Бесступенчатая трансмиссия
Бесступенчатая трансмиссия (англ. Continuously Variable Transmission, CVT ) — вид трансмиссии (передаточного устройства между двигателем и движителем (колёсами, гребным винтом и т. п.)), которая способна плавно изменять коэффициент передачи (отношение скоростей вращения и вращающих моментов двигателя и движителя) во всём рабочем диапазоне скоростей и тяговых усилий.
Содержание
- 1 Типы бесступенчатых трансмиссий
- 2 Вариатор
- 2.1 История вариаторных трансмиссий
Типы бесступенчатых трансмиссий [ править ]
Бесступенчатые трансмиссии, как правило, классифицируются по типу передачи, обеспечивающей бесступенчатое изменение коэффициента передачи:
- Электрическая передача — двигатель вращает генератор, электромоторы — колёса (автомобили Белаз, трактор ДЭТ-250, ЗИС-154).
- Гидрообъёмная передача — двигатель вращает регулируемый гидронасос, поток масла по трубкам подаётся в гидромоторы, вращающие колёса (зерноуборочные комбайныДон-1500).
- Гидродинамическая передача, или гидротрансформатор — устройство из расположенных соответственно колёс с лопатками, перебрасывающих масло между колёсами. Хорошо сочетается с характеристиками ДВС, автоматически изменяя передаточное число, однако увеличение момента незначительно (до 2,5) и требует дополнительной коробки перемены передач (применяется в большинстве автоматических коробок передач легковых автомобилей и автобусов).
- Вариатор — механическая передача, основанная на передаче вращения (момента) трением через промежуточное тело (ремень, ролик, шарик), которое можно переводить в любую точку переменного радиуса ведущего и/или ведомого колёс, получая изменение передаточного отношения. Наибольшее распространение получил «клиноременной вариатор» (применяется в зерноуборочных комбайнах «Нива», некоторых моделях современных легковых автомобилей, скутерах).
- Комбинированная трансмиссия — основной момент передаётся через обычные механические передачи, а меньшая часть момента — бесступенчато, что позволяет до некоторой степени совместить достоинства разных типов передач.
Вариатор [ править ]
В основе большинства современных автомобильных вариаторов — клиноременная передача. Один или оба шкива (ведущий и ведомый) оборудованы раздвижными боковинами; зазор между боковинами шкивов в простейшем случае определяется центробежным регулятором, также могут применяться нагрузочные муфты. При повышении частоты вращения двигателя и ведущего вала боковины ведущего вала сдвигаются, тем самым посадочный диаметр шкива увеличивается, а коэффициент передачи — уменьшается.
Ременная передача целесообразна для мопедов и автомобилей особо малого класса; для более тяжёлых машин применяется цепная передача на том же конструктивном принципе.
Вам будет интересно Почему машина не заводится, советы по устранению неисправности
Дискошариковый вариатор с неограниченным диапазоном передаточного отношения целесообразно использовать в вариоколесах автомобилей малого и среднего класса [источник не указан 2559 дней] .
История вариаторных трансмиссий [ править ]
Первая бесступенчатая трансмиссия была запатентована в 1886 году. С 1950-х годов бесступенчатые трансмиссии широко применялись для бортовых авиационных электрогенераторов, приводимых в действие вспомогательными двигателями.
Первая автомобильная бесступенчатая трансмиссия c резиновыми клиновыми ремнями была применена в малогабаритных голландских автомобилях DAF (DAF 600), а после продажи отделения DAF, выпускавшего пассажирские автомобили, патент унаследовала Volvo.
В 1987 году клиновые вариаторы с цепным приводом были запущены в массовое производство Ford и FIAT (Ford Fiesta, FIAT Uno). В то же время Subaru наладило производство своей CVT, которую поставляло и поставляет другим автопроизводителям.
В конце 1990-х годов вариаторы начали устанавливать и на машины среднего класса, взамен традиционных гидромеханических АКПП.
Комбинированная трансмиссия [ править ]
CVT, установленная на автомобиле Toyota Prius, разработчики назвали PSD (Power Split Device, устройство распределения мощности, «трёхходовая муфта»). Построено PSD на основе планетарной передачи, где с «солнцем» соединён генератор, «водило сателлитов» соединено с двигателем, а «коронная шестерня» — с электромотором и колёсами. Поскольку соотношение диаметров (числа зубьев) шестерён планетарной передачи постоянное, планетарная передача делит крутящий момент двигателя внутреннего сгорания в постоянном отношении. Однако мотор-генератор, соединённый с «солнцем» планетарной передачи, может быть больше или меньше нагружен электрическим током.
Управляет этим процессом контроллер гибридной системы автомобиля. Момент торможения и, соответственно, обороты генератора могут изменяться в широких пределах (от −6000 об/мин до +6000 об/мин), то есть генератор может работать и как электромотор. Поэтому скорость вращения колёс автомобиля изменяется плавно, бесступенчато. При этом мощность, получаемая генератором, не пропадает — в виде электрической энергии она поступает на «тяговый» электромотор и, объединяя усилия с моментом двигателя, приводит в движение автомобиль. Такой гибридный привод в целом называется гибридный синергетический привод.
Бесступенчатая коробка передач
В наше время, один из самых главных вопросов при покупке автомобиля – это расход топлива. Многие, принимая это во внимание, выбирают оптимальное соотношение качества, цены и технических характеристик.
