Щоб зрозуміти, що таке варіатор на машині, варто згадати зміст використання в ній коробки передач як такої. Її наявність в автомобілі викликано необхідністю збільшувати або зменшувати кількість оборотів, яке видає двигун. Це пов’язано з тим, що двигун на різних обертах має різну потужність, крутний момент і споживання палива.
Як правило, сценарій руху автомобіля виглядає так: низькі оберти двигуна — автомобіль рушає — обороти ростуть — машина розганяється — обороти впираються в стелю можливостей двигуна — КПП підвищує передаточне число — обороти двигуна падають і починає рости знову.
Таким чином, КПП має кілька низьких і високих передач, які вибираються водієм або автоматикою, виходячи з поточної дорожньої ситуації. Але в кінцевому підсумку значення має лише діапазон передавальних чисел — різниця між найвищою і найнижчою передачею. І переміщатися з цього діапазону ривками, від передачі до передачі зовсім необов’язково.
Зміст
- Як працює варіатор на машині
- Кліноременний варіатор
- Тороїдальний варіатор
- Відео про варіаторі
- Плюси і мінуси варіатора на машині
Як працює варіатор на машині
Механічні або автоматичні коробки передач легкових машин мають, як правило, 5-8 передач з фіксованим передавальним числом. Варіатор ж має нескінченну кількість передач, так що жодних переходів між ними не відчувається — передаточне число плавно наростає і так само плавно знижується. Для такої безступінчатим роботи застосовується одна з двох головних схем вариаторной передачі: кліноременная і тороїдальних.
Кліноременний варіатор
Ілюстрація роботи варіатора шківом кліноременного
Обидва шківа — провідний і ведений — складаються з двох половинок у вигляді усічених конусів, які спрямовані один до одного усіченими вершинами. Між половинками ведучого шківа затискається ремінь, що передає крутний момент веденого шківа, половинки якого так само затискають між собою ремінь.
Щоб підвищити передачу, половинки ведучого шківа сходяться, ремінь повзе по похилій стороні половинок вгору, у бік краю шківа. В результаті, ремінь оббігає більший діаметр — передаточне число зростає. Для зниження передачі, половинки ведучого шківа розходяться, і ремінь сповзає ближче до центру шківа. Як правило, регулювати розбіжність половин можна у обох шківів, тому діапазон передавальних чисел у варіатора дуже широкий.
Ланцюгові варіатори — підмножина шківом кліноременного типу, тільки з металевим ланцюгом замість ременя. Ланцюг використовується там, де потрібно управляти великими потужностями, а також заради гарної стійкості до зношування. Її ККД вище, ніж у звичайних ременів, завдяки кращому зчепленню з поверхнями шківів.
Тороїдальний варіатор
Ілюстрація роботи варіатора тороїдального
На перший погляд, пристрій тороїдального варіатора куди простіше. Замість двох шківів, що складаються з двох половинок, тут використовуються тільки два диски у формі верхньої половинки дзиги або вовчка. Диски спрямовані один на одного цими криволінійними поверхнями. Передача від ведучого диска до веденого проводиться роликом, який стосується криволінійних поверхонь своїми краями.
Коли ролик нахиляється в один бік, місце зіткнення з диском пересувається ближче до краю — передаточне число зростає. При нахилі в протилежну сторону, місце контакту сповзає до центру диска, і передаточне число падає. Також ролик може пересуватися по висоті.
Незважаючи на відносну простоту пристрою, зараз тороїдальні варіатори рідко застосовуються. Їх виробництво дуже вимогливо до точності і міцності деталей, і тому відчутно дорожче. Щоб тороїдальний варіатор видавав прийнятне ККД і довго працював без поломок, необхідно використовувати спеціальні дорогі масла.
Читайте також: Що таке роботизована коробка передач і чим вона відрізняється від автоматичної.
Відео про варіаторі
Читайте також: Чим відрізняється варіатор від автоматичної коробки і що краще.
Плюси і мінуси варіатора на машині
Варіаторна КПП в розрізі
Чим же відрізняється в кращу сторону їзда на машині з варіатором від їзди на такій же машині, але зі звичайною «механікою» або АКПП?
- Машина прискорюється рівномірно, без ривків, на одних і тих же оборотах двигуна, які програма варіатора вважає оптимальними.
- Швидкість набирається відчутно швидше, так як відсутні коливання крутильного моменту та витрати часу на перемикання передач.
- Передаточне відношення миттєво підлаштовується під дорожню ситуацію, запобігає від провалів потужності на підйомі або при обгоні.
- Точне, інтелектуальне управління передачею економить паливо — витрачається рівно стільки, скільки необхідно в поточних умовах.
- Потужність двигуна витрачається з максимальною віддачею, тому двигун більшу частину часу працює тихіше і спокійніше, що подовжує ресурс всієї трансмісії.
- Відсутність різких стрибків в роботі двигуна знижує концентрацію шкідливих продуктів горіння у вихлопних газах.
- Варіатору можна задати режим економії палива, максимальної потужності або швидкості, який він буде витримувати максимально ефективно.
На жаль, варіатори мають і ряд недоліків, якими пояснюється таке нечасте їх застосування на машинах:
- Максимальна потужність двигуна, з якої зміг працювати серійний варіатор, становить близько 240 л. с. — це не дуже багато за нинішніми мірками.
- Через кожні 100-200 тисяч кілометрів пробігу потрібно міняти недешевий ремінь або ланцюг, і в кілька разів частіше — спеціальну рідину, яка дорожче звичайного масла.
- За рівнем рідини в варіаторі потрібно постійно стежити, не допускаючи зниження рівня, при цьому не можна заміняти її на якусь іншу або змішувати.
- Ремонт варіатора в кустарних умовах — вірний спосіб його остаточно доламати, зважаючи на дуже складної електронної начинки.
- Точність і ефективність роботи варіатора залежить від справності всіх електронних систем машини, так як від них варіатор отримує всю потрібну інформацію.
- Є труднощі в буксирування машини з вариаторні коробкою передач, а також з реалізацією заднього ходу.
Сильні сторони варіаторів набагато серйозніше їх слабкостей, тому провідні світові автоконцерни постійно займаються вдосконаленням варіаторів, і намагаються впровадити їх у масове використання. Судячи з того, що традиційні коробки передач рухаються в бік нарощування кількості ступенів, варіатори — кінцевий пункт еволюції автомобільних КПП.
Схожі статті
-
Чим відрізняється інжекторний двигун від карбюраторного
-
Що краще варіатор або автомат
-
Чим відрізняється варіатор від автомата
-
Ніж дизельний двигун відрізняється від бензинового
