Co to jest wariator pudełkowy: cechy konstrukcyjne, zalety i wady

Box variator – przekładnia bezstopniowa, która płynnie zmienia przełożenie skrzyni biegów. W przeciwieństwie do przekładni stopniowanej (skrzynka mechaniczna, automatyczna przekładnia hydromechaniczna lub automatyczna skrzynia biegów) wariator nie ma tak zwanych stałych przekładni.

Pod stałymi kołami zębatymi (stopniami) należy rozumieć przekładnie zazębiające się. Następnie rozważymy układ wariatora i zasadę działania tego typu przekładni, a także zalety i wady przekładni wariatora.

Skrzynia biegów z przekładnią CVT: czym jest i jak działa

Tak więc przekładnia wariatora lub przekładni wariatora jest zwykle określana skrótem CVT (Continuous Variable Transmission), co oznacza ciągłą zmianę biegów.

Wariant w porównaniu z analogami ma wiele zalet. Przede wszystkim ten typ skrzyni biegów jest tańszy w produkcji niż automatyczna skrzynia biegów. Inny wariator umożliwia bardziej efektywne wykorzystanie mocy i momentu obrotowego silnika.

Dzięki cechom konstrukcyjnym możliwa jest elastyczna zmiana przełożenia skrzyni biegów. Jeśli jest to proste, silnik pracuje zawsze w optymalnym trybie, który w pełni odpowiada określonym warunkom i obciążeniom.

Ponadto brak momentu zmiany biegów oznacza, że ​​nie występuje przerwa w przepływie mocy. W rezultacie możliwe jest osiągnięcie wysokich wskaźników zużycia paliwa i dynamiki przyspieszenia, a także zapewnienie maksymalnego komfortu podczas prowadzenia samochodu z CVT.

Należy zauważyć, że istnieje kilka rodzajów wariatorów, jednak w przemyśle motoryzacyjnym stosowane są paski klinowe i wariatory toroidalne. W tym samym czasie pasek klinowy jest znacznie powszechniejszy.

Pierwszym tego typu wariatorem był Variomatic, który został zainstalowany w samochodach w późnych latach 50-tych, później pojawiła się wersja Transmatic, która dostała się na przenośnik w 1984 roku.

Dziś wariator V-Belt jest aktywnie wykorzystywany przez różnych światowych producentów samochodów (np. Toyota Multidrive, Multitronic Audi, Xtronic Nissan, itp.). Jeśli chodzi o mniej popularną odmianę toroidalną, jedną z najbardziej znanych jest skrzynia z odmianami Extroid Nissan.

Ogólny projekt wariatora zakłada następujące podstawowe elementy:

  • Urządzenie do przenoszenia momentu obrotowego z silnika na skrzynię biegów, a także pozwala odłączyć skrzynię biegów od elektrowni (podobnie jak w przypadku przekładni neutralnej);
  • Przekładnia wariacyjna, a także mechanizm biegu wstecznego.
  • System zmiennej kontroli prędkości (komputer i zestaw czujników);

Istnieje kilka rodzajów tak zwanych sprzęgieł automatycznych:

  • odśrodkowe automatyczne sprzęgło;
  • sprzęgło elektromagnetyczne;
  • sprzęgło wielotarczowe;
  • hydrotransformator;

Najczęstszym rozwiązaniem jest konwerter, gdyż pozwala osiągnąć najbardziej SDT konwersję gładka momentu, zwiększają komfort i przedłużyć żywotność zmiennej prędkości zmiany biegów.

Jeśli mówimy bezpośrednio o samym urządzeniu skrzyni CVT, powinniśmy zacząć od wariantów wariatorów klinowych. Taki wariator ma jeden lub dwa napędy pasowe. Napęd pasowy zakłada parę kół pasowych połączonych ze sobą za pomocą pasa klinowego.

Z kolei koło pasowe składa się z dwóch stożkowych dysków, które mogą się poruszać i oddalać. Dzięki temu możliwa jest zmiana średnicy koła pasowego.

Aby połączyć stożki, ciśnienie hydrauliczne mogą być stosowane jako czopki bliżej siebie, za pomocą siły odśrodkowej, lub pod wpływem siły sprężyny. Sami koła stożkowe są nachylone pod kątem nachylenia 20 °, co pozwala na przejście pasa powierzchni przy minimalnym oporze.

