность

С момента выпуска автомобиля DAF 600 с вариаторной трансмиссией прошло более 30 лет, но идея продолжает развиваться, стремясь обрести техническую изящность.

За последнее десятилетие подобный метод переключения передач из экзотики перешел в разряд вполне обычных «автоматов», претерпев в процессе ряд серьезных конструктивных изменений.

В серийном производстве присутствует несколько типов вариаторных трансмиссий и этот материал поможет сделать правильный выбор, а также избежать в будущем проблем в их эксплуатации.

Конструкция бесступенчатой коробки переключения передач для автомобиля

Теоретически суть такого агрегата проста – передаточное число меняется плавно, без ступеней. При этом для любого режима движения обороты двигателя находятся в оптимальной зоне, что благоприятствует топливной экономичности. Из всего многообразия на автомобилях применяются только два типа КПП CVT:

  1. Тороидальные (Toroidal CVT).
  2. Клиноременные (Belt CVT).

Традиционно бесступенчатые передачи вариаторы представляют собой два параллельных шкива. Крутящий момент передается через ремень, надетый на конические диски.

В процессе работы боковины шкивов сдвигаются, тем самым меняя передаточное число.

Современные конструкции этих узлов значительно усложнились и имеют составную конфигурацию, ремень зажимается с боков – с одной стороны шкивной пружиной, которая обеспечивает натяжение, а с другой – шкив имел возможность регулироваться.

Общее устройство вариаторной коробки переключения скоростей включает следующие узлы:

  • система управления;
  • механизм передачи и прерывания крутящего момента;
  • механизм заднего хода;
  • вариаторная передача.

У каждого автомобилестроителя бесступенчатая коробка передач комплектуется различными механизмами переноса момента силы. К таким устройствам относятся:

  • Transmatic – автоматическое центробежное сцепление.
  • Hyper – электромагнитная муфта с электронным управлением.
  • Multitronic, Multimatic – многодисковое сцепление с электронным управлением.
  • Autotronic, Ecotronic, Extroid, Xtronic – гидротрансформатор.

Последний вариант наиболее популярен благодаря плавности переключения и долговечности агрегата.

Что такое бесступенчатые автомобильные передачи и вариаторы тороидального типа?

Тороидальные трансмиссии меньше распространены, чем клиноременные. Такие устройства устанавливаются на задне- и полноприводных автомобилях с продольным расположением мотора. Система состоит из ведущего и ведомого дисков, между которым расположены ролики.

В ходе работы ролики вращаются относительно горизонтальной оси и одновременно перемещаются по вертикальной оси.

Обратите внимание

Таким образом, ролики способны перенаправлять работу, соприкасаясь с различными областями дисков.

Перемещаясь по вертикальной оси дисков, ролики изменяют передаточное число, а сила трения между ними обеспечивает передачу крутящего момента. То есть, система действует следующим образом:

  • Высшая передача – когда ролики находятся в контакте с ведущим диском по краям обода, происходит уменьшение крутящего момента и увеличение скорости.
  • Низшая передача – когда ролики контактируют с краями обода с ведомым диском, происходит увеличение крутящего момента и снижение скорости.

По надежности бесступенчатые тороидальные передачи превосходят клиноременные вариаторы в несколько раз. Зато, если уж ломаются, то ремонту они не подлежат. На сервисных центрах чаще всего рекомендуют полную замену агрегата, поскольку запчасти для его восстановления найти весьма затруднительно.

Что такое клиноременные вариаторные трансмиссии?

Этот тип трансмиссии устанавливается чаще всего на переднеприводные авто. В основе конструкции лежит система, состоящая из двух пар конических дисков и металлического ремня. Последний изготовлен из нескольких пакетов стальных лент, которые скреплены металлическими пластинами сложной формы.

Каждая пара дисков состоит из неподвижного и движущегося элементов, которые, по сути, являются шкивами. Схема функционирования устройства выглядит следующим образом:

  • Крутящий момент передается от первичного вала к ведущему шкиву посредством гидротрансформатора.
  • В гидротрансформаторе момент силы передается после подачи масла приводным насосным колесом на турбинный диск, связанный с первичным валом.
  • Усилие с ведущего шкива на ведомый передается через ремень, и соответственно на вторичный вал.
  • Для движения автомобиля вперед передача момента на вторичный вал реализуется за счет планетарного редуктора с дисковым сцеплением.
  • Движением задним ходом осуществляется при помощи реверсивного механизма (активизации дискового тормоза).
  • Через промежуточный вал крутящий момент передается дифференциалу, который далее распределяет приводные усилия на полуоси.

Скорость передвижения авто осуществляется благодаря изменению диаметров шкивов. На минимальной скорости диаметр ведущего шкива бесступенчатой коробки переключения передач минимален. Диаметр изменяется за счет движения дисков. Например, когда диски сжаты, то диаметр шкива достигает наименьших размеров, при разжимании дисков диаметр увеличивается.

Корректировка скоростного режима обеспечивается за счет согласованных изменений диаметров двух шкивов. В таких условиях количество передач практически неограниченно.

Клиноцепной вариатор

На вариаторных трансмиссиях Multitronic и Lineartronic применяется цепь полностью из металла. Она состоит из пластин, которые соединяются осями по типу велосипедных, что обеспечивает хорошую гибкость.

В отличие от клиноременной конструкции передача крутящего момента осуществляется торцевой частью цепи при контакте с коническими дисками. При этом возникают серьезные напряжения, что заставило производителей делать диски из высокопрочной стали. Клиноцепная система имеет минимальные потери при передаче момента, и, следовательно, высший КПД.

К сожалению, ресурс металлической цепи невелик – около 100 000 км пробега. Однако компенсацией может послужить тот факт, что ее цена довольно доступна, а замена не представляет особой сложности.

Достоинства и недостатки вариаторных трансмиссий

Неоспоримым преимуществом узла является топливная экономичность и отсутствие рывков при переборе скоростей. Кроме этого, к плюсам бесступенчатых переключателей передач вариаторов эксперты относят следующие качества:

  • отличная динамика;
  • экономия топлива;
  • простота управления автомобилем при наличии CVT;
  • увеличение ресурса мотора;
  • отсутствие излишнего шума.

