Вариатор принцип работы: Как работает вариатор

Как работает вариатор

Бесступенчатая коробка передач часто используется на современных автомобилях. Наличие ступеней обязательно сопряжено с переходными состояниями, вызывающими сбои в работе. Производители постоянно борются с их проявлением, повышая эффективность и коэффициент полезного действия при смене передаточного отношения. Упрощение процесса вождения непременно сопряжено с использованием бесступенчатых коробок передач. Практически все автомобили имеют приставку CVT в случае наличия подобной опции. Аббревиатура расшифровывается и переводится с английского языка как «Continuously Variable Transmission», что означает «беспрерывная смена передач». Количество кинематических элементов узла невелико, поэтому разобраться в его работе несложно.

Основные детали, их назначение и принципиальная схема

Рассмотрим принципиальную схему устройства вариатора. Для каждой модели автомобиля или любой другой техники инженеры разрабатывают частный случай, имеющий незначительные конструктивные особенности. В общем виде всё выглядит так:

Рассмотрим особенности работы вариатора на автомобиле каждой части, её роль и особенности устройства:

1. Раздвижной шкив. Это два усеченных конуса с прямыми или тороидными вогнутыми поверхностями, надетых на одну ось. На валу один из них закреплён неподвижно, а второй имеет небольшой ход. В итоге неподвижный элемент является ведущим, а подвижный – ведомым.
2. Клиновидный ремень. Его тело образовано парой стальных лент, на которые нанизываются специальные пластины. Зацепление образуется в пазах, а рабочую часть каждой пластины составляет конусовидная законцовка. Вместо ремня может использоваться сложносоставная цепь особой формы.
3. Гидравлический трансформатор. Это автономный узел, позволяющий плавно регулировать изменение крутящего момента посредством гидравлического усилия. Его устройство достаточно сложное.
4. Дифференциал представляет собой шестерню с косыми зубьями, обеспечивающую передачу крутящего момента на ведущую пару колёс автомобиля. Его характеризует особая износоустойчивость рабочих поверхностей.
5. Планетарный механизм обеспечивает передачу вращения на ведущую ось в различных направлениях. В отличие от классической схемы, он содержит два ряда сателлитов цилиндрической вытянутой формы, что снижает нагрузку на зубья.
6. Гидронасос. Эта часть приводится в рабочее состояние при помощи гидравлического трансформатора, что обеспечивает постоянное поддержание давления функциональной жидкости. Благодаря этой связке постоянно находятся в работе гидроцилиндры.
7. Управление осуществляется микропроцессором, посылающим сигналы на основании обработки данных от различных систем и датчиков. В частности, играют роль ABS и электронный контроль расхода топлива.

Принцип работы

Как известно, для изменения передаточных отношений классических редукторов необходимо подключать к ведущей шестерне различные комбинации зубчатых элементов, с целью понизить или повысить скорость вращения. В вариаторе всё решается посредством раздвижных шкивов. Если половинки этого элемента сдвигаются навстречу друг другу, то они выдавливают ремень выше, и он зацепляется на больший диаметр. А на другом шкиве автоматически происходит расхождение конусообразных половинок. Ремень проваливается вниз и зацепляется на меньший диаметр. Таким образом, количество передаточных отношений коробки CVT можно считать бесконечным.

Как работает задний ход

1. Примечательно то, что скорость заднего и переднего хода на этом типе трансмиссии одинакова. Но в первом случае она ограничивается электроникой во избежание аварийных ситуаций.
2. Он обеспечивается посредством планетарного механизма с двойным рядом сателлитов:
3. Смена подвижного ряда сателлитов и фиксация второго ряда, обеспечивает смены направления хода. При этом направление вращения водила не изменяется, но меняется направление вращения корончатой шестерни. Как работает вариаторная коробка передач по видео смотрите ниже.

Применение вариаторов

Благодаря компактным размерам этот тип коробки передач может использоваться на автомобиле, скутере, снегоходе, мопеде и др. Устройства с электромагнитным приводом могут использоваться для небольших моделей техники и детских игрушек, где они успешно применяются. При слабом крутящем моменте клиновой ремень изготавливают из плотной армированной резины. При проектировании новых поколений автомобильных вариаторов инженеры решают задачи износостойкости, рабочего ресурса, понижения уровня шума и увеличения КПД.

В принципиальной схеме, устройства вариаторов для различных разновидностей транспорта не различаются. Частные решения для каждого из них должна рассматриваться в рамках инструкции по эксплуатации от производителей.

Принцип работы вариатора honda dio — Принцип работы вариатора honda dio. Советы, факты, фото

Вариатор Honda Dio AF/24 в сборе с роликами Вариатор Honda Dio AF/24 в сборе с роликами. Вариатор скутера: что это такое, для чего он нужен и каков принцип его работы.

Как увеличить скорость скутера на +15+20 км/час с помощью расточки вариатора — Duration: QMB — работа вариатора — Duration: Ivan Nikolayev , views.

Схема работы «правильного» вариатора. Нужно не забывать,что под каждый отдельно взятый мотор и ремень своими руками Скутер жрет бензин Стайлинг Статьи Трешпроект Тюнинг Тюнинг Honda Dio Что будет если компрессия.

Но кардинально это проблем не решает. Начнем с самого простого. Ведомый же шкив при этом наоборот, разжимается, и ремень на нем плавно утопает все ближе и ближе к центру шкива. Удачи Вам с экспериментами и выхода на новые скорости!

Клиноременной вариатор скутера. Устройство, тюнинг, настройка вариатора

В его основе — генерируемая коленвалом центробежная сила: Так происходит старт скутера. В дальнейшем, по мере набирания оборотов двигателя, под давлением роликов ремень перемещается все выше и выше по вариатору, скутер двигается все быстрее.

Типы роликов вариатора В зависимости от технологии их изготовления, они бывают: Таким образом, отдавая предпочтение более дешевым и более новым типам роликов, нужно иметь в виду все возможные последствия. Миф о влиянии веса роликов вариатора на скорость Как видим, ролики задействуются в продолжение всего времени старта и набора скорости.

Этим обусловлен ряд мифов, с ними связанных. Бытует, в частности, мнение, что от них непосредственно зависит скорость, развиваемая скутером.

Это справедливо, однако, лишь от части На максимально возможную скорость вес роликов вариатора напрямую не влияет, и повлиять не может в принципе. А влияет он на: В то же время, чем ролики тяжелее, тем ниже обороты требуются для выталкивания ремня. Более легким же, соответственно, для этого потребуются и более высокие обороты двигателя, большая центробежная сила. Стартовая скорость в этом случае может оказаться выше, но возможности дальнейшего ускорения будут очень быстро исчерпаны.

Замена роликов вариатора при их износе Справедливости ради следует также сказать, что снижение веса роликов в пределах 0,5 г и вправду позволит несколько компенсировать упавшую было максимальную скорость. Но кардинально это проблем не решает. Для поддержания у скутера максимальной, задекларированной производителем, скорости следует вовремя проводить профилактику технического средства, следить за исправностью, надлежащим его состоянием, износом деталей, от которого она зависит: В последнем случае следует обращать внимание на их геометрию: В этом случае они, конечно, требует безусловной замены.

Выбор роликов вариатора при ослаблении пружины торкдрайвера Особо следует сказать и о поддержании в надлежащем состоянии торкдрайвера — трансмиссии, сцепления скутера. При ослаблении служащей натяжителем ремня пружины, жесткость которой рассчитывается на определенные характеристики изделия в т.

Временным выходом из ситуации может стать и уменьшение веса роликов. Насколько — сказать однозначно трудно. Это зависит как от общего состояния скутера, так и отдельных, перечисленных выше, его деталей.

Не лишне, поэтому иметь про запас комплекты роликов разного веса, с шагом в 0,,0 г. Подбирать их можно, в таком случае, экспериментальным путем. Можно ли поставить разные ролики вариатора?

Это приведет к разбалансированию всей системы, неравномерной нагрузки на коленвал, повышенному износу его подшипников. Признаки неправильного использования роликов может служить ощутимо усилившаяся вибрация. Если это происходит, немедленно проверьте правильность подбора роликов вариатора, все ли они разного размера. При обнаружении несоответствий — немедленно их устраните! Для того чтобы определиться с весом роликов, следует учитывать особенности модели скутера. Стандартным, в большинстве случаев, является вес в пределах 7 г.

При этом, фирмы-производители предлагают наборы разных размеров и разного веса. Последний колеблется обычно в пределах 5,5 г для AEROX 50cc от бренда Yamaha до 22,2 Piaggio HEXAGON cc.

Вариатор DLH. Зачем 9 роликов разного веса? AUTORIAL.RU

Принцип работы вариатора

В процессе эксплуатации современного станочного оборудования необходимо осуществлять регулирование скорости вращения главных технологических элементов в соответствии с потребностью возникающей в ходе обработки деталей или заготовок.

Для того чтобы изменять количество оборотов шпинделя в единицу времени в станочном оборудовании применяются ступенчатые коробки скоростей. В общем и целом ступенчатые коробки скоростей отличаются надежностью, доказанной временем, однако имеют и некоторые недостатки. Одним из них является то, что они не позволяют плавно регулировать количество оборотов, так как имеют фиксированный набор их значений. К тому же, для переключения скоростей необходимо останавливать двигатель станка.

Для обеспечения возможности плавного регулирования количества оборотов шпинделя используются вариаторы, специальные электрические приводы и гидротрансформаторы. Наиболее распространенными из них являются вариаторы.

Эти устройства используются для обеспечения плавного регулирования количества оборотов шпинделя главным образом потому, что они компактны, просты по своей конструкции и имеют высокий коэффициент полезного действия.

Вариатор скутера

В технике вариаторами скорости именуются такие конструкции, которые обеспечивают плавное и бесступенчатое изменение числа оборотов ведомого вала в определенном диапазоне значений при фиксированном числе оборотов вала ведущего. Название этого устройства имеет латинские корни: в переводе на русский язык «variator» означает «изменитель».

В промышленном производстве наиболее широко распространены вариаторы скорости, основу конструкции которых составляют раздвижные шкивы и клиновые ремни. Они отличаются бесшумностью в работе, простотой конструкции, надежностью. К тому же в них не требуется обеспечивать значительное первоначальное натяжение ремня. Регулировка скорости вращения ведомого вала в таких

вариаторах в процессе их работы осуществляется достаточно просто.

Система передачи в таких устройствах в большинстве случаев состоит из двух шкивов, которые соединены между собой клиновидным ремнем. При этом каждый из шкивов состоит из двух основных деталей, имеющих коническую поверхность. Они могут раздвигаться и сдвигаться, благодаря чему происходит изменение диаметра.

Для того чтобы увеличивать или уменьшать расстояние, на котором конусы располагаются друг от друга, применяется механический способ воздействия на один из этих шкивов. При этом второй сжимается специальной пружиной для того, чтобы обеспечить необходимое натяжение ремня.

Следует заметить, что кинематических схем конструкций вариаторов существует немало. Основная задача, которую решают эти устройства – бесступенчатое преобразование угловых скоростей, что и является главным преимуществом подобных механизмов.