Na początkowym etapie wariatory typu V otrzymały pas gumy, ale żywotność takiego pasa nie przekraczała 50 000 km., A także taśma nie była wystarczająco elastyczna. W rezultacie możliwość efektywnej zmiany przełożenia skrzyni biegów była nieco ograniczona.

Dalej w urządzeniach skrzynek odmiany zaczęto używać elastycznego metalowego pasa wykonanego z kilku stalowych pasków. Moment obrotowy przenoszony jest przez tarcie z boczną powierzchnią pasa i kół pasowych.

Zalecamy również przeczytanie artykułu o tym, czym jest wariator XTRONT. Z tego artykułu dowiesz się o cechach i różnicach przekładni wariatora tego typu, a także o tym, jakie mocne i słabe strony posiada ten wariator.

Taśma stalowa wariatora okazała się bardziej trwała, elastyczna, charakteryzująca się wydłużonym okresem użytkowania, skrzynia biegów generuje mniej hałasu podczas pracy. Dzięki temu pasowi wariatory stały się masywne.

Również niektórzy producenci zamiast paska używają metalowego łańcucha wariatora w urządzeniu skrzynki danego typu (клиноцепной a variator). Łańcuch pozwala na jeszcze większą elastyczność i wydajność w porównaniu z wariatorami klinowymi.Wariator łańcucha klinczowego ma najwyższą sprawność, ponieważ straty są minimalne.

Faktem jest, że moment obrotowy jest przenoszony przez końcową powierzchnię łańcucha. Innymi słowy, łańcuch jest bardziej "ciasno" w kontakcie ze stożkowymi dyskami. Aby uniknąć przyspieszonego zużycia w punktach styku, stożkowe tarcze są wykonane z wytrzymałej stali.

Dodajemy również, że konstrukcja wariatora nie jest w stanie zapewnić samochodowi możliwości jazdy w tył. Aby samochód z wariatorem miał tylny bieg, projektanci korzystają z dodatkowych urządzeń. Aby być bardziej precyzyjnym, wariator CVT ma planetarną skrzynię biegów do cofania. Przekładnia planetarna jest podobna do urządzenia klasycznej hydromechanicznej przekładni automatycznej.

Wariator pudełkowy działa pod kontrolą systemu elektronicznego. Elektronika jest odpowiedzialna za synchroniczną zmianę średnicy kół pasowych wariatora, dokładnie zgodnie z trybem pracy silnika. Układ steruje również sprzęgłem i planetarną przekładnią redukcyjną biegu wstecznego.

W odniesieniu do włączenia trybów, wariator jest sterowany za pomocą dźwigni (selektora), która znajduje się w samochodzie.Sami tryby podobne sposoby automatycznego (P-R-N-D-l, sportrezhim zima, ekonomiczne, etc.), ponieważ producenci starają się maksymalnie ułatwić i uproszczenie interakcji z CAT kierowcy.

Nadal należy pamiętać, że wariator może również mieć ręczny tryb zmiany biegów (Tiptronic). Mimo zmiennej prędkości zmiany biegów nie jest konstruktywne kroki (zębate), ale program komputerowy w trybie ręcznym zaczyna działać na algorytmie zawierającego zaprogramowany stałych przełożeń (podobny do automatycznej skrzyni biegów Tiptronic).

Pojawienie się takiej funkcji na wariatorze nie jest podyktowane żadną potrzebą, bezpośrednio związaną z działaniem i poprawą charakterystyki. Faktem jest, że dla wielu kierowców problemem jest ta sama prędkość silnika podczas przyspieszania, jak również brak poczucia zmiany transferu (krok). Tryb ręczny pozwala uzyskać oczywiste przełączenie "w górę" lub "w dół" przez analogię z mechaniką lub automatyczną skrzynią biegów.

Zasada działania wariatora klinowego i toroidalnej przekładni CVT

W sercu klinotsepnyh i V pasa przekładni CVT jest synchroniczna zmiana średnicy kół pasowych, zależnie od trybu, w którym silnik pracuje w pewnym momencie.

