Тороидный Вариатор|АвтоЦентр

menu
person

Тороидный Вариатор

Основной задачей в этой статье будет рассмотреть тороидный вариатор, как работает, его элементы, а также его достоинства и недостатки.

  1. Тороидный вариатор
    1. Как работает тороидный вариатор
    2. Достоинства и недостатки вариатора

Тороидный вариатор

Вариаторная коробка передач (или вариатор) является тем устройством, которое передает вращательные усилия (крутящий момент) от двигателя на колеса, понижая или повышая частоту вращения колес (передаточное отношение) при одних и тех же оборотах мотора. Отличительное свойство вариатора состоит в том, что переключать передачи можно тремя способами:

  • вручную;
  • автоматически;
  • по изначально заданной программе.

Он не содержит ни цепи, ни ремня. Движение дисков, которые применяются вместо шкивов, происходит при помощи роликов, создающих крутящий момент между ними. Передаточное число меняется при смене положений роликов и изменением их радиусов, которые обкатывают диски. Их поворот осуществляется за счет определенных устройств. Они способны регулировать силу прижатия роликов к дискам. В каждом таком вариаторе автомобильные фирмы применяют свои устройства. Например, компания Ниссан в своем аппарате «X — Tronic» заложила гидравлический механизм, управляемый электроникой. Он перемещает ролики вверх и вниз на самые малые расстояния, а затем из-за сдвига они проворачиваются самостоятельно.

Как работает тороидный вариатор

В тороидном вариаторе (рис. 3.47) между двумя колесами со сферической (тороидной) рабочей поверхностью зажимается ролик. Одно колесо является ведущим, а другое — ведомым. Передача крутящего момента обеспечивается силами трения между рабочими поверхностями колес и ролика. Изменение положения оси ролика в поперечной плоскости приводит к изменению передаточного числа вариатора, равного отношению радиусов окружностей проходящих через точки контакта колес с роликом.

В зависимости от угла по ворота ролика ведомое колесо может вращаться с той же скоростью, что и ведущее (если ролик горизонтален), с большей, или меньшей (если ролик поворачивается).

При использовании тороидного вариатора в трансмиссии автомобиля так же, как и в случае клиноременного, необходимо обеспечить возможность получения заднего хода и отключения вариатора от двигателя с помощью сцепления.

Первый патент на конструкцию трансмиссии с тороидным вариатором был получен Чарльзом Хантом еще в 1877 г. Такие трансмиссии производства Perbury-Hayes предлагались для автомобилей в 1930-е гг., однако они отличались недостаточной величиной передаваемого крутящего момента и низкой долговечностью из-за отсутствия соответствующих материалов и технологий. Основная проблема заключается в том, что передача крутящего момента целиком зависит от трения в контакте ролика с колесами, и чем выше передаваемый момент, тем больше должна быть сила трения, причем при очень малой площади контакта. Для увеличения трения давление между деталями вариатора должно быть выше, что может привести к повреждению вариатора.

В 1999 г. компания Nissan начала устанавливать на некоторых из своих автомобилей, предназначенных для японского рынка, коробки передач Extroid. В этой коробке передач используется сдвоенный тороидный вариатор, разделяющий поток мощности с целью уменьшения размеров узла. Коробка передач была сконструирована для продольной установки на мощные заднеприводные автомобили и может передавать крутящий момент до 300 Н/м, что на сегодняшний день является рекордом для коробок передач с вариаторами.

Рис. 3.47. Схема тороидного вариатора

Рис. 3.48. Коробка передач Mazda с тороидным вариатором

Возможность передачи таких усилий обеспечена применением высококачественных сталей и специальных трансмиссионных масел. Усилия сжатия колес и роликов вариатора составляют величину до 10 т. При таких усилиях сжатия повернуть ролик для изменения передаточного числа вариатора не просто.

Nissan использует оригинальную систему поворота роликов, в которой ролики поворачиваются автоматически при их небольшом смещении относительно оси вращения. Совместно с вариатором в коробке передач Extroid работает гидротрансформатор. Для включения заднего хода используется планетарная передача, управляемая с помощью многодискового мокрого фрикционного сцепления.

На Токийском автосалоне 1999 г. компания Mazda продемонстрировала трансмиссию, которая включает в себя два тороидных вариатора, двухступенчатую планетарную передачу и два автоматических сцепления (рис. 3.48). При троганьи автомобиля с места планетарная передача понижает передаточное число, в целях получения высокого крутящего момента. На большой скорости привод на колеса осуществляется непосредственно от тороидного вариатора. Коробка передач включает в себя и главную передачу с дифференциалом и предназначена для поперечной установки на переднеприводные автомобили.

Достоинства и недостатки вариатора

Любое изобретение имеет какие-то недоработки, не стал исключением и CVT. Его слабые стороны пытаются устранить, а пока они существуют, стоит о них знать:

  • Такие коробки передач не устанавливают на мощные авто, хотя уже есть несколько экземпляров именно с ними.
  • Ремонт CVT требует больших материальных затрат, и к тому же его осуществляют не на всех СТО. Очень сложно найти специалиста, который бы хорошо разбирался в устройстве данного типа.
  • Работа вариатора зависит от показаний множества датчиков, и если вдруг выйдет из строя хотя бы один из них, то это может привести к неправильной работе всей системы трансмиссии.
  • Такой аппарат требует заполнения внутренней его части специальной жидкостью, которая отличается высокой стоимостью в сравнении с аналогами, предназначенными для АКПП. А также ее уровень необходимо постоянно контролировать.
  • Трансмиссия испытывает большие нагрузки.
  • С данной коробкой передач существуют определенные ограничения по буксировке автомобилей, а также при использовании прицепов.

Но машина с вариатором имеет множество существенных преимуществ:

  • Удобство поездки на автомобиле с бесступенчатой КПП.
  • Плавность движения машины – стремительный разгон и торможение не вызывает рывков, как при использовании других коробок передач.
  • Стабильность показателей при достаточно продолжительном движении.
  • За счет оптимальной нагрузки на двигатель и продуманности работы автомата происходит существенная экономия топлива.
  • Уровень вредных веществ, создаваемых отработанными газами ниже, чем в автомобилях с АКПП И МКПП.
  • Безопасность езды на обледенелых дорогах, так как вариатор исключает пробуксовку колес.
  • Электронное управление работой двигателя увеличивает срок его износа, предотвращает от частых ремонтов.
  • Авто с вариатором ездит намного тише, чем с обычными коробками.
Мы будем рады если Вы ответите на вопрос: "Помогла ли Вам статья?"
0       0
Категория: Трансмиссия | Добавил: autodromcar (18.11.2019)
Просмотров: 123 | Теги: колесо, Крутить, ролик, Трансмиссия, момент, вариатор, передача, Коробка | Рейтинг: 0.0/0

Похожие материалы Похожие материалы

Всего комментариев: 0
avatar