Вариаторы используются в тех машинах, механизмах и агрегатах, где необходимо изменять передаточное отношение бесступенчато. К таковым относятся мотороллеры, снегоходы, квадроциклы, автомобили, металлорежущие станки, мешалки, конвейеры.

Применение этих устройств позволяет фиксировать скорость вращения и плавно регулировать ее непосредственно на ходу, благодаря чему машины используются более производительно, а эксплуатировать их оказывается удобнее.

 

 

 

устройство, принцип работы, советы по эксплуатации

В автомобильном мире существует немало типов трансмиссий. Абсолютное большинство составляют, конечно же, механика и АКПП. Но на третьем месте оказался вариатор. Эту коробку можно встретить как на европейских, так и на японских авто. Нередко вариатор ставят и китайцы на свои внедорожники. Что это за коробка? Как пользоваться вариатором? Рассмотрим в нашей сегодняшней статье.

Характеристика

Итак, вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач автомобиля. Главной особенностью ее является отсутствие конкретных ступеней – передаточное число меняется постепенно, по мере набора скорости автомобилем. Данная особенность позволяет исключить толчки и рывки при переключении, которые возможны при езде на механике, а также обеспечивает высокую динамику разгона. Ведь при нажатии на газ машина держит постоянно стабильные обороты, при которых достигается пиковый крутящий момент.

Но из-за ограничений по мощности эти коробки ставятся в основном на легковые автомобили и лишь на некоторые кроссоверы (часто это представители китайских марок). Что касается типов, всего может быть два вариатора:

• Тороидный.
• Клиноременной.

Устройство

Если говорить в целом, то в конструкцию данной КПП входят:

• Вариаторная передача.
• Механизм, служащий для отсоединения КПП от двигателя и передачи крутящего момента.
• Система управления.
• Механизм, обеспечивающий движение задним ходом.

Чтобы крутящий момент передавался от двигателя на коробку, в узле могут применяться:

• Автоматическое центробежное сцепление.
• Электромагнитное с электронным управлением.
• Гидротрансформатор.
• Многодисковое мокрое сцепление.

Сейчас наибольшую популярность получил гидротрансформатор. Он плавно передает крутящий момент, что положительно отображается на ресурсе коробки.

В конструкцию вариатора входит одна либо две ременные передачи. Они являют собой два шкива, которые соединены между собой клиновидным ремнем. Образуются конические диски, способные сдвигаться и раздвигаться. Благодаря этому меняется диаметр шкива. Чтобы сблизить конусы, используется усилие пружин либо гидравлическое давление. Сами диски имеют определенный угол наклона (обычно в 20 градусов). Это способствует наименьшему сопротивлению при перемещении ремня по шкиву.

Отметим, что материал ремня может быть разным. На первых моделях использовалась резина. Ввиду высокой гибкости и эластичности она не имела большого ресурса. Поэтому большинство вариаторов идет с металлическим ремнем. Он состоит из десяти стальных полос. А крутящий момент передается за счет сил трения между шкивом и боковой поверхностью ремня.

Принцип работы устройства

Алгоритм действия заключается в изменении диаметра шкива в зависимости от нагрузки и режима работы двигателя. Так, диаметр меняется посредством специального привода (чаще всего гидравлического). При старте ведущий шкив имеет небольшой диаметр, а ведомый увеличен максимально. По мере увеличения скорости размеры элементов меняются. Так, ведущий увеличивается в диаметре, а ведомый – наоборот. Когда машина снижает скорость, размеры шкивов обратно меняются.

Как правильно пользоваться вариатором? Азы

В первую очередь нужно понять, что автомобиль с вариатором не имеет педали сцепления. Водители, которые пересаживаются на такие машины с механики, имеют привычку задействовать левую педаль. Используя вариатор, достаточно работать только правой ногой. Левая всегда отдыхает у водителя. Этот, казалось бы, незначительный нюанс нужно запомнить. Что касается режимов работы, здесь все аналогично автоматической коробке:

• Р. Это паркинг. Он используется в ситуациях, когда машина приезжает к месту длительной стоянки. В данном случае задействует специальный блокирующий элемент, который предотвращает дальнейшее движение автомобиля.
• D – драйв. Это режим, при котором машина двигается вперед как обычно, с последовательным переключением передач.
• N – нейтраль. Применяется в случаях, когда машина стоит долгое время на наклонной поверхности. Для этого нужно включить ручной тормоз и перевести рычаг в соответствующее положение. В таком случае мы избавляемся от необходимости постоянно держать педаль тормоза нажатой. Режим актуален в случае, когда время остановки составляет более полуминуты.
• R — задняя передача.

Дополнительные режимы

Стоит сказать, что многие вариаторные коробки имеют еще несколько режимов работы. Среди них стоит отметить:

• L. В данном случае двигатель работает на повышенных оборотах с максимальным эффектом торможения. Этот режим актуален при длительных спусках в горах и при буксировке.
• S. Это спортивный режим. В данном случае используется весь потенциал двигателя. Как правило, машина разгоняется на 0,3-0,5 секунды раньше до ста. Режим подойдет для тех, кто хочет получить резкий старт со светофора.
• Е. Экономичный режим. Машина будет использовать минимальные обороты. При этом динамика разгона ухудшается, но и расход падает. Обычно такой режим применяют при спокойной, размеренной манере езды.

Как тронуться?

Продолжаем изучать вопрос «как пользоваться вариатором». На «Тойоте» и других авто зарубежного производства схема пользования вариатором едина. Поэтому данную инструкцию можно применять к любой марке. Итак, садимся в автомобиль и устанавливаем ключ в замок зажигания. Проверяем, стоит ли машина на «паркинге» (режим Р). Если рычаг находится в положении «нейтраль», старт двигателя стоит производить после установки авто на ручник.

После этого нужно правой ногой выжать тормоз. Не отпуская ногу с педали, переводим ключ в замке в положение «старт». Ждем, пока запустится двигатель (как правило, это не более двух секунд). Далее переводим рычаг коробки в режим «драйв». Ногу с педали тормоза не отпускаем. После того как включился режим «драйв», можно начинать движение. Переводим правую ногу с педали тормоза на акселератор. Вот как пользоваться вариатором на «Кашкай» и других авто. Не забываем про ручник (если он включен, снимаем его). Дальнейшие переключения автомобиль будет производить самостоятельно.

Нейтраль на вариаторе

Можно ли сбрасывать рычаг в нейтральное положение на данной коробке? Здесь все аналогично автомату. Есть случаи, когда это можно сделать, а есть, когда недопустимо. Так, категорически запрещено использовать нейтральный режим, пытаясь двигаться «накатом». При попытке вновь включить «драйв» на скорости происходит существенный удар в сцепление, и коробка подвергается нагрузке. Поэтому в нейтраль следует переключаться только тогда, когда машина стоит в пробке и время простоя более 30 секунд.

Прогрев

Много вопросов возникает о том, как правильно пользоваться вариатором на «Ниссане» зимой. Здесь стоит сказать, что в данной КПП тоже имеется масло, выполняющее роль рабочей жидкости. Однако если в автомате его содержится порядка десяти литров, то в вариаторе всего семь. То есть прогревать коробку нужно, но время на это тратится меньше. Итак, как правильно пользоваться вариатором зимой? Прогрев можно осуществлять как на режиме паркинг, так и в нейтрали. Эти режимы практически не отличаются, за исключением того, что «паркинг» блокирует колеса. Поэтому просто заводим автомобиль и ждем пять минут, пока прогреются ДВС и коробка. Стоит сказать, что чем ниже температура, тем больше времени стоит уделить прогреву (и наоборот).

Если снег/лед

Как пользоваться вариатором на таком типе покрытий? Здесь нужно знать, что при пробуксовке колес на скользкой поверхности возможно зацепление их с более твердым покрытием. Так, водитель машинально давит на газ, когда машина «схватилась» и вот-вот поехала по снегу. Но тут на пути попадается асфальт, и колеса встречаются с ним на высокой скорости оборотов. В итоге — существенный удар на сцепление. Происходит износ гидромуфты. За пару таких приемов она и вовсе может износиться. То же самое касается езды с цепями. Не стоит резко жать на газ, когда машина вот-вот тронулась. Все это существенно отображается на сцеплении коробки, особенно если это цепи-браслеты. Поэтому на скользкой дороге двигаемся максимально плавно и аккуратно, даже если машина уже начала ехать после того, как забуксовала. Ну и конечно же, нужно следить за температурой масла в коробке. Длительных пробуксовок коробка точно не выдержит.

О резких нагрузках

Многие слышали о том, что резкие нагрузки на коробку приводили к скорому ее выходу из строя. Это действительно правда. В силу своей конструкции эти трансмиссии не способны «переваривать» большой крутящий момент. Однако как этого не допустить? Как пользоваться вариатором? Все просто. Нужно отказаться от частой агрессивной езды и прогревать коробку в зимнее время. Также отметим, что на многих коробках электроника способна сигнализировать о перегревах. Так, если температура масла выше нормы, на панели приборов загорится соответствующая лампа. А на некоторых авто электроника и вовсе не даст сдвинуться с места, пока коробка не остынет.

Вариатор и бездорожье

Об этом тоже стоит поговорить отдельно. Многие задаются вопросом о том, как пользоваться вариатором на «Митсубиси Аутлендере» и других внедорожниках. Вариатор не предназначен для эксплуатации по грунтовке или бездорожью. Всего нескольких пробуксовок достаточно для того, чтобы перегреть трансмиссию. Поэтому, если вы часто ездите по такой местности, лучше выбирать авто на механике. Но как пользоваться вариатором на «Аутлендере» в такой ситуации?

В случае если машина села на «брюхо», не стоит предпринимать отчаянных попыток сдвинуть ее с места. Иначе перегрев КПП будет обеспечен. Актуальна лишь эвакуация. Также не стоит часто переключаться из режима R в «драйв», пытаясь раскачать машину. Из-за этого существенно изнашиваются шлицевые соединения коробки.

Буксировка

Рассматривая вопрос о том, как пользоваться вариатором, нужно сказать, что данная коробка боится и буксировки. Так, автомобиль с вариатором нельзя транспортировать на буксире – только эвакуатор. Как и в предыдущем случае, здесь сильно разбиваются шлицевые соединения.

Прицепы

Как пользоваться вариатором на «Ниссане Икс-Трейл», если он оборудован фаркопом и необходимо перевезти груз на прицепе? В данном случае стоит придерживаться правила, что вес прицепа с грузом не должен превышать одной тонны. А что касается автомобилей, от их транспортировки стоит отказаться (имеется в виду на буксире).

Обслуживание

Нужно знать и нюансы обслуживания, а не только лишь то, как пользоваться вариатором. На «Митсубиси», как и на других машинах с данной КПП, должна производиться регулярная замена масла. Регламент составляет 60 тысяч километров. Важно знать, что масло должно соответствовать всем допускам и спецификациям. Рекомендуется использовать только оригинальные продукты. Дело в том, что вариатор более требователен к качеству и свойствам масла, нежели автомат и механика. Поэтому сюда заливается только жидкость от проверенного производителя. Что касается ремонта, при любых признаках пробуксовки или иной некорректной работы КПП, нужно отправляться на детальную диагностику в СТО. Устройство вариатора довольно сложное, поэтому ремонт коробки должен осуществляться только профессионалами.