Важно! Владельцам автомобилей с CVT нужно учесть, что резкие ускорения в вашем случае противопоказаны – это может привести к незапланированному ремонту или вообще к замене агрегата.

Отрицательные стороны вариаторных трансмиссий:

  • быстрый выход из строя при длительных поездках на повышенных оборотах;
  • сложная система управления;
  • дорогостоящие обслуживание и ремонт.

Технологии будущего

В нынешних моделях авто стоят вариаторы, которые работают за счет трения цепи, роликов или ремня. Но уже сейчас инженеры ведущих производителей разрабатывают технологии, позволяющие отказаться от такого способа передачи крутящего момента. В их основе лежит принцип зубчатого зацепления, что позволить повысить КПД и эксплуатационные сроки агрегата.

Особая конструкция профиля зубьев уменьшает давление в плоскости зацепления и при этом обеспечивает плавную смену передаточных отношений. Уже прошли испытания коробки CVT с цепью и дополнительным натяжным роликом, у которой нет проблем с уровнем КПД в крайнем положении валов, но этого еще недостаточно. В целом у такой идеи есть простор для дальнейших изысканий.

Что имеем в итоге?

Автомашина с бесступенчатой коробкой переключения передач менее требовательна к водительским навыкам владельца. Устройство не позволит начинающему автолюбителю включить не ту скорость или заглохнуть где-то у светофора. Также гарантируется плавность старта независимо от срока нахождения за рулем.

В среде противников CVT часто указывают на постоянный гул на всех режимах независимо от скорости и оборотов ДВС. Любителям скоростной езды не нравится излишнее спокойствие мотора, они хотят услышать мощное «рычание» и почувствовать резкий старт. В таких случаях им можно порекомендовать авто с механикой.

Приверженцы спокойной манеры езды быстро привыкают к машине с вариатором, хотя и они поначалу чувствуют себя несколько неуютно – ведь автомобиль по старту и набору скорости напоминает электромобиль.

Другой вопрос – это необходимость своевременного и качественного обслуживания бесступенчатых трансмиссий, но это того стоит.

По поводу дорогостоящего ремонта можно сказать только одно – технологии не стоят на месте, и уже в ближайшем будущем стоит рассчитывать на появление новых более надежных агрегатов.

Источник: https://autobann.su/besstupenchataya-korobka-peredach-variator.html

Вариатор (CVT) – много плюсов и один недостаток

Вариатор помогает сэкономить топливо и повысить комфорт вождения. Кроме того, он проще и дешевле в производстве, чем обычные автоматические коробки передач. Однако бесступенчатые автоматические коробки передач так и не смогли завоевать рынок. Не каждого устраивает особенность работы вариатора, и — что еще хуже – иногда они ломаются.

CVT – это сокращение от английского Continuously Variable Transmission, что означает бесступенчатая коробка передач. Вариатор — во многих отношениях трансмиссия необычная. Вместо классических зубчатых колес здесь используется стальной ремень или цепь, которая движется между двумя парами конических колес, образующих шкив.

Колеса установлены парой на входных и выходных валах. Каждая коническая пара может сближаться друг с другом или расходиться, благодаря чему бесступенчато меняется радиус шкива, и достигается плавное изменение передаточного отношения. При этом крутящий момент непрерывно передается от двигателя к колесам.

Важно

При движении с постоянной скоростью мотор работает на необычно низких оборотах, что и способствует снижению расхода топлива и повышению уровня комфорта.

Пользователи автомобилей с CVT подчеркивают исключительную плавность движения – без толчков и рывков при старте. Вариаторы, как правило, меньше и легче классических автоматов.

Поэтому они часто применяются в небольших городских автомобилях, особенно японских марок.

Но если все так хорошо, то почему доля автомобилей с CVT так мала? Выделить главную причину довольно сложно. Но многих водителей не устраивает специфическая работа коробок этого типа.

Добавляешь газ, и двигатель, громко завывая, выходит на высокие обороты без заметного ускорения. Тихо становится лишь при движении с постоянной скоростью. Автолюбителей, любящих посильней вдавить педаль газа в пол, подобное поведение легкового автомобиля раздражает.

Впрочем, так ведут себя, главным образом, бесступенчатые коробки передач из 80-х и 90-х годов.

Примерно 10 лет назад на рынке стали появляться CVT с так называемыми виртуальными передачами. В таком случае каждой из передач назначено определенное взаимное положение конических колес. Выбрать необходимую передачу можно, например, с помощью подрулевых лопаток (весел).

Данное решение используется с 2005 года в автомобилях Audi, оснащенных бесступенчатой трансмиссией Multitronic. В обычном режиме коробка ведет себя, как классический вариатор, т.е. поддерживает высокие обороты при разгоне. А работу «автомата» CVT имитирует только после перехода в спортивный режим.

Конструктивные особенности.

Совет

Вариаторы, условно, можно разделить на две группы: со стальным ремнем и цепью. В бесступенчатых трансмиссиях присутствует и гидротрансформатор. Он нужен, прежде всего, для старта с места. Примечательно, но Multitronic обходится без него. В этих коробках используется пакет сцеплений и двухмассовый маховик.

Вариатор имеет ряд серьезных ограничений, которые инженеры пока так и не смогли обойти. Например, по конструктивным причинам, ни цепь, ни, тем более, стальной ремень не в состоянии передать высокий крутящий момент.

Из-за этого область применения CVT в настоящее время ограничена максимальным крутящим моментом двигателя на уровне 350-400 Нм. Впрочем, этот порог перекрывает показатели многих современных двигателей.

Тем не менее, в Audi уже начинают отказываться от использования бесступенчатых коробок «Multitronic».

В тоже время, другие производители упорно работают над усовершенствованием конструкции вариатора. Так Subaru демонстрирует все новые модели, оснащенные бензиновыми двигателями с турбонаддувом, полным приводом и бесступенчатой коробкой CVT (например, Lineartronic для Levorg).

Долговечность.

О проблемах Audi с коробками Multitronic производства Luk слышал, наверное, каждый, кто хоть немного интересуется автомобилями. В CVT старого типа (1999-2006 гг.) постоянно сбоит управляющая электроника, выходит из строя механическая часть и преждевременно изнашивается цепь.