Цены на бензин постоянно растут, и все большее количество людей делаю выбор в пользу малолитражек. Одним словом, тема экономии затронула большинства агрегатов автомобиля, особенно двигатель и коробку передач. Если говорить о двигателе, тут все предельно ясно: снижение рабочего объема, значительно снижает расход, но в то же время негативно сказывается на динамике.
Вам будет интересно 5Мт что за коробка
Поэтому в целях сбережения коэффициента полезного действия двигателя, была придумана вариаторная коробка передач. Она существенно отличается от уже известной нам автоматической, и имеет множество позитивных сторон.
Принцип работы вариаторной коробки передач
На первый взгляд, вы не сможете различить авто с вариаторной коробкой передач. Все как обычно: две педали, рычаг переключения режимов трансмиссии. Но в работе, вы сразу замечаете плавную и незаметную смену передач, и отсутствие фиксированных первой-десятой передач. По мере набора скорости автомобиля, а так же его торможении, вариатор мягко и последовательно меняет передаточное число. Именно поэтому при движении отсутствуют резкие толчки.
Устройство вариаторной коробки передач само по себе не сложное, если брать к примеру цепной вариант – резинометаллическая цепь, растянутая между двумя клиновыми шкивами. Смазка отсутствует, трение маленькое, и тепловая энергия без труда рассредоточивается охлаждением корпуса коробки и самих шкивов.
На тероидальном мощная пружина поджимает ведомый шкив (на нем установлена крыльчатка охлаждения, т.к. трение очень высокое). Принцип работы этого вариатора заключается в эффекте трения, за счет которого выполняется передача крутящего момента.
Виды вариаторов
Существуют несколько типов вариаторов:
- тороидальные;
- клиноременные;
- цепные.
Клиноременный тип самый распространенный. Его особенность в том, что он имеет два шкива в виде остроконечных конусов, обращенных друг к другу. Между ними протянут клиновый ремень. Шкив состоит из двух конических дисков, которые сдвигаясь или раздвигаясь, меняют тем самым диаметр шкива.
Тороидный вариатор представляет собой два осевых вала, которые располагаются на сферической поверхности, а между ними находятся ролики. Передает крутящий момент за счет силы трения между рабочими поверхностями.
Цепной вариатор встречается довольно редко, но среди остальных отличается минимальными потерями при передаче крутящего момента, при этом имея высокий коэффициент полезного действия.
На некоторых машинах есть возможность выбрать несколько «виртуальных» передач, которые задаются электроникой. Между выбранными передачами вариатор будет резко переключаться, напоминая своей работой классическую коробку автомат. В этом случае вы можете собственноручно переключать рычаг по своему желанию, примерно как в случае с ручным секвентальным режимом.
Правила и особенности эксплуатации вариатора
На сегодняшний день, вариаторные коробки передач получают все большее распространение на разных классах машин, а их стоимость обычно дешевле, чем с автоматом. Вариатор располагает большим числом передач, что приносит комфорт в его использовании в разных ситуациях. Неплохая динамика и высокая экономичность являются характерными чертами вариатора от других уже известных нам трансмиссий.
Вам будет интересно Автомобиль акпп до 300000
Другими словами, основным достоинством вариаторной коробки передач является ее способность изменять и передавать крутящий момент в приемлемом диапазоне оборотов двигателя. Если сказать ещё проще, то автомат при разгоне авто, заставляет двигатель работать на различных оборотах, а у вариатора все происходит плавно. Соответственно поэтому и разгон ровнее, и поездка приятней: без толчков, с небольшим расходом топлива.
С эксплуатацией вариаторной коробки мы разобрались, теперь можем поговорить об обслуживании и технических аспектах.
Обслуживание и технические тонкости
В обслуживании она немного дороже, чем другие виды коробок. То есть, в классических автоматизированных коробках передач детали изготавливаются методом штамповки, и имеют легкий вес. Соответственно стоят дешево. У вариатора детали тяжелые, изготовлены из дорогих материалов и по самым современным технологиям.
Заключение
Как и везде, у вариатора есть и недостатки. Например:
- Его не ставят на автомобили, с мощными двигателями;
- Смазывающая жидкость вариатора стоит на порядок дороже, чем обычное коробочное масло. За ее уровнем необходимо всё время следить, и она не может быть заменена на аналоги. Да и сама замена масла проводится гораздо чаще, дабы продлить срок эксплуатации коробки;
- Во время своей работы, вариатор использует показания множества датчиков, включая скорость, АБС, положения коленвала, давление в шинах. Если сигнал не поступает хотя бы от одного из датчиков, это приводит к неправильной работе коробки или к аварийному режиму;
- Есть ограничения к условиям буксировки авто с вариаторной трансмиссией. А именно: буксирование автомобиля с вариатором возможно исключительно при погрузке на эвакуатор. Так как при обычном буксировании, с мягкой сцепкой – вариатор перегревается, что приводит к поломке. А ремонт вышеуказанной коробки удовольствие сомнительное, и довольно затратное.
На мой взгляд, вариатор имеет достаточно большой потенциал развития. В будущем, он заменит классические, автоматические коробки передач с гидротрансформатором. И его будут устанавливать на большинство серийных, городских автомобилей. В то время как автомобили со спортивной натурой будут комплектоваться коробкой передач с двойным сцеплением (DSG).
Так что, если вам нужна плавная езда, без рывков и шума, если для вас в приоритете экономия, с неплохими динамическими характеристиками, и вас не пугают особенности эксплуатации — вариаторная коробка переключения передач (CVT) – для вас.
Источник https://aboutmycar.ru/obsluzhivanie-avtomobilya/transmissiya/besstupenchataya-transmissiya-vikipediya/