Также отметим, что даже при регулярном обслуживании ресурс такой трансмиссии не превышает 200 тысяч километров. Это нужно учитывать, приобретая подержанный автомобиль.

Причины и признаки поломки

Рассмотрим наиболее частые из них:

• Невозможность включить какую-либо передачу. Это говорит о выходе из строя селектора КПП. Также могут быть проблемы с электропроводкой (окисление контактов, разъемов либо механическое повреждение проводов).
• Удары при переключении из «нейтрали» в «драйв». Здесь имеет место неисправный электромагнитный клапан давления. Также пинки происходят из-за неисправного блока управления.
• Падение динамики разгона. Машина не может двигаться при нажатии на акселератор. В этой ситуации могут быть проблемы с гидротрансформатором, блоком управления либо с муфтой переднего хода.

Заключение

Итак, мы выяснили, как устроена и работает вариаторная коробка передач, а также то, как пользоваться вариатором. Чтобы не «приговорить» эту коробку раньше срока, нужно избегать повышенных нагрузок и вовремя ее обслуживать. Только так можно сохранить ресурс этой сложной автоматической трансмиссии.

Вариатор. Устройство и принцип работы вариаторной коробки передач.

Подробности

Категория: Трансмиссия

Опубликовано: 18 декабря 2014

Просмотров: 26485

Просматривая каталоги новых автомобилей, с каждым годом все чаще в графе «тип коробки переключения передач» (КПП) можно увидеть слова «вариатор», либо же обозначение «CVT». Что представляет из себя этот тип КПП, чем он отличается от классических «автоматов» и в чем его преимущества – этим вопросам и посвящен данный материал.

Что представляет из себя вариатор. Главное отличие вариаторной КПП от классического «автомата» или «механики» в том, что этот механизм позволяет менять передаточное число от вращающегося коленвала двигателя к ведущим колесам плавно, то есть бесступенчато.

Эта особенность дает возможность подобрать оптимальное передаточное число и крутящий момент в конкретный момент времени, то есть мощность двигателя используется максимально эффективно. Кроме того, отсутствие ступеней обуславливает отсутствие необходимости переключения между ними, то есть очень плавный разгон автомобиля.

Немного истории. Сам принцип работы вариаторной трансмиссии был придуман отнюдь не вчера . Изобретателем этого механизма считается ни кто иной, как бородатый ученый времен ренессанса, Леонардо Да Винчи. Еще в 1490-году он нарисовал схему первого вариатора. В автомобильной промышленности эта система стала применяться в 50-х годах двадцатого века, а первопроходцем в этой области стала американская компания DAF. Стоит подчеркнуть, что типов вариаторов существует великое множество, но в автомобилестроении применяется лишь два типа – клиноременной (самый распространенный) и тороидный.

На сегодняшний день свою систему вариаторной коробки передач имеет практически каждый крупный автоконцерн. При чем, каждая система имеет некоторые свои особенности и уникальное название — у компании Ford это Ecotronic, Durashift CVT, у Mercedes-Benz – Autotronic, у Toyota – Multidrive, у Honda – Multimatic.

Составные части и принцип работы клиноременного вариатора. Основными составными частями вариатора такого типа являются:

• Шкивы. Большинство вариаторных систем состоят из двух шкивов – ведущего и ведомого. Ведущий шкив соединен с двигателем, от которого он и получает крутящий момент, ведомый – передает крутящий момент на колеса. Каждый шкив представляет из себя два конуса, направленных острыми сторонами друг к другу. Половинки обоих шкивов имеют возможность сдвигаться при помощи специального привода. Шкивы соединяются между собой клиновидным ремнем.
• Клиновидный ремень. В большинстве случаев это металлическая лента, на которую (перпендикулярно) надето большое количество трапециевидных металлических пластинок. У автомобилей Ауди вместо ремня применяется цепь.
• Система сервоприводов. Предназначена для сдвигания и раздвигания конусов шкивов. Эта система управляется автоматикой, а текущее положение конусов зависит от оборотов двигателя и скорости автомобиля.
• Автоматика. Управляет всеми системами вариаторной коробки передач, то есть на нее возложена функция определения, какое положение конусов шкивов оптимально в данный текущий момент времени и обеспечение такого положение посредством передачи сигнала на сервоприводы. Кроме того, автоматика управляет системой соединения-разъединения ведущего шкива и коленвала, являющейся аналогом сцепления (если сравнивать с обычной механической коробкой переключения передач).
• Система соединения-разъединения коленвала и ведущего шкива. В зависимости от производителя, в вариаторах применяются различные устройства. Это может быть автоматическое центробежное сцепление, электромагнитное сцепление, гидротрансформатор или так называемое «мокрое» многодисковое сцепление.

Весь механизм работы вариаторной коробки заключается в следующем. Когда автомобиль только начинает движение, конусы ведущего шкива находятся в полностью раздвинутом состоянии, то есть ремень ходит по самому маленьком радиусу. Конусы ведомого шкива напротив, полностью сдвинуты, тем самым позволяя ремню вращаться по максимальному радиусу. Это является аналогом первой передачи в механической коробке передач, когда необходимо обеспечить максимальный крутящий момент, чтобы сдвинуть автомобиль из стоящего положения.

Когда машина начинает разгоняться, автоматика анализирует скорость его движения и дает сигнал на систему сервоприводов, которые, в свою очередь, начинают сдвигать конусы ведущего шкива, выталкивая клиновой ремень наружу, и раздвигать конусы ведущего шкива, позволяя ремню постепенно утопать между ними. Тем самым и обеспечивается изменение передаточного числа в вариаторе клиноременного типа. Нетрудно догадаться, что при достижении автомобилем максимально возможной скорости, ведущий шкив находится в максимально «сведенном» состоянии, при этом конусы ведомого шкива максимально разомкнуты. Существенный минус клиноременного вариатора заключается в том, что ремень (в некотором случае это может быть цепь – например, у автомобилей Ауди) подвержен постоянным нагрузкам, соответственно именно он чаще всего выходит из строя первым. Стоимость его достаточно высока (как и цена работ по его замене) и если Вам «посчастливится» столкнуться с выходом ремня из строя – это очень ощутимо ударит по кошельку.

Тороидный вариатор. Этот тип коробки применяется автопроизводителями крайне редко, скорее в качестве различных экспериментов. Конструктив ее еще более сложен, нежели у системы с клиноременным приводом. Принцип работы тороидного вариатора заключается в том, что в тороидной поверхности (представляющей из себя полусферу и состоящей из двух дисков) зажат ролик. Передаточное число меняется, когда меняется положение ролика – то есть, когда он сдвигается, к примеру, вправо, его правая часть подходит к верху полусферы (то есть к меньшему радиусу диска) заставляя правый диск вращаться быстрее. При этом левая часть ролика задевает нижний край левого диска (полусферы), которая имеет больший диаметр и, соответственно, начинает вращаться медленнее. Чтобы обеспечить передачу крутящего момента дальше, применяется система роликов и шестеренок.

Встретить вариатор тороидного типа в обычных легковых авто на сегодняшний день достаточно сложно, так что если в салоне менеджер говорит Вам что в новой модели установлена вариаторная коробка передач, можно быть более чем на девяносто процентов уверенным, что речь идет о клиноременном типе системы.

Преимущества и недостатки вариаторных коробок переключения передач.

Для начала о приятном, то есть об их преимуществах.

• Плавность хода. Это действительно неоспоримое преимущество вариаторных коробок. Ни одна КПП другого типа, даже самая современная и имеющая большое количество ступеней, не сравниться с вариатором по плавности хода. Все потому, что физических ступеней вариатор просто не имеет. Хотя, многие модели с CVT автомобилей оснащены подрулевыми лепестками, позволяющие переключать «передачи» в ручном режиме. Однако эти передачи – не более чем фиксированные автоматикой определенные значения соотношения конусов ведущего и ведомого шкивов.
• Экономия топлива. Так как, в теории, вариатор максимально эффективно использует мощность двигателя, соответственно и бензина такое транспортное средства должно потреблять меньше (за счет более высокого КПД). На практике же оказывается, что машины с вариатором потребляют топлива практически так же, как и их аналоги с классической АКПП.
• Более быстрый разгон. Опять же, это скорее миф, чем реальность. Фактически, авто с вариатором разгоняются так же, как и оснащенные «автоматами» (правда, гораздо более плавно).
• Меньший шум от двигателя. Так как вариатор не загоняет обороты под максимум, соответственно и звук от двигателя более тихий. Однако водителям, пересевших с других типов КПП, эта особенность поначалу будет казаться странной. 5. Меньший износ двигателя. Опять же, из-за того, что обороты двигателя не доходят до максимально возможных. Соответственно (опять же, в тории), двигатель меньше изнашивается.

Недостатки вариатора:

• 1. Главный недостаток вариаторной коробки – сложность механизма ее устройства и относительная недолговечность. Из этого вытекает и высокая цена на обслуживание (включая дорогостоящее трансмиссионное масло для вариатора, которого обычно требуется 5-6 литров) и детали. Соответственно, если Вы собрались покупать автомобиль с пробегом больше ста тысяч километров, лучше обратите внимание на модели с классической АКПП или обычной механикой.
• 2. Отсутствие возможности резко перейти на пониженную передачу. Именно поэтому (а также из-за ограничений по возможности передачи крутящего момента) вариатор не используется в автомобилях со «спортивным» характером.
• 3. Сложности при буксировке автомобиля, вытекающие из особенности конструкции вариатора.

Выводы. Вариаторная коробка переключения передач – одна из самых технологичных на сегодняшний день. Если Вам важен в первую очередь комфорт, плавность хода и не пугает высокая стоимость обслуживания – обратите внимание на модели автомобилей, оснащенные этим устройством. Если же Вы предпочитаете спортивный стиль вождения, либо подбираете авто с пробегом – лучше присмотритесь к транспортным средствам с классическим «автоматом» или механикой.

Представляет принцип работы бесступенчатого вариатора скорости и поставщика

. Время: 18 октября 2013 г.

---

Нет специальной передачи, которая работает на аналогичной автоматической коробке передач, процесс переключения передач, но изменение передаточного числа отличалось от автоматической коробки передач, но было непрерывным, то есть непрерывной и плавной передачей мощности. Технология CVT — это технология бесступенчатой ​​трансмиссии, в которой используется приводной ремень и магистраль переменного диаметра, от колеса, согласованного с передачей мощности, может быть достигнуто непрерывное изменение передаточного числа, чтобы получить наилучшее соответствие трансмиссии и состояния двигателя.CVT обычный гидравлический механический бесступенчатый переключатель скорости и металлический ремень cvt.

Резиновый ремень V-образного типа, металлический ремень, многодисковый, шаровой, роликовый вращающийся и другие конструкции, в основном с использованием металлической ленты с силовой передачей роликов и переменного радиуса. Изменяя радиус активного и пассивного роликов, можно изменить передаточное число. Теория эффективности трансмиссии очень высока, но должна основываться на случае нагрузки передачи мощности. Поскольку для передачи мощности используется трение между полосой и роликом, рабочее состояние стальной полосы и ролика очень тяжелое.