Читайте также:  В текущую программу утилизации включены не только отечественные машины

Примечательно, что цепь использовали как раз для того, чтобы передать более высокий крутящий момент, но инженеры просчитались с ее прочностью. Со временем Немцы существенно доработали свои коробки, но проблемы все еще встречаются.

Не вызывают доверия и другие немецкие вариаторы, например, ZF VT1-27T, применявшиеся в Mini R50/R53, и Mercedes 722.7/722.8 для моделей A/B-класса.

Обратите внимание

Гораздо меньше хлопот доставляют японские конструкции. Хотя, вариатор Jatco, используемый в различных моделях Nissan (например, Qashqai), тоже относится к группе риска. Общая проблема коробок CVT – это ограниченная доступность запасных частей и нежелание некоторых механиков связываться с вариаторами. Бесспорный лидер по части надежности – вариаторы Toyota (Lexus).

Бесступенчатая автоматическая коробка, несмотря на сравнительно простую конструкцию, довольно сложная и дорогая в эксплуатации. В дополнение к неисправностям электроники и ремней/цепей встречается и преждевременный износ маховика. Стоит отметить, что двухмассовый маховик используется лишь в некоторых автомобилях с CVT (Ауди).

Заключение.

Самое главное, не забывать  о регулярной замене масла. К сожалению, не все производители ее рекомендуют. Если в сервисе Вам скажут, что менять масло в вариаторе не надо, то просто поищите другую мастерскую.

Источник: https://vvm-auto.ru/publikatsii/1127-cvt

СVT, вариатор, бесступенчатая коробка передач — что это такое?

CVT, вариаторная трансмиссия и она же бесступенчатая коробка передач является особой разновидностью автоматической коробки передач. Благодаря своей конструкции «вариатор» обеспечивает больший коэффициент полезной мощности, лучшую экономию топлива и более мягкое управление, по сравнению с другими типами коробок-автоматов.

Как управлять автомобилем с бесступенчатой коробкой передач (CVT)

Управляется автомобиль с вариаторной трансмиссией также, как и с любой другой автоматической коробкой передач: отсутствует педаль сцепления и переключение идёт по схеме P-R-N-D-L.

Кардинальное отличие CVT только в том, что она не имеет ступеней передач (скоростей), как другие АКПП. Бесступенчатая автомат-коробка понижает или повышает обороты двигателя в зависимости от скорости автомобиля.

Вы не услышите от неё характерных для АКПП звуков или ощущений при работе, ведь её задача — регулировать обороты двигателя в изменяющемся скоростном режиме.

Единственное, к чему следует привыкнуть водителям автомобилей, оснащённых CVT, это к ощущениям, что при работе педалью акселератора обороты двигателя нарастают и замедляются с запозданием. Это чувство нормально, так как умная CVT оптимизирует обороты двигателя, а для этого необходим период времени.

Как работает вариаторная автомат-коробка

Есть несколько конструкций вариаторной трансмиссии, но в большинстве автомобилей она использует пару шкивов переменного диаметра в виде противостоящих конусов, между которыми проходит зубчатый ремень или цепь. Один шкив соединён с двигателем (входной шкив), а другой — с ведущими колесами (выходной шкив). Половины этих шкивов являются подвижными.

Когда половины этих шкивов приближаются навстречу друг другу, зубчатый ремень или цепь начинают подниматься вверх к большим диаметрам шкивов.

Отношение передачи(скорости) напрямую зависит от изменяемого диаметра шкивов, нечто похожее вы можете увидеть на велосипеде: металлическая цепь переходит на какую-либо шестерню со своим диаметром в зависимости от выбранной скорости.

Важно

При условии, когда диаметр входного шкива меньше диаметра выходного, получается низкое отношение, которое пригодно для движения на низких оборотах. При ускорении автомобиля, диаметры этих шкивов понижаются, чтобы уменьшить обороты двигателя, так как увеличивается скорость автомобиля.

Это похоже на работу обычной механической коробки или автоматической, но если в обычных передачах передаточное отношение изменяется благодаря прямому воздействию на выбор скоростей(передач) от самой низкой до самой высокой, то в коробке CVT передаточное отношение изменяется самостоятельно, в зависимости от оборотов двигателя.

Преимущества бесступенчатой коробки передач

  • Двигатели не достигают предельных оборотов на всех скоростях, благодаря системе CVT. Она рассчитывает и поддерживает наиболее высокую полезную работу двигателя, учитывая мощность двигателя, вращающий момент и расход топлива.
  • Во время движения водителю не стоит беспокоиться о том, когда надо переключить передачу — система все сделает сама.

Недостатки вариаторной трансмиссии

  • Самая большая проблема — адаптация самих водителей к этой системе. Водители не сразу привыкают к необычным шумам при работе двигателя, к работе двигателя на повышенных оборотах, к плавному и одновременно быстрому ускорению.
  • Второй минус — автомобиль с вариаторной трансмиссией стоит заметно дороже автомобиля с традиционной АКПП. Это подтвердят автодилеры и услуга оценки автомобиля в Москве ЮАО. За дополнительный комфорт и новейшие технологии, реализованные в автомобиле, приходится переплачивать.
  • Не столько минус, сколько важное замечание — вариаторная трансмиссия требует аккуратной эксплуатации и регулярного качественного обслуживания.

При всем своем удобстве, CVT стала более-менее популярной не так давно. Ранние версии вариаторов были ненадежны из-за резиновых ремней. Позже ремни были заменены плоской металлической цепью. Кроме того, для установки вариаторов было ограничение по мощности двигателя (до 100 л.

с), так как в случае установки на более мощные двигатели, трансмиссия быстро выходила из строя. И только новейшие технологии позволили создать такие вариаторные трансмиссии, которые можно было установить на мощные двигатели, например, на автомобиль Nissan Maxima с 290 л.

с, производитель которого заявляет, что надежность и долговечность его CVT не хуже, чем у обыкновенных передач. Стоит заметить, что CVT используют и другие производители автомобилей — известно, что Audi, Toyota, Mercedes-Benz тоже разработали свои CVT.

