Клиноременные вариаторы

ОсновуBelf CVT составляют два шкива. Ведущий шкив получает крутящий момент от двигателя, а ведомый передает из­мененный момент на колеса.

Рис. 30. Коробка передач с клиноременным вариатором (с металлическим набор­ным звеном)

В качестве передаточного элемен­та между ними в 60-е годы прошлого века действительно исполь­зовались обычные клиновые ремни, откуда и пошло название «клиноременный». Сейчас для этой цели служит наборное звено из металлических пластин. Собственно, термин «клиноременный» устарел, но им продолжают по инерции пользоваться. Металли­ческие «ремни» способны передавать значительно большие уси­лия.

Впервые CVT с клиноременным вариатором (с металлическим наборным звеном, рис. 31) в массовом порядке стали устанавливать на автомобиле AUDI A6. Коробка не имеет гидротрансформатора.

Рис.31. Строение клинового ремня

Автомобили с современными автоматическими коробками передач, использующими вариатор со стальным ремнем обладают гораздо лучшими показателями топливной экономичности и плавностью работы по сравнению с обычными гидромеханическими автоматами. Надежность и долговечность современных коробок передач с такими вариаторами также довольно высока. Однако широкое применение таких коробок передач сдерживается не в силу технических, а, скорее, психологических проблем. Водители привыкли, что при разгоне автомобиля с обычной коробкой передач они ощущают увеличение частоты вращения двигателя. Автомобиль с вариатором может интенсивно разгоняться и при постоянной частоте вращения двигателя, потому что вариатор поддерживает эту частоту, которая необходима для лучшего разгона. Такая работа обеспечивает наиболее оптимальный разгон, но из-за непривычного звука у водителя создается впечатление, что приемистость автомобиля недостаточна.

Тороидные вариаторы

Бесступенчатое изменение момента в торовых вариаторах обеспечивается за счет изменения положения ролика, передаю­щего усилие с ведущего на ведомое звено. Поворачиваясь на нужный угол, они меняют передаточное отношение. Усилие, с которым давят ролики на диски, доходит до 10 т, поэтому детали производят из высокопрочной стали, применяют трансмиссионное масло со специальными добавками.

Кроме того, чтобы разгрузить детали и уменьшить размеры агрегата, в коробке «Экстроид» работают два вариатора. Задний ход обеспечивает планетарная передача, а за «нейтраль» отвечает гидротрансформатор. Конструкторские ухищрения позволили передавать весьма немалый для вариаторов крутящий момент 6-цилиндрового двигателя с турбонаддувом – 300 Н.м. Главное преимуще­ство таких коробок — это возможность «переваривать» большие моменты. Однако они имеют достаточно ограниченное примене­ние.

Рис. 32. Коробка передач на базе торового вариа­тора

Сегодня бесступенчатую коробку типа CVT на базе торового вариа­тора применяет только один производитель - Nissan. Конструкция была разработана японской фирмой Jatco.

На левом рис. 33 ролики касаются ведущего диска в точке максимального радиуса, а ведомого – в точке минимального (высшая передача). На правом – ролики повернуты наоборот: ведомое колесо вращается медленнее ведущего (низшая передача). В промежуточном положении, когда ролики расположены параллельно оси вращения дисков, передаточное отношение равно единице.

Рис. 33. Схема работы тороидного вариатора:

1 – ведущий диск; 2 –ведомый диск; 3 – промежуточные ролики.

Двигатель внутреннего сгорания по природе своей не в состоянии адаптироваться под пос­тоянно меняющиеся внешние условия, поэтому приходится постоянно преобразовывать его кру­тящий момент и частоту вращения коленвала. До тех пор, пока двигатель внутреннего сгорания востребован мировой автомобильной промыш­ленностью, коробка передач будет неотъемле­мой частью силового агрегата. Статистика производства автомобилей красноречиво свидетельствует: механические коробки передач медленно, но неотвратимо сдают свои позиции. Но сейчас сложно предсказать, у какой из автоматизированных конструкций лучшие перспективы. Классическая гидромеханика пока не сдается. Все совершенней становятся роботизированные коробки, потихоньку отвоевывают себе место под капотом вариаторы. Пока среди автоматов нет жесткой конкуренции. Возможно, в будущем одна из конструкций станет доминирующей. Но тогда водитель уже, вероятно, не отличит, робот переключает передачи или вариатор. Важно, что рычага в салоне не будет.

К КПП любого типа и вида предъявляются следующие требования:

• обеспечение оптимальных тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля при заданной внешней характеристике двигателя;

• бесшумность при работе и при переключении передач;

• легкость управления;

• высокий КПД;

• а также общие требования, предъявляемые к механизмам автомобиля.