Чтобы эффективно передавать мощность, не допуская проскальзывания между полосой и роликом, при этом выделялось много тепла, если проскальзывание могло быть вызвано сгоранием внутренних деталей или серьезной потерей. Чтобы увеличить силу статического трения, добавляется самый прямой путь между давлением ленты и ролика. Но трение увеличивается, потери передачи мощности увеличиваются, нематериальные или увеличивают расход топлива. И прочность на раздевание также является ключевым фактором. Так что коробка передач CVT с высоким КПД и энергосберегающим преимуществом комфорта и т. Д.. Недостатком является то, что коробка передач CVT обычно не выдерживает большого крутящего момента. В противном случае стоит компенсировать повышенный расход топлива.

Бесступенчатый регулятор скорости и отличием классового типа является то, что его передаточное число не является постоянным, но был изменен ряд непрерывных значений, например, с 3,455 на 0,85. Вариатор имеет преимущества простой конструкции, меньшего объема, чем традиционная трансмиссия, много передач, это не механическая трансмиссия, нет планетарной коробки передач, автоматическая трансмиссия не сложна, она привнесена из колеса и металла, чтобы реализовать плавное изменение передаточного числа на Господа, главное .

Принцип тот же самый с общей коробкой передач размерных групп шестерни не имеет управления в следующем, формирование различного отношения, как колесо диаметра педали велосипеда и цепные приводы колес для вращения с разной скоростью. Из-за разной силы тяги каждая шестерня не одна, частота вращения на выходе трансмиссии меняется, поэтому не следует разделять классы медленного вращения.

CVT использует приводной ремень и храповик переменной ширины для передачи мощности, а именно, когда храповое колесо меняет ширину канавки на соответствующий изгиб, меняет ведущее колесо и радиус контакта передачи ведомого колеса ременной передачи, ремень передачи обычно с резиновым ремнем, металл пояс и металлическая цепочка.Вариатор действительно бесступенчатый, он имеет такие преимущества, как легкий вес, небольшие размеры, меньшее количество деталей, эффективность работы по сравнению с АКПП, имеет более высокий и низкий расход топлива. Но недостаток вариатора очевиден, приводной ремень легко повреждается, не может выдерживать большую нагрузку, используется только в 1-литровых двигателях малой мощности и с низким крутящим моментом, поэтому при наличии автоматической коробки передач скорость примерно на 4% ниже. . В последние годы, по изучению крупных автомобильных компаний, ситуация улучшилась. Вариатор будет направлением развития автоматической трансмиссии.

Система трансмиссии CVT, традиционная шестерня с помощью пары шкивов и стального ремня заменена, каждый блок представляет собой V-образную структуру, состоящую из двух конических дисков, вал двигателя соединен через небольшой шкив, шкив привода стального ремня. Хитрость в этом особенном шкиве: приводной шкив конструкции вариатора странной активности, разделенный на половинки, может быть как близким, так и отдельным родственником. Конический диск может затягиваться или открываться в упорном гидравлическом стальном листе экструзионной цепи для регулирования ширины V-образной канавки.Когда конический диск к медиальной подвижной затяжке, цепная стальная деталь в экструзионном конусном диске должна располагаться по центру вне направления движения (центробежное направление), напротив центра, передача мощности

Chinabase Machinery — это группа производственных предприятий, предлагающих комплексные решения для продуктов механической передачи энергии в Китае. Мы можем поставить полный спектр продукции для передачи энергии, такой как цепи, звездочки и пластинчатые колеса, шкивы, редукторы, двигатели, муфты, шестерни и стойки.В наш ассортимент также входят запорные узлы (зажимные элементы / стопорное устройство), конические втулки, втулки QD, ступицы с болтовым креплением, ограничители крутящего момента, хомуты валов, основания двигателей и направляющие двигателя, съемники цепи, направляющие цепи, универсальный шарнир, карданный шарнир. Китай, Мотор серии Y, концы стержней и хомуты.

Теги артикула : Коробка передач, мотор серии Y, силовая передача.

Бесступенчатая коробка передач | Трактор и строительный завод Wiki

Бесступенчатая трансмиссия ( CVT ) — это трансмиссия, которая может плавно изменять бесконечное количество эффективных передаточных чисел между максимальными и минимальными значениями.Это контрастирует с другими механическими трансмиссиями, которые предлагают фиксированное количество передаточных чисел. Гибкость вариатора позволяет ведущему валу поддерживать постоянную угловую скорость в диапазоне скоростей на выходе. Это может обеспечить лучшую экономию топлива, чем другие трансмиссии, позволяя двигателю работать с наиболее эффективными оборотами в минуту (об / мин) для различных скоростей транспортного средства. В качестве альтернативы его можно использовать для максимизации производительности транспортного средства, позволяя двигателю вращаться с частотой вращения, при которой он производит пиковую мощность.Обычно это выше, чем частота вращения, при которой достигается максимальная эффективность.

Использует

A Вариатор с цепным приводом

Принцип вариатора

Многие небольшие тракторы для дома и сада имеют простые вариаторы с резиновым ремнем. Например, в линейке небольших грузовых автомобилей John Deere Gator используется ремень с системой конических шкивов. Они могут обеспечивать изобилие мощности и развивать скорость 10–15 миль в час (16–24 км / ч), и все это без использования сцепления или переключения передач. Почти все снегоходы, старые и новые, а также мотороллеры используют вариаторы, обычно с резиновым ремнем и регулируемым шкивом.

Некоторые комбайны имеют вариатор. CVT позволяет регулировать поступательную скорость комбайна независимо от частоты вращения двигателя. Это позволяет оператору замедлять или ускоряться по мере необходимости, чтобы приспособиться к изменениям толщины культуры.

Трансмиссии

CVT используются в системах выработки электроэнергии в самолетах с 1950-х годов, а в гоночных автомобилях Formula 500 Американского клуба спортивных автомобилей (SCCA) — с начала 1970-х годов.CVT были запрещены в Формуле 1 в 1994 году из-за опасений, что команды с лучшим финансированием будут доминировать, если им удастся создать жизнеспособную трансмиссию F1 CVT. ^[1] Совсем недавно были разработаны системы бесступенчатой ​​трансмиссии для картинга, которые, как было доказано, увеличивают производительность и ожидаемый срок службы двигателя. В линейке внедорожников Tomcar также используется система вариатора.

Некоторые сверлильные станки и фрезерные станки содержат вариатор на основе шкива, где выходной вал имеет пару регулируемых вручную половин конического шкива, через которые проходит широкий приводной ремень от двигателя.Шкив двигателя, однако, обычно имеет фиксированный диаметр или может иметь ряд ступенек заданного диаметра, что позволяет выбирать диапазоны скоростей. Маховик на сверлильном станке, отмеченный шкалой, соответствующей желаемой скорости машины, установлен на системе понижающей передачи, чтобы оператор мог точно контролировать ширину зазора между половинами шкива. Таким образом, ширина зазора регулирует передаточное отношение между фиксированным шкивом двигателя и регулируемым шкивом выходного вала, изменяя скорость патрона.В ременной передаче используется натяжной ролик, который компенсирует провисание ремня или ослабляет его при изменении скорости. В большинстве случаев скорость необходимо изменять при работающем двигателе.

Вариатор

следует отличать от трансмиссий Power Sharing Transmission (PST), используемых в новых гибридных автомобилях, таких как Toyota Prius, Highlander и Camry, Nissan Altima и гибридных внедорожниках Ford Escape новой модели. Технология CVT использует только один вход от первичного двигателя и обеспечивает регулируемые выходные скорости и крутящий момент; тогда как технология PST использует два входа первичного двигателя и меняет соотношение их вкладов в выходную скорость и мощность.Эти передачи принципиально разные. Однако гибриды Mitsubishi Lancer, Honda Insight, Honda Fit и Honda CR-Z, Nissan Tiida / Versa (только модель SL), Nissan Cube, Juke, Rogue, Altima, Murano, Maxima, Honda Capa, Jeep Patriot и Compass. использовать вариатор.

Типы

Toyota Super CVT — i

Шкив переменного диаметра (VDP) или привод Ривза

В этой наиболее распространенной системе вариатора ^[2] есть два шкива клинового ремня, которые разделены перпендикулярно их осям вращения, между которыми проходит клиновой ремень.Передаточное отношение изменяется путем перемещения двух шкивов одного шкива ближе друг к другу и двух шкивов другого шкива дальше друг от друга. Из-за V-образного поперечного сечения ремня это заставляет ремень двигаться выше на одном шкиве и опускаться на другом. Это изменяет эффективный диаметр шкивов, что, в свою очередь, изменяет общее передаточное число. Расстояние между шкивами не меняется, как и длина ремня, поэтому изменение передаточного числа означает, что оба шкива должны быть отрегулированы (один больше, другой меньше) одновременно, чтобы поддерживать необходимое натяжение ремня. .

Клиновой ремень должен быть очень жестким в осевом направлении шкива, чтобы совершать только короткие радиальные движения при скольжении в шкивы и выходе из них. Этого можно добиться с помощью цепи, а не однородной резины. Чтобы выскочить из шкивов, одна сторона ремня должна оттолкнуться. Это снова можно сделать только с помощью цепочки. Каждый элемент цепи имеет конические стороны, которые идеально подходят к шкиву, если ремень движется по крайнему радиусу. По мере того, как ремень входит в шкивы, площадь контакта уменьшается.Площадь контакта пропорциональна количеству элементов, поэтому в цепи много очень мелких элементов. Форма элементов определяется статикой колонны. Толщина ремня в радиальном направлении — это компромисс между максимальным передаточным числом и крутящим моментом. По этой же причине ось между шкивами максимально тонкая. На шкивы нанесена пленка смазки. Он должен быть достаточно толстым, чтобы шкив и ремень никогда не соприкасались, и он должен быть тонким, чтобы не тратить энергию, когда каждый элемент погружается в смазочную пленку.Кроме того, элементы цепи стабилизируют около 12 стальных лент. Каждая полоса достаточно тонкая, чтобы легко гнуться. При изгибе он имеет идеальную коническую поверхность на боку. В наборе лент каждая лента соответствует немного разному передаточному отношению, поэтому они скользят друг по другу и нуждаются в масле между ними. Также внешние ленты скользят по стабилизирующей цепи, а центральная лента может использоваться как звено цепи. ^{[примечание 1]}

Nissan Motors Extroid CVT

Тороидальный или роликовый вариатор (Extroid CVT)

Тороидальные вариаторы состоят из дисков и роликов, которые передают мощность между дисками. Диски можно изобразить как две почти конические части, одна за другой, со сторонами, выпуклыми так, чтобы две части могли заполнить центральное отверстие тора. Один диск — вход, а другой — выход (не совсем соприкасаются). Мощность передается с одной стороны на другую с помощью роликов. Когда ось ролика перпендикулярна оси почти конических частей, он контактирует с почти коническими частями в местах одинакового диаметра и, таким образом, обеспечивает передаточное число 1: 1. Ролик можно перемещать вдоль оси почти конических частей, изменяя угол по мере необходимости для сохранения контакта.Это приведет к тому, что ролик будет контактировать с почти коническими частями различного диаметра, что даст передаточное число, отличное от 1: 1. Системы могут быть частичными или полными тороидальными. Полные тороидальные системы представляют собой наиболее эффективную конструкцию, в то время как частичные тороидальные системы могут по-прежнему требовать преобразователя крутящего момента и, следовательно, терять эффективность.