Подводя итоги, можно сказать, что бесступенчатая коробка — вариатор — в современном исполнении полным ходом завоевывает поклонников.

Источник: http://autocarinfo.ru/2016/11/svt-variator-besstupenchataya-korobka-peredach-chto-eto-takoe/

Бесступенчатая коробка передач

Бесступенчатая трансмиссия CVT, так же известной как вариатор, является автоматическая коробка переключения передач, которая может плавно изменять эффективные передаточные отношения в непрерывном диапазоне.

Эта особенность отличает вариаторы от других автоматических коробок имеющих фиксированное число передаточных отношений.

Гибкость CVT позволяет поддерживать постоянные обороты двигателя, изменяя крутящий момент угловыми скоростями внутри коробки.

Ременная конструкция вариатора обеспечивает эффективность передачи момента около 88%, что ниже, чем на механической коробке, но позволяет двигателю работать в наиболее эффективном диапазоне частоты вращения.

Когда же величина крутящего момента становится важнее экономии, вариатор изменяет передаточное отношение, позволяя двигателю работать на максимальную мощность. Вот вам список автомобилей с вариаторной кпп.

Конструкция вариатора не требует наличия сцепления. Тем не менее, в некоторых автомобилях (мотоциклах) добавляется центробежное сцепление, чтобы облегчить нейтральное положение, которое необходимо для работы на холостом ходу и для движения задним ходом.

CVT

Область применения

Простые ременные вариаторы обычно используются в небольших транспортных средствах, в которых простота и удобство использования перевешивают их сравнительную не эффективность. Почти все снегоходы, машины для гольфа, мотороллеры используют в качестве АКПП вариаторы с ременным приводом.

Многие небольшие тракторы и самоходные косилки для дома и сада также используют простой резиновый ремень CVT, хотя гидростатические системы являются более распространенными. Гидростатические вариаторы используются в основном в малой и средней сельскохозяйственной технике.

По мере того, как двигатели в этих машинах работают на неизменных оборотах, для обеспечения максимальной мощности, потери в механической эффективности компенсируются увеличенными эксплуатационными возможностями. Итоговая мощность передачи позволяет контролировать как скорость движения, так и направление.

Совет

  Это особенно необходимо в оборудовании предназначенном для поворота, или в минипогрузчиках. В сельскохозяйственной технике вариатор позволяет не менять скорость движения при разных нагрузках.

В 1994 году вариаторы были запрещены в гонках формула-1 из-за опасения, что команды с наибольшим финансированием получат преимущество при создании эффективной CVT. В 90-х годах вариатор начал активно внедрятся в небольшие спортивные автомобили (картинг) для увеличения производительности и ресурса двигателя.

Некоторые промышленные станки используют систему CVT для контроля скорости вращения вала. В зависимости от поставленной задачи оператор регулирует скорость вращения вала изменяя тем самым момент передачи мощности на вторичный вал. В большинстве случаев скорость вращения меняется при работающем двигателе.

В настоящее время вариаторы все чаще используются в качестве бесступенчатой автоматической коробки передач на легковых автомобилях. Достоинства и недостатки можно узнать в данной статье.

Источник: http://variator-cvt.ru/variator/besstupenchataya-korobka-peredach

Коробка передач CVT: что это такое?

С развитием автомобилестроения все больше вариантов и нововведений деталей конструкции придумывают производители. Этот нюанс не обошел и коробку передач. Сначала была прямая, потом механическая на две, три, четыре ступени и так
далее, затем стали появляться коробки автомат, которые стали весьма популярными.

Но прогресс не стоит на месте. Следующим поколением автоматических коробок переключения передач стали бесступенчатые КПП, или вариаторы. В этой статье рассмотрим, что такое вариатор, его функции и принцип работы, чем он отличается от
обычной коробки автомат, а также плюсы и минусы.

Что такое коробка CVT?

Итак, коробка передач CVT — что это такое?

CVT – это вид трансмиссии, которая переключает передачи плавно, без участия водителя. Ее еще называют следующим поколением коробки автомат. Она меняет передаточное число незаметно и беспрерывно. В последнее время автопроизводители все больше работают над совершенством и разработкой новых вариантов вариатора.

Принцип работы

Большинство вариаторов оснащаются клиноременными передачами. Шкивы оснащаются раздвижными валами, которые и меняют передаточное число способом раздвижения и сдвижения частей вала.

Вариативная КПП состоит всего с трех элементов:

  1. ремень, который может быть резиновый, металлический или полевидный (специально сделан и разработан, в основе которого лежит твердый метал, прочная резиновая обмотка и пропитан специальным веществом, которое имеет свойство
    охлаждать ремень);
  2. ведомый шкив. Вращается за счет ведущего шкива и передает вращение на карданную передачу;
  3. ведущий шкив. Он связан в коленвалом и вращает ведомый шкив.

Типы вариаторов

  • гидромеханическая. Составляющей этой КПП является гидромуфта и механическая часть коробки;
  • электрическая. Состоит из электромоторов, которые установлены на каждое колесо;
  • вариативная. Состоит из механической КПП, по принципу передачи передаточного числа с помощью регулируемых валов и ремня.

Чем отличается вариатор от автоматической коробки передач?

Основным отличием является конструктивный план и особенности сборки. У автомата стоит гидротрансформатор, который идет как сцепление и блок шестеренок, который переключает передачи. У вариатора же стоят два раздвижных шкива, которые приводятся ремнем. В бесступенчатой коробке нет передач, которые нужно переключать, и отсутствует сцепление.

Автоматическая коробка изменяет частоту вращения коленвала, вариатор этого не делает, весь процесс происходит на одном количестве оборотов двигателя. Таким образом в техническом плане отличаются эти КПП.

В плане ощущений при переключении автомата слышится щелчок или толчок при смене передачи, на вариаторе же это отсутствует, поскольку переключения скоростей нет. Также отсутствует звук набирания оборотов ДВС, как и при езде на коробке автомат.

Еще одним отличием является то, что на АКПП есть определенное количество передач, а на вариаторе оно отсутствует. По большому счету вариатор имеет бесконечное число ступеней.

