Що таке варіатор? Принцип роботи варіатора.

Варіатор — це безступінчаста трансмісія із зовнішнім керуванням, яка дозволяє автоматично плавно змінювати передатне число, вибираючи найбільш оптимальне відповідно до зовнішньогонавантаження та оборотів двигуна, тим самим даючи можливістьмаксимально ефективно використовувати його потужність. У техніцііснує безліч різних конструкцій такого типу, але на автомобілінабули поширення два види варіаторів:клинопасовий і тороїдний. Іремінь, що з'єднує їх, у перерізі має трапецеїдальну форму.Якщополовинки ведучого шківа зрушити, вони виштовхнуть ремінь, що нібипотрапив між ними клин (звідси і назва "клинопасовий"), назовні -радіус шківа, по якому працює ремінь збільшиться, і, отже, збільшиться А якщо половинки веденого шківа, навпаки, розсунути, торемінь провалиться всередину і працюватиме за меншим радіусом —передатне відношення зменшиться. Якщо обидва шківа будуть впроміжному положенні, то передача стане прямою. > Клиноременнойваріатор складається з кількох (зазвичай, однієї- двох) реміннихпередач, де шківи утворені конічними дисками, з допомогою зсуву ірозсування яких змінюються діаметр шківів і, відповідно, передавальне число. Різні фірми розробили кожна свою конструкціюклинопасового варіатора, так на Audi в трансмісії Multitronicзамість ременя застосовують ланцюг, а Honda ставить набраний ізметалевих пластин ремінь, але принцип від цього не змінюється.

< br> Для торкання автомобіля з місця використовуютьсязвичайне зчеплення або невеликий гідротрансформатор, який незабаромпісля початку руху блокується. Управління дисками шківів здійснюєелектронна система із сервоприводів, блоку управління та датчиків.Почнемо з найпростішого. Чому клиноподібний ремінь? Ремінь урозрізі має трапецієподібну форму і "вклинюється" в шків тількисвоїми бічними поверхнями. При знос цих поверхонь, завдяки своїйформі, він врізається глибше в шків і все одно залишається вхорошій зчіпці з ним. Як змінюється передатне число? Пристрійведучого шківа (провідний шків обертається колінвалом) такий, щойого щоки при дії відцентрових сил плавно стискаються і виштовхуютьклиноподібний ремінь все далі і далі від центру шківа. Ведений жешків при цьому навпаки розтискається, і ремінь на ньому плавнопотопає все ближче і ближче до центру шківа. Чим більше обертівдвигуна - тим більше стискається ведучий шків і розтискаєтьсяведений, тим самим змінюючи передатне число від колінвала дозаднього колеса. Цей процес добре видно на малюнках, прикріпленихдо поста.Інакше влаштований тороїдний варіатор, який складається зспіввісних дисків і роликів, що передають момент від одного дискадо іншого. Для зміни передавального числа змінюються положенняроликів та їх радіуси, якими ролики обкатують диски. І оскільки всізусилля зосереджено в плямі контакту, то для повороту роликівповинні використовуватися спеціальні пристрої, здатні долати силупритискання ролика до диска. Так у нісанівському варіаторі Extroidзастосована спеціальна система, де керований електронікоюпрецизійний гідравлічний механізм переміщає обойми з роликами вгоруабо вниз на мікроскопічну величину, а далі, через зсув відносно осідисків, ролик повертається сам.

< Між іншим, принцип пристрою під назвою "варіатор" не новий -думки про безступінчасту трансмісію стали відвідувати конструкторівпрактично відразу з початком застосування поршневих ДВС натранспорті. Сучасний розвиток електроніки і технології матеріалівдало можливості вдосконалити (що залишаються, проте, в принципісвоєму незмінними) конструкції варіаторів, і зараз спостерігається, мабуть, початок найширшого поширення таких трансмісій наавтотранспорті.

Проте варіатори поки що не позбулися деяких своїх дуже суттєвихпроблем. Так, очевидно, що найбільш конструктивно слабкими місцямиіснуючих сьогодні автомобільних варіаторів є:для клинопасового цісамі ремені, а для тороїдного — пляма контакту диска та ролика, десила тиску досягає 10 тонн. Тому тут застосовуються спеціальнівисокотехнологічні матеріали, що робить надійність варіаторівдосить високою, близькою до надійності гідромеханічних "автоматів", але все ж таки через навантаження на ремінь або пляму контактуваріатори поки що не можуть "тягнути вантажі", а також працювати здвигунами великої потужності. На сьогоднішній день рекордом дляклинопасового варіатора виявляється 220 к.С. І 300 Нм, які розвиваєV-подібний 6-циліндровий мотор Audi A6, "сприйнятий" трансмісієюMultitronic, а для тороїдного - "перетравлений" Extroid (3-літровийдвигун Nissan Gloria і Cedric), що розвиває 240 к.С. І якщо длявантажівок варіатори досі непридатні, то для легкових автомобілівдуже прийнятні, і тут у безступінчастих трансмісій, очевидно, велике майбутнє, тим більше що й технології матеріалів не стоять намісці. Якщо порівняти динамічні характеристики багатьохавтомобілів, що оснащуються варіатором, може виникнути здивування -чому на одній і тій же моделі автомобіля розгін з варіаторомвідбувається повільніше, ніж з механічною коробкою, бо має бутинавпаки, якщо варіатор краще використовує потужність двигуна? Всясправа у звичці - багато клієнтів були дуже незадоволені, що машиназ варіатором "ввесь час ниє на одній ноті". Більшість водіїв звиклидо знайомого наростаючого шуму мотора, і багато фірм йдуть клієнтамназустріч, спеціально налаштовуючи електронний блок управліннятрансмісією. Насправді ж при нормальному налаштуванні блоку розгін, звичайно, відбувається швидше. На закінчення зазначимо, щоваріатори є куди більш досконалим типом трансмісії в порівнянні зтрадиційними автоматичними коробками передач . Досконалістьпроявляється в кращій динаміці розгону, меншій витраті палива, більш плавній їзді в автомобілів, оснащених клинопасовимиваріаторами. І в той же час, варіатори простіше за конструкцією, ніж традиційні "автомати". Здається, що в недалекому майбутньомуавтомобілі, оснащені варіаторами, повністю витіснять машини, оснащені звичайними "автоматами" і сильно потіснять машини з "механікою".