Схемы:

Магнитный вариатор

Магнитная система непрерывной переменной передачи была разработана в Университете Шеффилда в 2006 г. и теперь (2011 г.) коммерчески доступна. ^[3] Два вращающихся передаточных диска, каждый с прикрепленными магнитами, вращаются синхронно. Изменение радиуса магнитов на каждом из дисков вызывает изменение передаточного числа.

Бесступенчатая трансмиссия (IVT)

Конкретным типом вариатора является бесступенчатая трансмиссия (IVT), в которой диапазон соотношений скорости выходного вала и скорости входного вала включает нулевое передаточное число, к которому можно непрерывно приближаться, начиная с определенного «более высокого» передаточного числа.Нулевая выходная скорость (низкая передача) с конечной входной скоростью подразумевает бесконечное соотношение входной и выходной скоростей, к которому можно непрерывно приближаться от заданного конечного входного значения с помощью IVT. Низкая передача — это ссылка на низкое отношение выходной скорости к входной. Это низкое передаточное число доведено до крайнего предела с IVT, что приводит к «нейтральному» или не ведущему «низкому» пределу передачи, при котором скорость на выходе равна нулю. В отличие от нейтральной передачи в обычной автомобильной трансмиссии, выходное вращение бесступенчатой ​​трансмиссии может быть предотвращено, поскольку передаточное отношение заднего хода (обратная работа бесступенчатой ​​коробки передач) может быть бесконечным, что приводит к недопустимо высокому крутящему моменту обратного хода; Однако выход IVT с храповым механизмом может свободно вращаться вперед.

IVT был построен до 1930-х годов; оригинальная конструкция преобразует вращательное движение в колебательное и обратно во вращательное движение с помощью роликовых муфт. ^[4] Ход промежуточных колебаний регулируется, изменяя выходную скорость вала. Этот оригинальный дизайн все еще производится сегодня, а пример и анимацию этого IVT можно найти здесь. ^[5] Пол Б. Пирес создал более компактный (радиально-симметричный) вариант, в котором вместо роликовых муфт используется храповой механизм, поэтому для управления выходом не нужно полагаться на трение. Статью и эскиз этого варианта можно найти здесь. скорость, равная разнице между двумя другими скоростями в IVT. Эта конфигурация IVT использует его вариатор в качестве бесступенчатого регулятора (CVR) скорости вращения любого из трех ротаторов планетарной системы (PGS).Если две скорости вращения вала PGS являются входом и выходом CVR, то есть настройка CVR, которая приводит к нулю выходной скорости IVT. Максимальное соотношение выходная / входная мощность может быть выбрано из бесконечных практических возможностей путем выбора дополнительных входных или выходных шестерен, размеров шкивов или звездочек, не влияя на нулевой выходной сигнал или целостность всей системы. IVT всегда включен, даже во время регулировки нулевого выхода.

В некоторых реализациях бесступенчатые трансмиссии

могут предложить лучшую эффективность по сравнению с другими вариаторами, как в предпочтительном диапазоне работы, поскольку большая часть мощности проходит через планетарную зубчатую передачу, а не через регулирующий CVR. Возможность передачи крутящего момента также может быть увеличена. Также есть возможность ступенчатого разделения мощности для дальнейшего повышения эффективности, возможности передачи крутящего момента и лучшего поддержания эффективности в широком диапазоне передаточных чисел.

Примером настоящего IVT является SIMKINETICS SIVAT, в котором используется CVR с храповым механизмом. Его храповой механизм CVR обеспечивает минимальную пульсацию на выходе IVT во всем диапазоне передаточных чисел.

Другим примером настоящего IVT является гидристор, поскольку передний блок, подключенный к двигателю, может перемещаться от нуля до 27 кубических дюймов за оборот вперед и от нуля до -10 кубических дюймов за оборот назад.Задний блок способен производить от нуля до 75 кубических дюймов за оборот.

CVT с храповым механизмом

CVT с храповым механизмом — это трансмиссия, основанная на статическом трении и основанная на наборе элементов, которые последовательно включаются, а затем отключаются между приводной системой и ведомой системой, часто используя колебательное или индексирующее движение в сочетании с односторонними муфтами или храповики, которые исправляют и суммируют только «поступательное» движение. Передаточное число регулируется путем изменения геометрии рычажного механизма в колеблющихся элементах, так что суммарная максимальная скорость рычага регулируется, даже когда средняя скорость рычага остается постоянной.Мощность передается от входа к выходу только тогда, когда сцепление или храповик включены, и, следовательно, когда он заблокирован в режиме статического трения, когда ведущая и ведомая вращающиеся поверхности мгновенно вращаются вместе без проскальзывания.

Эти бесступенчатые трансмиссии могут передавать значительный крутящий момент, поскольку их статическое трение фактически увеличивается по сравнению с пропускной способностью крутящего момента, поэтому проскальзывание невозможно в правильно спроектированных системах. Эффективность обычно высока, потому что большая часть динамического трения вызывается очень незначительными переходными изменениями скорости сцепления.Недостатком вариаторов с храповым механизмом является вибрация, вызванная последовательным изменением скорости, необходимой для ускорения элемента, который должен вытеснять ранее работавший и замедляющий элемент, передающий мощность.

CVT с храповым механизмом отличаются от VDP и вариаторов на роликах тем, что являются устройствами на основе статического трения, в отличие от устройств на основе динамического трения, которые тратят значительную энергию из-за скольжения скрученных поверхностей. Примером вариатора с храповым механизмом является прототип велосипедной трансмиссии, защищенной U.Патент S. 5,516,132, в котором сильный крутящий момент при педалировании заставляет этот механизм реагировать на пружину, перемещая узел зубчатого венца / звездочку в концентрическое положение нижней передачи. Когда крутящий момент педалирования снижается до более низкого уровня, трансмиссия автоматически настраивается на более высокие передачи, что сопровождается увеличением вибрации трансмиссии.

Действующий прототип и анимация работающего двухступенчатого вариатора с храповым механизмом можно найти ниже:

Гидростатические вариаторы

Мотоцикл

Honda DN-01: Анимация автомата перекоса.

В японском танке Тип 10 используется гидравлическая механическая трансмиссия (HMT).

Гидростатические трансмиссии используют насос переменной производительности и гидравлический двигатель. Вся мощность передается гидравлической жидкостью. Эти типы обычно могут передавать больший крутящий момент, но могут быть чувствительны к загрязнению. Некоторые конструкции также очень дороги. Однако у них есть преимущество, заключающееся в том, что гидравлический двигатель может быть установлен непосредственно на ступице колеса, что обеспечивает более гибкую систему подвески и устраняет потери эффективности из-за трения в приводном валу и компонентах дифференциала.Этот тип трансмиссии относительно прост в использовании, поскольку все скорости движения вперед и назад могут быть доступны с помощью одного рычага.

В интегрированной гидростатической трансмиссии (IHT) используется единый корпус как для гидравлических элементов, так и для элементов редуктора. Этот тип трансмиссии, чаще всего производимый Hydro-Gear ^{[ цитируется ]} , эффективно применяется во множестве недорогих и дорогих версий садовых газонокосилок и садовых тракторов. Многие версии ездовых газонокосилок и садовых тракторов с приводом от гидростатической трансмиссии способны тянуть культиватор с реверсивными зубьями и даже плуг с одним ножом.

Один из классов ездовых газонокосилок, который в последнее время стал популярным среди потребителей, — это косилки с нулевым радиусом поворота. Эти косилки традиционно приводились в движение гидравлическими двигателями, установленными на ступицах колес, с приводом от бесступенчатых насосов, но такая конструкция является относительно дорогой. Компания Hydro-Gear создала первую экономичную интегрированную гидростатическую трансмиссию, подходящую для движения потребительских косилок с нулевым радиусом поворота.

Некоторое тяжелое оборудование также может приводиться в движение гидростатической трансмиссией; е.г. сельскохозяйственная техника, включая комбайны, комбайны и некоторые тракторы. Разнообразное тяжелое землеройное оборудование производства Caterpillar Inc., например В компактных и малогабаритных колесных погрузчиках, гусеничных погрузчиках и тракторах, погрузчиках с бортовым поворотом и асфальтовых катках используется гидростатическая трансмиссия. Гидростатические вариаторы обычно не используются для длительных применений с высоким крутящим моментом из-за тепла, выделяемого текущим маслом.

Мотоцикл Honda DN-01 — это первый дорожный потребительский автомобиль с гидростатическим приводом, в котором используется аксиально-поршневой насос переменной производительности с наклонной шайбой с регулируемым углом наклона.

Трансмиссия с регулируемым зубчатым колесом

Трансмиссия с регулируемым зубчатым колесом — это не настоящий вариатор, который может изменять свое передаточное число с бесконечными приращениями, а скорее приближается к возможностям вариатора за счет наличия большого количества передаточных чисел, обычно 49. Эта трансмиссия основана на зубчатом колесе, надежно сцепленном с цепью, где Зубчатое колесо может добавлять или убирать зуб за раз, чтобы изменить его соотношение по отношению к цепи, которую оно ведет. «Зубчатое колесо» может иметь множество конфигураций, включая лестничные цепи, приводные штанги и зубья звездочки. Огромным преимуществом этого типа вариатора является то, что он представляет собой механический привод с принудительным приводом и, следовательно, не имеет потерь на трение и ограничений, присущих вариаторам на роликовой основе или вариаторам с VDP. Задача в этом типе вариатора состоит в том, чтобы добавить или удалить зуб из зубчатого колеса очень точно и контролируемым образом, чтобы поддерживать синхронизированное зацепление с цепью. Этот тип трансмиссии может изменять передаточные числа под нагрузкой из-за большого количества передаточных чисел, в результате чего разница в изменении передаточного числа между передаточными числами составляет порядка 3%, поэтому муфта или преобразователь крутящего момента необходимы только для трогания с места.Никакие вариаторы этого типа не используются в коммерческих целях, вероятно, из-за вышеупомянутой проблемы разработки.

Хотя iCVT работает, у него есть следующие недостатки:

Высокие потери на трение

Шкив вариатора iCVT блокируется двумя небольшими блокирующими шкивами. Здесь один блокирующий шкив расположен на натянутой стороне цепи iCVT. Следовательно, на этот блокирующий шкив оказывается значительная нагрузка, величина которой пропорциональна натяжению его цепи.Каждый блокирующий шкив подтягивается вверх двумя сегментами цепи: один сегмент цепи слева и один справа от блокирующего шкива; здесь, если два сегмента цепи параллельны друг другу, то нагрузка на блокирующий шкив вдвое превышает натяжение цепи. Но поскольку два сегмента цепи, скорее всего, не параллельны друг другу во время работы iCVT, предполагается, что нагрузка на блокирующий шкив в 1–1,8 раз превышает натяжение его цепи.