Читайте также:  Классификация автомобилей по кузову

Плюсы и минусы CVT

Основными достоинствами являются:

  • высокая динамика движения;
  • экономия горючего;
  • плавный разгон;
  • отсутствие толчков при переключении передачи;
  • отсутствие шума коробки и ДВС;
  • не требует переключать передачи;
  • надежность и простота конструкции;
  • легкий ремонт и обслуживание;
  • небольшой вес;
  • стоимость ниже обычной АКПП;
  • увеличенный срок эксплуатации.

Недостатки CVT:

  • низкий темп набора скорости;
  • нужно лить только масла, которые охлаждают, поскольку высокая сила трения;
  • требуется бережное отношение к ремню или цепи;
  • обслуживание вариатора дороже, нежели других КПП;
  • каждые 130-140 тыс. км нужно менять ремень;
  • малое количество времени бесперебойной работы.

Взглянув на все плюсы и минусы можно сказать, что вариатор имеет много положительных моментов, но и не меньше отрицательных. При бережной эксплуатации и своевременном ТО, CVT прослужит долго и надежно.

По мнению многих
экспертов эта КПП идеально подходит для девушек и людей с ограниченными физическими возможностями.

Предложения производителей в вариативных коробках

На данном этапе несколько производителей работают над совершенствованием бесступенчатой коробки. Основной проблемой остается ремень и цепь, которые имеют повышенный износ.

Компания Toyota разработала новый вид цепи, который состоит из легкого и прочного метала, а сверху покрыт резиной высокого качества. Весь этот элемент покрывают специальным полимером, который служит для снижения нагревания.

Этот ремень для коробок CVT сейчас только на стадии тестирования, но производитель обещает в случаи успешных испытаний запустить его в массовое производство, что значительно повлияет на время проведения ТО и износ деталей.

Также Форд запустил новый вид ремня для CVT на основе секретного полимера. Срок службы данной детали по техническим данным составляет 200 000 км, что на 50 тыс. км больше, нежили существующие.

Вывод

Рассмотрев все, от конструкции до технологии, можно сказать, что на данном этапе содержание CVT КПП обходится довольно дорого и ее нужно эксплуатировать в бережном режиме. Но производители обещают устранить этот недостаток, что в свою очередь повлияет на стоимость и срок эксплуатации.

Источник: http://myfords.ru/korobka-peredach-cvt-chto-eto-takoe

История бесступенчатой коробки передач

Вариаторы из года в год набирают популярность и находят применение на все более широком спектре автомобилей. Технология разработанная еще Леонардом да Винчи ставится на самые современные автомобили.

Что же послужило такому стечению событий? Как вариаторы из использования в мельничных устройствах дошли до применения в автомобилях с гибридными силовыми установками?

Бесступенчатая коробка передач, вариатор , вид трансмиссии, основанной на передаче крутящего момента трением.

Обратите внимание

Из этого факта всплывают огромные плюсы такой передачи – низкий шум, бесконечное число передаточных чисел, плавная динамика работы. Когда же и кем был придуман первый вариатор?

Над созданием вариатора задумывался сам Леонардо да Винчи. Хоть этот вариатор и отличается от современного, которого мы знаем, вариатора, принцип работы у него был абсолютно такой же. Леонардо да Винчи намеревался использовать его в мельничном деле. Но этот вариатор не нашел применения и его идея осталась «пылится», так и не воплотившись в реальность.

Первый патент на вариатор был получен в 1886 году. Это был тороидный вариатор, его разработал Чарльз Хант. В тороидном вариаторе между двумя колесами со сферической (тороидной) рабочей поверхностью зажимается ролик. Одно колесо является ведущим, а другое — ведомым. Передача крутящего момента обеспечивается силами трения между рабочими поверхностями колес и ролика.

Тороидные вариаторы, компании Perbury – Hayes, применялись на автомобилях в 1930-е годы, однако обладали значительными недостатками (небольшая величина крутящего момента, низкая долговечность), что не позволило им долго просуществовать.

Несмотря на это, работы над вариаторной трансмиссией не прекращались. Конструкторы автомобильной компании DAF (ныне принадлежащей Volva) продолжали работать над вариатором, и уже в 1958 году появился первый серийный автомобиль, оснащенный вариаторной коробкой передач названный Variomatic. Его разработчиком был голландским инженером Хуберт ван Доорн.

DAF-600 малолитражный автомобиль, с 590 кубовым двигателем, и был первым серийным автомобилем, оснащенным ременным вариатором. Variomatic – ременный вариатор, который обладал опять таки теми же недостатками: низкий крутящий момент – не выдерживал нагрузок, если объем двигателя превышал 1000 см3 и малая долговечнсоть – 30 000 км., для самого ремня.

С ростом мощности автомобилей, начали обнаруживаться те самые явные недостатки вариатора. С 80-х годов, вариаторы начали устанавливать на мототехнику, гидроциклы и снегоходы. Двигатели таких транспортных средств, как правило, не нуждаются в больших мощностях, и вариаторная трансмиссия как нельзя, кстати, подходила для данной техники.

В автомобилях же начали применятся клиновые вариаторы с цепным приводом. Стальной ремень был разработан тем же голландским инженером Хубертом ван Доорном, который оснавал свою компанию Van Doorn Transmissie.

Важно

В 1987 году они были массово запущены такими автомобильными гигантами, как Ford и Fiat. В то же время Subaru запустило производство своего вариатора, которое поставляло и поставляет другим автопроизводителям.

В 1989 году был продан первый автомобиль с вариатором на территории США. Это автомобиль – Subaru Justy GL. Это ознаменовало переход вариаторной индустрии на новый, мировой, уровень.

Что касается одной из мировых тенденций в автомобилестроении, гибридных автомобилей, и здесь вариаторы находят свое применение. Часть серийно выпускающихся гибридных автомобилей, марки Toyota Prius , так же оснащались вариаторными коробками передач, которые позволяют работать транспортными средству на наиболее выгодных режимах, что особенно необходимо при рекуперации энергии.

Источник: https://novainfo.ru/article/2710

cvt коробка передач положительные и отрицательные стороны

CVT коробка передач — что это такое, и чем она отличается от механической или автоматической коробки передач? Многие называют её следующим поколением АКПП.

