Что такое вариаторная коробка передач? Подробный, авторский разбор

Многим людям интересно узнать, что такое вариаторная коробка передач. Ведь в последнее время, все большее количество автомобилей снабжаются такой трансмиссией. Этому способствует большое число плюсов, которыми он обладает, благодаря своим техническим особенностям. В последние годы практически все автопроизводители используют для своих автомобилей именно такую трансмиссию. Некоторые модели могут иметь эти коробки даже в базовой комплектации.

Это говорит о высоких технических характеристиках подобных коробок. Стоимость их также не выше, чем у обычного автомата. Что также способствует их большему распространению.

 

История


Что такое вариаторная коробка передач, этот вопрос не совсем корректен. Ведь особенностью подобной трансмиссии является полное отсутствие ступеней передач в привычном смысле этого слова. Поэтому, правильнее называть подобную трансмиссию бесступенчатой.

Первые упоминания о ней можно встретить в чертежах Леонардо да Винчи. Но, на автомобилях впервые применили подобный способ передачи усилий только в 50-х года двадцатого века. Самой первой моделью, на которой использовался вариатор в современном представлении, был DAF 600. Немного позже, начиная с 1984 года, такой тип трансмиссии стал все чаще встречаться в автомобильной промышленности. Сейчас практически все автомобильные компании используют в своих моделях этот тип трансмиссии.

 

Устройство


В конструкцию бесступенчатой коробки входят несколько основных компонентов. Это обязательные элементы конструкции. У разных производителей они лишь различаются некоторыми особенностями:

  • Аналог сцепления. Механизм, передающий крутящий момент с двигателя на коробку, или разъединяющий их;
  • Вариатор;
  • Реверс. Используется для движения задним ходом;
  • Блок управления.

Рассмотрим некоторые из этих конструкций более подробно. Начнем со сцепления. Оно позволяет, исходя из обстановки, отключать или подключать коробку к двигателю. Всего применяются 4 варианта решения этой задачи:
  • Электромагнитное (управление электронное);
  • Центробежное (автоматическое);
  • Мокрое многодисковое (управление электронное);
  • Гидротрансформатор.


Наиболее распространенным вариантом является гидротрансформатор. Этот тип сцепления позволяет производить подключение-отключение максимально плавно, без рывков и лишних нагрузок.

Управление осуществляется блоком, который следит за соответствием передаточного числа. Контролирует качество «сцепления». Производится управление селектором. С его помощью можно выбрать режим работы, а также включить реверс (задний ход). Внешне селектор вариатора не отличается от автомата. На большей части современных коробок имеется функция «фиксированных передаточных чисел». Благодаря этому, у водителя при разгоне не возникает ощущения неизменной скорости.

Всего в автомобильных вариаторах используют 2 варианта их конструкции:

  • Клиноременной;
  • Тороидный.

Чаще всего можно встретить первый вариант. Но некоторые компании охотно используют в своих автомобилях обе разновидности.

 

Особенности клиноременного


В основе такого вида бесступенчатой коробки лежит простая ременная передача, в редких случаях их может быть 2. Шкив состоит из 2 сдвигающихся дисков конической формы. Так меняется диаметр шкива и передаточное число. Наклон дисков в 20°. Это позволяет ремню перемещаться с минимальным усилием. Для регулировки положения дисков (сближения), в современных автомобилях применяется гидравлическое усилие. Но в редких случаях можно встретить использование центробежной силы. Регулировка с помощью пружин применяется только на скутерах.

Для большей надежности сейчас в основном используют ремень, сделанный из тонких стальных пластин. Почти всегда их в нем используется от 10 до 12 штук. Они соединяются особой фасонной пластиной, похожей на «бабочку». Усилие передается путем трения боковых поверхностей ремня и шкива. Такая передача обеспечивает минимально возможный шум, а также передачу достаточного крутящего момента.

В другом варианте исполнения подобного механизма: клиноцепной вариатор. В его конструкции используется специальная цепь, сделанная из стали для подшипников. В этой цепи тонкие пластинки соединены осями. Крутящий момент передается торцом цепи при точечных контактах с диском шкива. Такая разновидность клиноременной передачи стала наиболее эффективной из всех видов.

К сожалению, конструктивным недостатком вариаторных коробок является невозможность заднего хода. Для выполнения такой задачи обычно используется планетарная передача. Управление ею осуществляется через селектор.

Тороидный вариатор. Такая передача состоит из пары соосных дисков с тороидальной поверхностью. В этом случае один диск ведущий, а другой ведомый. Между этими дисками зажаты ролики, что позволяет изменять передаточное усилие простым изменением положения этих роликов. Большая часть коробок такого типа имеет 2 последовательно подключенные передачи.

 

Использование на авто


Для более эффективного использования работы двигателя, блок управления вариатором изменяет положение шкивов. И таким образом увеличивает или уменьшает передаточное число. На клиноременных коробках при начинающемся движении передаточное число является максимальным. При наборе скорости диаметр ведущего диска увеличится, а вот у ведомого диска уменьшится. Как следствие и передаточное число становится меньше. На тороидном изначально ролики развернуты к ведущему диску. При разгоне они разворачиваются на сторону ведомого.

 

Достоинства


  • Вариаторы крайне эффективно используют мощность двигателя, при этом достигается максимально возможная экономичность;
  • Очень высок уровень комфорта. По причине отсутствия переключения передач нет никаких рывков и толчков.


Недостатки

 

  • У таких передач имеется ограничение по максимальной мощности двигателя. Поэтому, в основном вариаторы используются на малолитражках. Но, этот показатель постоянно повышается. Самый мощный автомобиль с вариатором на сегодняшний день Nissan Murano, его двигатель выдает 234 л.с.;
  • Техническая сложность производства. Соответственно высокая стоимость.

Заключение. Сейчас на нашем рынке все больше можно встретить автомобилей с автоматической трансмиссией. При этом, многие до сих пор не знают, что такое вариаторная коробка передач, и чем она отличается от обычного автомата. При выборе авто с этой КПП желательно знать все его особенности.