Кроме того, стопорный шкив очень мал, так что его моментный рычаг очень мал.Плечо с большим моментом снижает усилие, необходимое для вращения шкива. Например, использование длинного гаечного ключа с большим моментным плечом для открытия гайки требует меньшего усилия, чем использование короткого ключа с небольшим моментным плечом. Если предположить, что диаметр ограничивающего шкива в два раза больше диаметра его вала, что является большой оценкой, тогда сила сопротивления трения на внешнем диаметре блокирующего шкива составляет половину силы сопротивления трения на валу блокирующего шкива.

Ударопрочность и прочность

Передаточное число iCVT должно быть изменено на один шаг менее чем за один полный оборот его шкива вариатора.Необходимо изменить одно приращение означает, что передаточный диаметр шкива вариатора должен быть изменен с диаметра, имеющего окружную длину, равную целому числу зубьев, на другой диаметр, имеющий окружную длину, равную целому числу. количество зубов; например, изменение диаметра передачи шкива вариатора с диаметра, который имеет длину окружности 7 зубцов, на диаметр, имеющий длину окружности 8 зубцов.Это связано с тем, что если передаточный диаметр шкива вариатора не имеет окружной длины, равной целому числу зубьев, такой как, например, длина окружности 7½ зубьев, неправильное зацепление между зубьями шкива вариатора и его цепью произойдет. Например, представьте себе велосипедный шкив с 7½ зубьями; здесь будет происходить неправильное зацепление между шкивом велосипеда и его цепью, когда зуб за промежутком 1/2 зуба вот-вот войдет в зацепление с его цепью, поскольку он расположен на расстоянии 1/2 зуба слишком поздно по отношению к его цепи.

Что касается предыдущего абзаца, цепь iCVT образует разомкнутую петлю на шкиве вариатора, которая частично покрывает шкив вариатора, так что существует открытый участок, который не покрывается цепью. Это похоже на звездочку велосипеда, где есть часть звездочки, которая покрыта цепью, и часть звездочки, которая не покрывается цепью. За один полный оборот зубчатая часть шкива вариатора iCVT проходит через открытую часть и снова входит в зацепление с цепью.Здесь, если передаточный диаметр шкива вариатора не представляет собой целое число зубьев, произойдет неправильное повторное зацепление между зубьями шкива вариатора и его цепью. Кроме того, диаметр передачи шкива вариатора не может быть изменен, пока зубчатая часть шкива вариатора покрывает всю открытую часть его цепной петли. Поскольку это аналогично тому, когда пластина приклеивается к открытому участку петли цепи, что не допускает расширения или сжатия петли цепи, как это требуется для изменения диаметра трансмиссии шкива вариатора. Следовательно, диаметр трансмиссии шкива вариатора должен быть изменен на одно приращение в течение интервала, в котором шкив вариатора вращается из исходного положения, когда часть зубчатой ​​части шкива вариатора расположена на открытом участке петли цепи, но не закрывает всю открытую часть до конечного положения, когда зубчатая часть шкива вариатора проходит через открытую часть петли цепи и собирается снова войти в зацепление с цепью. Поскольку для поворота шкива вариатора из исходного положения в его конечное положение, упомянутое в предыдущем предложении, требуется менее одного полного оборота, диаметр трансмиссии шкива вариатора должен быть изменен на один шаг менее чем за один полный оборот.

Кроме того, по мере увеличения диаметра трансмиссии цепь должна подталкиваться вверх по наклонным поверхностям половин шкива вариатора, в то время как натяжение цепи имеет тенденцию тянуть цепь в противоположном направлении. Следовательно, для изменения диаметра трансмиссии требуется большая сила, превышающая натяжение цепи. Поскольку передаточное отношение должно быть изменено менее чем за один полный оборот шкива вариатора, к половинкам шкива необходимо приложить большую силу в течение очень короткого промежутка времени.Если, например, шкив вариатора вращается со скоростью 3600 об / мин, что эквивалентно 60 оборотам в секунду, то сила, необходимая для изменения передаточного числа, должна быть приложена в течение 1/60 секунды. Это было бы похоже на удар молотком по чему-нибудь. Следовательно, здесь при изменении передаточного числа на шкив вариатора действуют значительные ударные нагрузки, что увеличивает диаметр трансмиссии. Эти ударные нагрузки вызывают проблемы с комфортом водителя автомобиля, использующего iCVT.Кроме того, iCVT должен быть спроектирован так, чтобы выдерживать эти ударные нагрузки, которые, скорее всего, увеличат стоимость и вес iCVT.

Возможность и надежность передачи крутящего момента

Зубья шкива вариатора iCVT образованы штифтами, которые проходят от одной половины шкива к другой половине шкива и скользят в канавках половин шкива шкива вариатора. Здесь крутящий момент от цепи передается на пальцы, а затем от пальцев к половинкам шкива.Поскольку штифты круглые, а канавки изогнутые, линейный контакт между штифтами и канавками используется для передачи усилия от штифтов к канавкам. Величина силы, которая может передаваться между двумя частями, зависит от площади контакта двух частей. Поскольку площади контакта между штифтами и их канавками очень малы, величина силы, которая может передаваться между ними, и, следовательно, также допустимый крутящий момент iCVT, ограничены.

Еще одна возможная проблема с iCVT заключается в том, что штифты шкива вариатора могут выпасть, когда они не находятся в зацеплении со своей цепью.А износ штифтов и канавок половин шкива может вызвать серьезные проблемы с производительностью и надежностью.

Схема и видеоролик:

Вариатор с одинарным зубом конуса

Бесфрикционный вариатор с коническим конусом и одним зубом. Как и iCVT, конус с одним зубом не зависит от трения для передачи крутящего момента; тем не менее, у него нет недостатков, присущих iCVT.

Конус вариатора

Фрикционный конус Эванса, разновидность конуса CV

Конусный вариатор изменяет эффективное передаточное число с помощью одного или нескольких конических роликов.В простейшем типе вариатора с конусом, в версии с одним конусом, используется колесо, которое движется по наклону конуса, создавая разницу между узким и широким диаметрами конуса.

В вариаторе с колеблющимися конусами крутящий момент передается посредством трения от переменного числа конусов (в соответствии с передаваемым крутящим моментом) на центральную бочкообразную ступицу. Боковая поверхность ступицы выпуклая с определенным радиусом кривизны, который меньше радиуса вогнутости конусов.Таким образом, в любой момент времени будет только одна (теоретическая) точка контакта между каждым конусом и ступицей.

Новый вариатор Warko, использующий эту технологию, был представлен в Берлине во время 6-го Международного симпозиума CTI по ​​инновационным автомобильным трансмиссиям 3–7 декабря 2007 года.

Отличительной особенностью Warko является отсутствие сцепления: двигатель всегда соединен с колесами, а задний привод осуществляется посредством планетарной системы на выходе. ^[7] Эта система, названная «делением мощности», ^[8] позволяет двигателю иметь «нейтральную передачу»: ^[9] , когда двигатель вращается (соединенный с солнечной шестерней планетарной системы) , вариатор (т.е. планетарные шестерни) будут компенсировать вращение двигателя, поэтому внешняя кольцевая шестерня (которая обеспечивает выходную мощность) остается неподвижной.

Схемы:

Радиально-роликовый вариатор

Принцип работы этого вариатора аналогичен принципу работы обычных маслокомпрессионных двигателей, но вместо сжатия масла сжимаются обычные стальные ролики.

Подробнее см. EP1688645A1

Прототип приложений для ветряных электростанций Видео 1

Внутренние механические детали Видео 2

Передаче движения между роликами и роторами способствует адаптированная тяговая жидкость, которая обеспечивает надлежащее трение между поверхностями и замедляет их износ. В отличие от других систем, радиальные ролики не изменяют тангенциальную скорость (дельту) вдоль линий контакта на роторах. Благодаря этому достигается больший механический КПД и срок службы. Основными преимуществами этого вариатора являются дешевизна изготовления и высокий КПД.

История

Леонардо да Винчи в 1490 году разработал бесступенчатую бесступенчатую трансмиссию. ^[10] Первый патент на вариатор с фрикционным ремнем был подан в Европе ^{[требуется уточнение ]} Daimler and Benz в 1886 году, а патент США на тороидальный вариатор был выдан в 1935 году. ^{[11] [12]}

В 1910 году компания Zenith Motorcycles построила мотоцикл V2 с вариатором Gradua-Gear. Эта марка Zenith-Gradua была настолько успешной в соревнованиях по горному восхождению, что в конечном итоге ее запретили, чтобы другие производители имели шанс на победу.

В 1912 году британский производитель мотоциклов Rudge-Whitworth построил Rudge Multigear. Multi был значительно улучшенной версией Zenith Gradua-Gear. Rudge Multi был настолько успешным, что с 1913 года в знаменитой гонке Tourist Trophy (которая была самой важной мотоциклетной гонкой в ​​мире до Первой мировой войны) в конечном итоге была запрещена трансмиссия CVT.

В 1922 году Браун предложил мотоцикл с храповым механизмом с регулируемым ходом и торцевым храповым механизмом. ^[13]

Одно из первых применений вариатора было в британском автомобиле Clyno, представленном в 1923 году.

Вариатор, получивший название Variomatic, был разработан и построен Хабом ван Дорном, соучредителем Van Doorne’s Automobiel Fabriek (DAF), в конце 1950-х годов специально для производства автоматической коробки передач для небольшого недорогого автомобиля. Первый автомобиль DAF с вариатором Ван Дорна, DAF 600, был выпущен в 1958 году. ^[14] Патенты Ван Дорна были позже переданы компании под названием VDT (Van Doorne Transmissie B. V.), когда подразделение легковых автомобилей было продано Volvo; его вариатор использовался в Volvo 340.

На многих снегоходах используется вариатор с резиновым ремнем. В 1974 году компания Rokon предложила мотоцикл с резиновым ремнем вариатора.

Вариаторы

используются в некоторых квадроциклах. Первым квадроциклом, оснащенным вариатором, стал Suzuki LT80 mini в 1987 году.