Сегодня многие крупные автомобильные производители, такие как Ниссан, Тойота, Ауди и другие, активно модернизируют её и продвигают в новых версиях выпускаемых машин.

Так что же это такое, и чем она отличается? Ниже будет подробно рассмотрен данный вид, устройство, история его происхождения и отличия от других КПП.

CVT коробка передач

История происхождения

CVT, или «Continuously Variable Transmission» впервые был разработан в Европе в начале 80-х.

На русском она означала – постоянную переключающуюся передачу, такой вид коробки устанавливался в то время на небольших европейских авто, а позже — с конца 80-х и в начале 90-х принцип устройства трансмиссии стал появляться у автопроизводителей Америки и Азии. И только с 2011 года трансмиссия стала набирать популярность.

Основные понятия

По сути, CTV — это бесступенчатая коробка передач. Её устройство имеет более простой принцип работы. Вариатор не имеет заданных систем переключения передач и не требует постоянного контроля числа оборотов. Блок управления в автомобиле самостоятельно определяет количество оборотов на нужной скорости и держит необходимую передачу.

То есть, вариатор сам следит за придаточным числом и держит в зависимости от текущей скорости необходимое число оборотов. Придаточным же числом является соотношение скорости вращения колёс к скорости вращения мотора.

Каждая передача в коробке держит определённый уровень количества оборотов, и для их увеличения водитель переключает селектор коробки, чтобы перейти на другую ступень и ускориться.

ctv это бесступенчатая коробка передач

Важно: «У автомобилей, оборудованных ctv, селектор коробки присутствует в салоне, так как он необходим для включения задней передачи для обратного хода».

Исходя из текущей скорости движения, оборотов двигателя и силы нажатия на педаль газа водителем, вариатор практически ежесекундно переключает передачи, определяя оптимальную характеристику хода. Что даёт такой принцип работы:

  • отсутствие рывков, наблюдаемых при переключении АКПП и МКПП;
  • более интенсивный набор скорости.

Это далеко не все положительные стороны, но о них будет говориться чуть позже.

Схема бесступенчатой коробки передач

Виды бесступенчатых коробок передач
В зависимости от назначения и типа транспортного средства автомобильными производителями были разработаны следующие виды бесступенчатых коробок переключения передач:

  • гидромеханическая коробка передач была разработана для автомобилей большой массы. Включает в себя гидродинамическую систему с гидромуфтой и гидротрансформатором и механической передачей. Двигатель такого автомобиля запускает контролирующий насос, которые подаёт масло в трубах, ведущих к гидромоторам, а те в свою очередь начинают вращать колёса;
  • электрическая коробка передач. Энергия образуется через генератор от работы мотора. На каждое колесо нужен отдельный электромотор;
  • вариаторная коробка передач. По сути, является механической передачей с принципом действия работы за счёт передачи крутящего момента через ремень на управляющий шкив. Данный тип устройства стал активно применяться на легковых автомобилях.

Важно: «Перечисленные виды имеют множество различных модификаций и применяются в легковой и тяжёлой автомобильной промышленности».

что такое CVT? Это «робот» или «автомат»?

Устройство CVT

Коробка передач cvt построена на трёх базовых элементах, которые осуществляют весь её принцип работы:

  • ведомое фрикционное колесо выходное;
  • ведущее фрикционное колесо входное, которое связано с коленвалом и осуществляет вращение ведомого фрикционного колеса и передаёт энергию на карданный вал;
  • ремень повышенной прочности из резины или металла, который связывает фрикционные колёса.

Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.

НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.

Читать далее >>

Оба фрикционных колеса способны раздвигаться с помощью муфты нагрузочной. Они соединяются между собой металлическим ремнём. Ремень вариатора занимает особое место в работе и устройстве. Он отличается высокой сложностью и технологичностью.

Ремень содержит в себе до 12 стальных полос высокой прочности, благодаря чему он не проскальзывает и обеспечивает большой крутящий момент. Каждая из стальных полос ремня состоит из металлических пластин в форме трапеций, которые идут поперечно.

Совет

Такая форма обеспечивает плотный контакт с фрикционными колёсами, тем самым осуществляя передачу на крутящий момент. Некоторые разработчики используют вместо ремня широкую цепь с пластинами, края которой цепляются за конусы.

Принцип работы CVT

Принцип работы

Исходя из расшифровки аббревиатуры, в данный тип трансмиссии заложен принцип непрерывного переключения передачи без участия водителя. Сам принцип работы вариатора был использован и раньше в снегоходах, некоторых станках и бензопилах. Но из-за больших нагрузок в автомобилях такое устройство нужно было доработать.

Как было уже сказано выше, основной элемент, обеспечивающий ход автомобиля, — это стальной ремень, состоящий из множества рядов высокопрочной стали с клиновидными зазубринами. Ведомое фрикционное колесо соединено с двигателем, от него идёт ремень к ведущему фрикционному колесу, которое обеспечивает оборотами ведущую пару колёс. Оба фрикционных колеса умеют расширяться и сужаться.

Расширение и сужение ведущего фрикционного колеса контролирует электронный блок управления, а второе колесо расширяется при воздействии на него большего давления от первого колеса.

Так как стальной ремень благодаря зазубренным выступам может быть в любом положении: на конусе расширяемого и сужаемого колеса, это обеспечивает принцип множества передач в зависимости от числа оборотов и нагрузки в текущий момент применения. На деле работа вариатора укладывается в три основных шага:

Первый шаг — при старте двигателя и начале движения ведущее колесо в вариаторе максимально сужено, а ведомое колесо расширено.

Читайте также:  Гидромеханическая трансмиссия – все ради комфорта

Второй шаг — достигая средней скорости примерно в 100 км/час оба колеса расширены на одном (среднем) уровне.

Третий шаг — для достижения максимальной скорости (педаль газа в пол) ведущее фрикционное колесо максимально расширяется, параллельно ему ведомое фрикционное колесо, которое обеспечивает вращение привода автомобиля, максимально сужается.

Важно: «Если со старта выжать педаль газа до упора, фрикционные колёса сразу из первого шага перейдут в третий, обеспечивая быстрый набор скорости без рывка».

Чем хорош вариатор?