Możliwość zmiany średnicy koła pasowego odbywa się za pomocą napędu.Gdy samochód z wariatorem jest przyspieszany, koło napędowe wariatora ma najmniejszą średnicę, stożkowe dyski są w stanie całkowicie zwolnionym.

Z kolei dysk napędzany ma największą średnicę, to znaczy stożkowe dyski są całkowicie ściśnięte. Gdy prędkość obrotowa silnika zacznie wzrastać, średnica koła pasowego napędowego również staje się większa, podczas gdy średnica napędzanego koła pasowego zmniejsza się.

Ze względu na tę zmianę średnic kół pasowych dochodzi do zmniejszenia przełożenia skrzyni biegów. Ponadto układ sterowania wariatora "wybiera" taki stosunek średnic, aby utrzymać silnik w zakresie prędkości, kiedy możliwe jest uzyskanie największej mocy i momentu obrotowego z silnika spalinowego.

Pozwala to uzyskać i utrzymać optymalny tryb pracy, przy jednoczesnym zachowaniu dynamiki i oszczędności paliwa. Dodajemy również, jak już wspomniano powyżej, oprócz pasów klinowych są również wariatory toroidalne. Tak więc, zgodnie z projektem, toroidalny wariator ma dwa współosiowe wały. Wały te mają sferyczną powierzchnię.

Pomiędzy wałami z toroidalną (kulistą) powierzchnią znajdują się specjalne rolki.Aby zmienić przełożenie, położenie rolek zmienia się w wariatorze tego typu. W tym przypadku przenoszenie momentu obrotowego odbywa się za pomocą siły tarcia powstającej między powierzchniami rolek i wałów.

Plusy i minusy wariatora

Po rozpatrzeniu tego, co oznacza wariant skrzyni w samochodzie i w jaki sposób jednostka jest ustawiona, można wziąć pod uwagę główne plusy i minusy automatycznej skrzyni biegów tego typu.

Przede wszystkim wśród głównych zalet są wysokie wskaźniki sprawności przekładni, a także oszczędność paliwa i komfort jazdy, ponieważ kierowca nie odczuwa momentu zmiany biegów.

Mówiąc o wadach, wariatory mają stosunkowo małe zasoby, zazwyczaj nie są instalowane w parach z mocnymi silnikami, ponieważ jednostki nie są zaprojektowane do dużych obciążeń. Innymi słowy, samochody z wariatorem CVT nie mogą być eksploatowane agresywnie, takie samochody są bardziej odpowiednie do cichej jazdy.

Po załadowaniu skrzyni żywotność skrzyni biegów ulega znacznemu skróceniu. Również wariator jest wrażliwy na jakość i poziom oleju. Konieczna jest wymiana oleju w wariatorze co 30-40 tysięcy km., Przy użyciu wyłącznie oryginalnych płynów przekładniowych zalecanych przez producenta samochodu lub samą skrzynkę.

Zalecamy również przeczytanie artykułu o tym, jak prawidłowo jeździć wariatorem. Z tego artykułu dowiesz się o funkcjach wariatora CVT, a także o tym, co należy wziąć pod uwagę, aby zwiększyć żywotność tej przekładni.

Inna CVT obawia się nagłych startów, wysokiej prędkości obrotowej silnika, jazdy w terenie, holowania przyczepy lub innych samochodów, długich poślizgnięć w śniegu lub na lodzie (szczególnie w wersji skrzyni z konwerterem momentu obrotowego).

Na szczególną uwagę zasługuje również kwestia sposobu holowania samochodu z wariatorem w przypadku awarii. Konieczne jest ścisłe przestrzeganie wszystkich zasad i zaleceń. Należy również zwrócić uwagę na małą łatwość konserwacji wariatora i wysokie koszty części zamiennych.

Na koniec zauważamy, że, biorąc pod uwagę wyżej wymienioną liczbę funkcji, wariatory są zwykle instalowane w samochodach osobowych i crossoverach. W praktyce ta przekładnia jest optymalnie dostosowana do modeli, które są eksploatowane w mieście lub używane do jazdy po autostradzie bez specjalnych obciążeń na silniku i skrzyni biegów.