В начале 1987 года Subaru представила Justy в Токио с бесступенчатой ​​трансмиссией с электронным управлением (ECVT), разработанной Fuji Heavy Industries, которой принадлежит Subaru.В 1989 году Justy стал первым серийным автомобилем в США, предлагающим технологию вариатора. В то время как Justy имел лишь ограниченный успех, Subaru продолжает использовать вариатор в своих кей-карах по сей день, а также поставляет его другим производителям. ^[15]

Летом 1987 года Ford Fiesta и Fiat Uno стали первыми массовыми европейскими автомобилями, оснащенными вариатором со стальным ремнем (в отличие от менее прочной конструкции DAF с резиновым ремнем). Этот вариатор Ford CTX был разработан Ford, Van Doorne и Fiat, а работа над трансмиссией началась в 1976 году. ^[15]

Nissan March 1992 года содержал Nissan N-CVT на основе Fuji Heavy Industries ECVT. ^[15] В конце 1990-х годов компания Nissan разработала собственный вариатор, обеспечивающий более высокий крутящий момент, и включал преобразователь крутящего момента. Эта коробка передач использовалась в ряде моделей японского рынка. Nissan также является единственным производителем автомобилей, который в последние годы представил на рынок роликовый вариатор. Их тороидальный вариатор, получивший название Extroid, был доступен на японском рынке Y34, Nissan Gloria и V35 Skyline GT-8.Однако коробка передач не была перенесена, когда Cedric / Gloria был заменен Nissan Fuga в 2004 году. Nissan Murano, представленный в 2003 году, и Nissan Rogue, представленный в 2007 году, также используют вариатор в своих моделях с автоматической коробкой передач. В пресс-релизе Nissan от 12 июля 2006 года компания Nissan объявила об огромном переходе на трансмиссии CVT, когда они выбрали технологию XTronic CVT ^[16] для всех автоматических версий автомобилей Nissan Versa, Cube, Sentra, Altima и Maxima на Севере. Америка, сделав вариатор бесступенчатой ​​трансмиссией.Одним из основных факторов, побудивших Nissan перейти на вариаторы, было участие в их «Зеленой программе 2010», направленной на сокращение выбросов CO2 к 2010 году. На сегодняшний день Nissan добился наибольших успехов в производстве своих вариаторов в больших объемах и в широком диапазоне. транспортных средств. Вариатор, установленный в Nissan Maxima, Murano и версии V6 в Altima, считается первым в мире ременным вариатором класса 3.5L и может выдерживать гораздо более высокие нагрузки крутящего момента, чем другие ременные вариаторы. ^[17]

После долгих лет изучения вариатора на основе шкивов, Honda также представила свою собственную версию на Honda Civic VTi 1995 года.Эта коробка передач CVT, получившая название Honda Multi Matic, допускает более высокий крутящий момент, чем традиционные вариаторы со шкивом, а также включает гидротрансформатор для «медленного» действия. Вариатор также в настоящее время используется в Honda City ZX, производимой в Индии, и Honda City Vario, производимой в Пакистане.

Toyota использовала трансмиссию Power Split Transmission (PST) в Prius 1997 года, и все последующие гибриды Toyota и Lexus, продаваемые на международном уровне, продолжают использовать эту систему (продаваемые под названием Hybrid Synergy Drive).HSD также называют бесступенчатой ​​трансмиссией с электронным управлением. PST позволяет либо электродвигателю, либо двигателю внутреннего сгорания (ДВС), либо обоим приводить в движение транспортное средство. В режиме только ДВС часть мощности двигателя механически связана с трансмиссией, а другая часть проходит через генератор и двигатель. Количество мощности, проходящей через электрический путь, определяет эффективное передаточное число. Toyota также предлагает негибридный вариатор Multidrive для таких моделей, как Avensis.

Audi с 2000 года предлагает цепной вариатор (Multitronic) в качестве опции для некоторых моделей с более крупными двигателями, например, для A4 3,0 л V6.

В 2000 году Fiat предлагал вариатор конического типа в качестве опции для своей популярной модели Fiat Punto (16v 80 PS ELX, Sporting).

BMW использовала вариатор с ременным приводом в качестве опции для MINI низкого и среднего диапазона в 2001 году, отказавшись от него только на версии автомобиля с наддувом, где повышенный крутящий момент требовал использования обычной автоматической коробки передач.При желании вариатор можно также «переключить» вручную с помощью программно смоделированных точек переключения.

GM представила свою версию вариатора, известную как VTi, в 2002 году. Она использовалась в моделях Saturn Vue и Saturn Ion. Эта трансмиссия была быстро снята с производства в моделях 2005 года из-за большого количества отказов. ^{[необходима ссылка ]}

Компания Ford представила вариатор с цепным приводом, известный как CFT30, в своих автомобилях Ford Freestyle, Ford Five Hundred и Mercury Montego 2005 года выпуска. Трансмиссия была разработана в сотрудничестве с немецким поставщиком автомобилей ZF Friedrichshafen и производилась в Батавии, штат Огайо, на заводе Batavia Transmissions LLC (дочерняя компания Ford Motor Company) до 22 марта 2007 года. Завод в Батавии также производил вариатор CFT23 с ременным приводом, который использовался в Ford Focus C-MAX. Ford также продавал в Европе модели Escort и Orion с вариаторами в 1980-х и 1990-х годах.

Контрактные соглашения были заключены в 2006 году между MTD Products и Torotrak на первую полностью тороидальную систему, которая будет произведена для наружного силового оборудования, такого как водные мотоциклы, ски-мобиль и газонокосилки. ^[18]

Dodge Caliber 2007 года и связанные с ним Jeep Compass и Jeep Patriot используют вариатор с регулируемым шкивом в качестве дополнительной автоматической коробки передач. ^[19]

Модель Mitsubishi Lancer 2008 года выпуска доступна с бесступенчатой ​​трансмиссией в качестве автоматической коробки передач. Модели DE и ES получают стандартный вариатор с ведущей и понижающей передачами; Модель GTS оснащена стандартным приводом, а также режимом Sportronic, который позволяет водителю использовать 6 различных предустановленных передаточных чисел (либо с помощью переключателя, либо с помощью лепестковых переключателей, установленных на рулевом колесе).

SEAT Exeo 2009 доступен с автоматической коробкой передач CVT (multitronic) в качестве опции для 2.0 TSI Бензиновый двигатель мощностью 200 л.с. (149 кВт) с возможностью выбора «шести скоростей». ^[20]

Subaru предлагает вариатор на Legacy 2010 и Outback 2010 (Lineartronic).

См. Также

• Система рекуперации кинетической энергии (в автоспорте)
• Список автомобилей с бесступенчатой ​​трансмиссией
• Планетарная передача

Примечания

Список литературы

1. ↑ Забанен! Бесступенчатая трансмиссия
2. ↑ Фишетти, Марк (январь 2006 г.), «No More Gears», Scientific American 294 : 92.
3. ↑ Магнитная передача Magnomatics CVT
4. ↑ Jones, Franklin D., et al. (1930). Гениальные механизмы для конструкторов и изобретателей . Промышленная пресса. ISBN 0831110848. стр. 343–345, том I.
5. ↑ «Диски». Zero-max.com. Проверено 19 сентября 2009 года.
6. ↑ «Бесступенчатая трансмиссия FEVj». Fuel-efficient-vehicles.org (2 августа 1994 г.). Проверено 19 сентября 2009 года.
7. ↑ «Toyota Prius — Power Split Device». Eahart.com.Проверено 14 декабря 2010.
8. ↑ «John’s Stuff — Toyota Prius Education — Power Split Device». John1701a.com (31 января 2006 г.). Проверено 14 декабря 2010.
9. ↑ [1] ^{[ мертвое звено ]}
10. ↑ Берч, Стюарт. «Audi переносит вариатор из 15 века в 21 век». SAE International. Проверено 30 ноября 2007 г.
11. ↑ Харрис, Уильям. «Как работают вариаторы». HowStuffWorks, Inc .. Проверено 3 декабря 2007 г.
12. ↑ МакГарри, Бен. «Предлагаемая IVT-трансмиссия Дурнина — обзор д-ра.Бен МакГарри, главный инженер e3k Think «. Бесконечно регулируемая передача. Проверено 11 августа 2010 года.
13. ↑ Цикл, апрель 1974 г., стр. 52.
14. ↑ Хилтон Холлоуэй, Мартин Бакли (2002). Автомобили ХХ века . Карлтон. ISBN 1-84222-835-8.
15. ↑ ^{15,0 15,1 15,2} Поултон, M.L. (1997). Технология топливосберегающих автомобилей . Публикации по вычислительной механике, 69. ISBN 1853124478.
16. ↑ «Обзор деятельности Nissan по технологическому развитию: Xtronic Cvt».Nissan-global.com. Проверено 19 сентября 2009 года.
17. ↑ CVT , Jatco, http://www.jatco.co.jp/ENGLISH/CVT/JF010E.html
18. ↑ «Torotrak объявляет о соглашении о создании совместного предприятия для крупносерийного производства технологии IVT». Торотрак. Проверено 4 декабря 2007 г. ^{[ мертвая ссылка ]}
19. ↑ «Dodge Caliber, Jeep Compass и Jeep Patriot». Экологический центр. Архивировано 10 марта 2008 года. Проверено 4 декабря 2007 года.
20. ↑ «Техническая информация SEAT Exeo 2.0 TSI». Проверено 14 сентября 2009 г.

Внешние ссылки

v · d · e Шестерни Зубчатые передачи Цилиндрические зубчатые передачи • Червячная передача • Рейка и шестерня • Эпициклическая (планетарная) передача • Солнечная и планетарная шестерня • Гармонический привод • Циклоидальный привод • Некруглое зубчатое колесо Форма шестерни Цилиндрическая шестерня • Коническая шестерня • Спирально-коническая шестерня • Цилиндрическая шестерня • Елочная шестерня Профили зубцов Эволюция • Циклоида Зубчатая передача Примеры В Велосипедах: Зубчатая передача • Шестерни переключателя • Ступица • Велосипед с приводом от вала • Звездочка В часовых поясах: Колесная передача См. Также Шарико-винтовая передача • Ходовой винт • Домкрат • Ременный привод • Цепной привод • Изготовление шестерен • Механизм свободного хода • Lego Technic

Что такое вариатор (бесступенчатая трансмиссия) и как он работает?

вариатор! Большинство из вас слышали об этом термине, когда хотели купить безредукторный скутер или автомобиль с автоматической коробкой передач.Это расшифровывается как Continuous Variable Transmission, одна из форм автоматической трансмиссии на двухколесных и четырехколесных транспортных средствах.

Краткая история вариатора

Вы будете удивлены, узнав, что великий изобретатель и художник Леонардо да Винчи впервые в 1490 году нарисовал первый в истории эскиз устройства, которое станет самой ранней моделью вариатора. были замечены на автомобилях DAF в 1950-х годах. Только в 2000-е годы вариаторная трансмиссия вышла на первый план в автомобилях и безредукторных скутерах.

(Система вариатора, установленная на транспортном средстве)

Как работает вариатор?

В отличие от обычной автоматической трансмиссии, вариатор не использует шестерни. Вместо этого он имеет два шкива, диаметры которых варьируются и соединены ремнем или цепью. Один конец соединен с двигателем, а другой — с колесами, на которые передается мощность. Шкивы подвижны, и по мере приближения друг к другу ремень или цепь перемещаются выше, увеличивая диаметр шкивов и наоборот.

(Модель гибридной системы вариатора)

Когда входной шкив становится меньше, а выходной шкив становится больше, это переводится в более низкое передаточное число (которое представляет собой количество вращений вала за каждый оборот двигателя, следовательно, передаточное число). Пока автомобиль набирает обороты и ускоряется, шкивы продолжают менять свой диаметр и снижают частоту вращения двигателя (RPM) для спокойного движения или набора оборотов для быстрого обгона.

Каково управление автомобилем с вариатором?