Положительные и отрицательные стороны CVT трансмиссии

Естественно, главная положительная сторона этого типа коробки передач заключается в комфорте, который она предоставляет водителю во время движении. Контроль над оборотами и переключением передач ложится на электронный блок управления автомобиля.

Набор скорости происходит мягко, исключая рывки, которые испытывает водитель во время переключения механической или автоматической коробок передач.

Скорость машина набирает быстрее в сравнении с АКПП и МКПП и более плавно стартует с места, а беспрерывное переключение передач в вариаторе обеспечит постоянную работу мотора, и он не заглохнет, стоя на светофоре или пробках. Как и в автоматической коробке, при cvt машина оборудуется только двумя педалями – газ и тормоз.

Обратите внимание

Авто не так сильно шумит при разгоне, при этом трансмиссия считается более экономичной в пересчёте на расход топлива. Как заявляют некоторые производители, которые ставят на свои машины эти коробки, они более экологичные в сравнении с другими, и машины имеют более динамичный набор скорости в сравнении с автоматической коробкой.

При явных положительных моментах в работе коробка cvt не лишена и своих проблем и недостатков. Самый значимый — это её капризность. Ставится она только на автомобили с двигателем до 220 лошадиных сил.

Также для обеспечения её работы нужны дорогостоящие смазочные жидкости, которые нужно менять каждые 30 тысяч километров пробега. С маслом производится и замена фильтров. Автомобиль не может ехать долгое время на предельной скорости.

Разочарует она любителей грубой и агрессивной езды – к этому коробку не готовили, и в скором времени она выйдет из строя. Если это произошло, появляется новая проблема – постараться найти разбирающегося в подобных коробках специалиста. Их такой же дефицит, как и комплектующих на вариатор.

Электронный блок управления автомобиля, который контролирует ведущее фрикционное колесо бесступенчатой коробки, в случае повреждения какого-либо из его модулей серьёзно дестабилизирует работу трансмиссии.

Расположение деталей

Итог

Как выясняется из статьи, нет ничего сложного в работе cvt коробки. Многие эксперты говорят, что за ней будущее, но сейчас этой коробке предстоит немалый путь для преодоления ошибок разработчиков и улучшения её износостойкости.

Как можно уже полагать, такой путь до неё прошли и механическая, и автоматическая коробки передач.

Автолюбителям остаётся только следить за её развитием сегодня, и может быть в недалёком будущем, исправив все недочёты, она сможет полностью заменить автоматическую коробку передач.

Источник: https://AkppGid.ru/vse-ob-akpp/cvt-cto-takoe.html

Устройство автомобилей



Двигатели внутреннего сгорания работают в режиме максимальной мощности и экономичности лишь в узком интервале частот вращения коленчатого вала близких к номинальной частоте. Номинальной (оптимальной) называют частоту, при которой мощность двигателя достигает максимального значения в режиме нормальных нагрузок.

При превышении этой частоты двигатель теряет мощность и начинает работать «вразнос», при уменьшении – тоже не развивает достаточной мощности и глохнет при малейшем увеличении нагрузки.

По этой причине трансмиссия автомобиля должна гибко реагировать на изменение нагрузки, создавая двигателю условия для работы в номинальном режиме.

Важно

Если автомобиль преодолевает препятствие или труднопроходимый участок дороги, необходимо увеличить тяговое усилие на колесах, если же он движется по ровному и гладкому шоссе – тяговое усилие на колесах можно уменьшить, увеличив при этом скорость движения.

И в том и в другом случае двигатель не должен подвергаться воздействию внешних сил сопротивления, работая в режиме, максимально приближенном к номинальному.

Данная задача наиболее просто решается применением бесступенчатой трансмиссии, которая автоматически подбирает и устанавливает передаточное отношение, наиболее оптимальное для каждого конкретного условия движения автомобиля.

При этом передаточное отношение изменяется плавно, без динамических нагрузок на двигатель и агрегаты трансмиссии, что благотворно влияет их на долговечность и надежность.

Словосочетание бесступенчатая трансмиссия происходит от английского «Continuously Variable Transmission, CVT» — «непрерывно переменная передача».



Применение автоматических бесступенчатых трансмиссий не только создает благоприятные условия для работы силовой установки (двигателя), но и повышает срок службы деталей, узлов и агрегатов двигателя и трансмиссии (благодаря плавности работы и снижению динамических нагрузок).
Кроме того, упрощается управление автомобилем (благодаря автоматизации процессов), и повышается экономичность эксплуатации автомобиля, поскольку работа двигателя поддерживается в наиболее благоприятном оптимальном режиме.

Существенные недостатки автоматических и бесступенчатых трансмиссий – сложность конструкции, дороговизна производства и эксплуатации, а также недостаточная надежность и долговечность, не позволяют в настоящее время широко применять их в конструкциях современных автомобилей.

В конструкции современных автомобилей применяют несколько видов бесступенчатых трансмиссий: электрическую, электромеханическую, гидравлическую (гидродинамическую), гидромеханическую, гидрообъемную и фрикционную (вариаторную), а также их комбинации.

***

Принцип работы гидротрансформатора наглядно представлен в видеоролике.

***

Электрические и электромеханические трансмиссии



Главная страница

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Источник: http://k-a-t.ru/mdk.01.01_transmjssia/transmjssia_2/index.shtml

Коробка передач CVT

Приобретая современный автомобиль, каждый покупатель знакомится с конструкцией трансмиссии и коробки передач. Многие автомобилисты подробно изучают разновидности механических, автоматических коробок передач и особенности их эксплуатации.

Автопроизводители предлагают новые модели с бесступенчатыми коробками передач. Однако, не все автолюбители слышали о КПП CVT и знают, что это такое.

В статье представлено краткое описание устройства, принципа работы, основных преимуществ и недостатков уникальных коробок перемены передач, оборудованных вариатором.

Устройство бесступенчатой коробки передач

Дословный перевод аббревиатуры CVT звучит – коробка, «непрерывно изменяющая передачи».

CVT коробка передач отличается от механических либо автоматических механизмов плавным изменением передаточного числа, отсутствием определенного количества фиксированных положений на каждой передаче.