0 Комментарии

Каждый автомобиль с вариатором будет иметь эту маркировку на ручке переключения передач.P-R-N-D-L (Parked-Reverse-Neutral-Drive-Low), которые не требуют пояснений, за исключением «Low», что означает низкое передаточное число. Когда вы включаете функцию «Низкий», автомобиль разгоняется до более высоких оборотов и генерирует больший крутящий момент, который может потребоваться для подъема груза, подъема по склону или выхода из застрявшей ситуации. Конечно, в пространстве для ног всего две педали (тормоза и акселератор), что может сбить с толку людей, которые привыкли иметь три педали (включая сцепление). Когда вы нажимаете педаль акселератора, машина очень быстро набирает обороты, это нормально, а затем успокаивается после того, как набирается импульс. Не чувствуется, как машина переключает передачи или внезапно кренится при ускорении, потому что нет никаких передач.

Чтобы быть в курсе последних автомобильных новостей и обзоров, подпишитесь на carandbike.com в Twitter, Facebook и подпишитесь на наш канал на YouTube.

Как работают шкивы с регулируемой скоростью?

Шкивы с регулируемой частотой вращения используются в самых разных областях, от тракторов до тяжелой техники. Но как работают шкивы с регулируемой скоростью?

Шкивы с регулируемой скоростью

Первым шагом к пониманию того, как работают шкивы с регулируемой скоростью, является понимание того, для чего они предназначены.Шкив с регулируемой скоростью предназначен для изменения скорости вращающегося вала. Число оборотов в минуту (скорость) может быть либо увеличено (ускорено), либо уменьшено (замедлено).

^{Нажмите на изображение выше, чтобы увеличить}

Для системы привода требуются два шкива: шкив переменной скорости, установленный на приводном валу, и шкив фиксированного диаметра, установленный на ведомом валу.

Приводной вал является источником энергии, как двигатель, а ведомый вал — это вал, требующий изменения скорости.Ремень используется для передачи мощности от приводного вала к ведомому валу.

Как работает шкив переменной скорости: шкив переменной скорости имеет один или два подвижных фланца. Фланец удерживается закрытым за счет давления пружины.

Существует два типа систем шкивов с регулируемой скоростью.

Межосевое расстояние подвижного вала: Двигатель, установленный на регулируемом основании двигателя, перемещается, увеличивая межосевое расстояние между двумя валами, ремень заставляет открывать шкив переменной скорости.Поскольку два фланца разделяются, ремень перемещается от максимального делительного диаметра PD к минимальному делительному диаметру pd или в любое положение между ними.

Фиксированное межосевое расстояние вала: Шкив переменной скорости установлен на ведущем и ведомом валах. Ведомый шкив регулируется, а ведущий шкив управляется механическим действием, которое открывает или закрывает шкив в зависимости от требуемой частоты вращения. Когда ведомый шкив открывается, скорость ведомого шкива будет уменьшаться, и наоборот, когда ведущий шкив закрыт, скорость ведомого шкива будет увеличиваться.

Диапазон скоростей шкивов с регулируемой скоростью почти бесконечен в пределах стандартного передаточного числа. Наши шкивы предназначены для ремней с размерами от 1/4 «V до 5/8» V и номинальной мощностью от 1/12 до 1,0 л.с., они спроектированы, чтобы предложить экономичную альтернативу для многих приложений, которые могут не требовать затрат на переменный ток. / Двигатели и контроллеры постоянного тока с регулируемой скоростью.

Узнайте больше о нашей полной линейке решений для шкивов

Torque Transmission производит нейлоновые синхронизирующие шкивы различных стандартных и нестандартных размеров — все они обеспечивают превосходную производительность и экономичную конструкцию.Поскольку для наших зубчатых шкивов требуется лишь минимальное натяжение ремня для предотвращения проскальзывания, нагрузки подшипников на ведущий вал значительно снижаются.

Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о преимуществах и преимуществах линии передачи крутящего момента шкивов зубчатого ремня или узнать больше о наших вариантах шкивов и нестандартных шкивах.

Принцип работы, преимущества и недостатки

CVT — бесступенчатая трансмиссия, используемая в скутерах, мопедах, снегоходах и гидроциклах.Обеспечивает плавное изменение скорости вращения ведущего и ведомого дисков. В середине XNUMX века устройства перекочевали на автомобили, но активное развитие технологий началось совсем недавно.

Поэтому мнения владельцев расходятся: одни хвалят его, другие ругают. Чтобы попасть в первую лигу, нужно узнать о вариаторе все, и мы будем рады с этим помочь.

Принцип работы вариатора

В отличие от автоматических трансмиссий, вариатор не использует шестерни.Другими словами, здесь нет ограниченного количества передач. Благодаря продуманной системе шкивов (колес, придающих движение ремню) количество скоростей плавно стремится к бесконечности.

Толщина ведущего и ведомого валов меняется, и дискретные шаги не выполняются. При незначительном смещении одного из валов назад происходит увеличение радиуса изгиба вокруг конуса приводного ремня. Это означает, что если приводной ремень сделает, например, 2 оборота, то ведомый вал будет раскручиваться на все 10.

Благодаря этому свойству автомобиль может разгоняться до значительных скоростей за одно число оборотов двигателя.

При смещении обоих валов вперед произойдет обратный эффект: 10 оборотов ведущего вала и 2 оборота ведомого. Это позволит вам тронуться, тащить за собой груз или подняться на крутой холм.

Бесступенчатая трансмиссия состоит из трех компонентов:

• Высокопрочный резиновый ремень или цепь;
• Приводной вал и 2 конических шкива;
• Выходной вал и 2 конических шкива.

Работу устройства обеспечивает бортовой компьютер. Благодаря электронике меняется положение шкивов. В современном мире микропроцессоры и датчики являются дополнительным компонентом этой технологии.

Ремни клиновые металлические

Для повышения надежности и эффективности вариаторов разрабатываются новые материалы. Итак, клиновые ремни заменили цепи и ремни. Они сделаны из стали. Количество тонких металлических полос варьируется от 9 до 15.

Высокопрочный состав изделий увеличивает прочность конструкции.Эти ремни нескользящие, выдерживают высокий крутящий момент и значительно тише своих предшественников из резины.

Принцип работы тороидального вариатора

Современная разработка — тороидальные вариаторы. Внешне устройство отличается от оригинала, но оно надежнее, а результат такой же.

Итак, вместо шкивов и ремней используются специальные диски и ролики:

1. Аналог ведущему шкиву, один из дисков прикреплен к двигателю.
2. Второй, как ведомый шкив, соединен с приводным валом.
3. Между дисками колеса (вместо ремня). Они изменяют передаточное число, которое передается от диска к диску.

Принцип действия заключается в том, что колеса вращаются по обеим осям. Вращение происходит вокруг горизонтальной оси, а наклон — вокруг вертикальной.

Достоинства и недостатки вариаторов

Вариаторы имеют ряд заметных преимуществ:

• Переключение происходит без рывков, максимально плавно, за счет постоянного и плавного ускорения.
• Высокая экономия топлива достигается за счет поддержания оптимального диапазона мощности автомобиля на любой скорости.
• Отсутствие принудительных торможений (например, при движении в гору) доступно за счет лучшей реакции системы на изменение внешних условий.
• Высокие динамические характеристики (по сравнению с АКПП): потери мощности в вариаторе заметно ниже, чем в АКПП.
• Пониженные выбросы за счет улучшения характеристик частоты вращения двигателя.
CVT
• легче автоматических трансмиссий, поскольку конструкция удивительно проста: в ней используется меньше элементов.

Но есть и недостатки:

• Ремни вариатора (не цепные) быстро изнашиваются: срок службы до 60 тыс. Км.
• Нецелесообразно использовать вариатор, если автомобиль подвергается постоянным и большим нагрузкам (например, на внедорожниках).
• Низкий срок службы всей конструкции;
• В сервисных центрах часто отказывают в ремонте (из-за вышеперечисленных пунктов), так как заменить вариатор намного проще, но это обойдется потребителю дорого: примерно 30-40% от стоимости автомобиля.
• Между переключениями передач проходит 1-2 секунды, не всех водителей это устраивает.

Оказывается, АКПП намного надежнее вариаторов. Однако скорость распространения этих устройств, а также заинтересованность автомобилистов в их использовании вынуждают инженеров усиленно искать новые решения, а значит, довольно скоро весь мир перейдет на эту технологию.

АНАЛОГИЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

ecvt CVT, снижающий выбросы, с электрическим вариатором для коммунальной техники

Начало

Ужесточение законодательства в отношении выбросов загрязняющих веществ и шума для современных транспортных средств влияет не только на индивидуальный транспорт, но и на текущие решения в области муниципальных, аварийных и грузовых автомобилей. Чтобы достичь наилучших функциональных возможностей при транспортировке и работе, в последние годы были созданы бесступенчатые трансмиссии (CVT), основанные на функциональном принципе гидростатико-механического делителя мощности, особенно в сельскохозяйственных транспортных средствах.

В этих трансмиссиях с разделением мощности входная мощность, генерируемая двигателем внутреннего сгорания (ДВС), разделяется на механическую и гидростатическую. Механический путь охватывает несколько диапазонов передач, а затем объединяет механическую и гидростатическую мощность в планетарной передаче на выходе трансмиссии.Это обеспечивает высокое общее передаточное отношение, с одной стороны, и высокий выходной крутящий момент, с другой стороны, сохраняя при этом разумные размеры гидростатического вариатора (комбинация гидронасоса и гидромотора). Бесступенчатые трансмиссии стали современными силовыми передачами благодаря возможности управлять скоростью автомобиля независимо от частоты вращения двигателя. Таким образом, навесное оборудование может работать с оптимальной частотой вращения двигателя, а скорость транспортного средства может регулироваться соответствующим образом для достижения максимальной эффективности или рабочих характеристик (например,г. метель).

Мотивация

Однако эффективность и воздействие этой системы на окружающую среду являются большой проблемой, особенно при работе в условиях частичной нагрузки. Гидростатические вариаторы очень надежны и могут обеспечивать высокую мощность, но всегда имеют место значительные паразитные потери, которые влияют на эффективность всей системы. Это приводит к низкому КПД и высокому уровню выбросов двигателя внутреннего сгорания, особенно в условиях частичной нагрузки.

Объектив

Таким образом, целью данного проекта является замена гидравлического агрегата на электрические машины.Две очень компактные, инновационные и экономичные электрические машины будут использоваться как в генераторном, так и в моторном режимах. Связав ДВС с электрическими машинами и аккумуляторной батареей, можно добиться значительного уменьшения габаритов ДВС. Блок eCVT обеспечивает повышенную гибкость и позволяет справляться с кратковременными перегрузками и обеспечивать регенерацию кинетической энергии при торможении транспортного средства.

Все компоненты специально разработаны, изготовлены и собраны.Чтобы обеспечить надлежащее охлаждение компонентов, будет разработан корпус, обеспечивающий соответственно инновационную систему охлаждения. В дополнение к функциональному испытанию отдельных компонентов, их пригодность будет проверена путем моделирования загружений эталонного транспортного средства.
После сборки компоненты тестируются на испытательном стенде и в испытательном автомобиле, чтобы дать возможность всесторонней оценки аппаратного обеспечения и сложных элементов управления.

Ожидаемые результаты этого исследовательского проекта включают снижение расхода топлива и, следовательно, выбросов загрязняющих веществ, а также снижение или минимальное акустическое излучение при работе аккумуляторной батареи и электрического гибрида при неизменно хороших характеристиках автомобиля.