Совет

Новая коробка CVT в автомобиле отличается упрощенной конструкцией. Чтобы понять, что такое коробка передач CVT и как это работает, нужно изучить прилагаемую инструкцию по эксплуатации нового авто с коробкой передач – вариатором.

Трансмиссия CVT состоит из двух конусообразных шкивов, то есть колес – ведущего и ведомого. Их соединяет ременная передача специальной конструкции.

Конструкция и принцип функционирования ременной передачи:

  • цепь либо ремень представляет собой сборную конструкцию, состоящую из отдельных металлических элементов повышенной прочности;
  • каждый элемент – это сегмент небольшого размера, выполненный в форме клина;
  • клинышки поочередно нанизаны на металлический жгут, обладающий высокой прочностью и устойчивостью против износа.

Как работает коробка передач CVT

Диски ведущего шкива вращаются от коленчатого вала силового агрегата. Ведомое фрикционное колесо передает высокий крутящий момент на колеса автомобиля. При этом используются специальные приводные ремни.

При работе двигателя, когда увеличивается количество оборотов при разгоне или изменяются другие параметры двигателя внутреннего сгорания, клиновидный ремень меняет степень натяжения – натягивается или ослабляется. Это приводит к изменению диаметра ведущего шкива,передаточное отношение в коробке передач при этом увеличивается или уменьшается соответственно.

Ведомое фрикционное колесо меняет параметры под воздействием сил инерции и пружин, входящих в его конструкцию. Весь процесс, в том числе и скорость вращения, число оборотовшкивов, регулируются при помощи системы электронного управления коробкой передач.

Читайте также…  Пенится масло в коробке передач «АКПП»- Пена на щупе

Ведущий и ведомый шкивы вариатора состоят из подвижных конусообразных дисков. Если диски максимально раздвинуты, ремень огибает наименьший диаметр, что соответствует нижней (первой) передаче. Когда диски постепенно сдвигаются, ход ремня увеличивается за счет большего диаметра. При максимальном сближении подвижных элементов шкива машина движется на самой высокой передаче (пятой).

Поочередное сдвижение и раздвижение дисков шкивов приводит к перемене передаточного отношения и соответственно, скорости автомобиля.

Преимущества вариатора

Бесступенчатая коробка переключения передач в транспортном средстве – это огромный прорыв в современной автомобильной промышленности. В сравнении с механической и автоматической коробками передач, клиноременной вариатор отличается большим количеством положительных характеристик:

  1. Плавное возрастание скорости, отсутствие резких рывков и провалов.
  2. Машина разгоняется намного быстрее, т.к. водитель не переключает скорости (динамичный разгон).
  3. С такой коробкой передач двигатель не глохнет на холостом ходу (на светофорах, пешеходных переходах и пр.).
  4. Благодаря большому числу передач в коробке-вариаторе, двигатель внутреннего сгорания постоянно работает в щадящем режиме.
  5. Автомобиль, оборудованный коробкой-вариатором, потребляет меньше топлива.
  6. Управление автомобилем осуществляется при помощи двух педалей.
  7. При разгоне машины отсутствуют шумовые эффекты.
  8. Плавность хода.
  9. Минимальное количество выхлопных газов, загрязняющих атмосферу.

Отрицательные стороны машин с коробкой CVT

При множестве плюсов, автомобили, оборудованные коробкой передач вариаторного типа, пока не завоевали соответствующей популярности среди потребителей. Многие автомобилисты не решаются садиться за руль таких машин, т. к. вариаторы не лишены существенных недостатков:

  • автомобили, оборудованные бесступенчатыми трансмиссиями, не могут ездить на длительные расстояния при максимальной скорости и мощности движка;
  • большая прихотливость вариатора требует частой замены трансмиссионного масла и масляного фильтра (в среднем через 30 000 км пробега);
  • чтобы увеличить срок эксплуатации клиноременной передачи, необходимо использовать дорогостоящую смазочную жидкость;
  • коробка-вариатор быстро выходит из строя при интенсивном, грубом стиле вождения, резких поворотах, экстренном торможении;
  • коробка передач CVT устанавливается на автомобилях с силовым агрегатом, мощностью не более 220 л. с.;
  • высокая стоимость сложных ремонтных работ вариатора;
  • после прохождения каждых 120 тысяч км рекомендуется менять дорогостоящий металлический ремень на новый экземпляр;
  • дефицит запасных частей для CVT коробки передач;
  • недостаточное количество квалифицированных автомехаников, разбирающихся в особенностях новых коробок передач;
  • сложная система управления – устройство теряет стабильность при выходе из строя любого электронного датчика.

Автолюбители, привыкшие развивать большие скорости на машинах, оборудованных АКПП и МКПП, не спешат пересаживаться на автомобили с новым устройством.

Чем коробка-вариатор отличается от трансмиссий других видов

Вариатором оснащены только элитные дорогостоящие транспортные средства. С его строением еще не все ознакомлены и поэтому плохо представляют, как работают бесступенчатые КПП и чем они отличаются от механических и автоматических коробок передач. При ближайшем рассмотрении становится понятно, главное отличие состоит в устройстве и принципе действия каждой конструкции.

Коробка-автомат состоит из гидротрансформатора и редуктора. Плавное переключение передач в автоматической коробке осуществляется, благодаря гидротрансформатору, который заменил сцепление. В редукторе АКПП шестеренки на каждой ступени попарно сцеплены между собой. В сравнении с коробкой вариаторного типа, автомат выдает более низкий КПД.

Потери в гидротрансформаторе являются причиной роста потребления горючего.

В отличие от автомата, клиноременной вариатор не имеет ступеней. Бесступенчатый механизм не переключает передачи в привычном понимании.

Изменение скорости автомобиля производится, в результате сложного взаимодействия двух конусообразных шкивов, соединенных металлическим ремнем оригинальной конструкции.

Обратите внимание

Системой электронных датчиков осуществляется контроль за степенью натяжения трапециевидного ремня. От величины данного параметра зависит скорость движения транспортного средства.

При управлении автомобилем, оборудованным коробкой-вариатором, водитель не отвлекается на переключение передач, не ощущает механических рывков, обороты двигателя остаются постоянными.

Источник: https://motoran.ru/transmisii/korobka-peredach-cvt

Ссылка на основную публикацию