Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Высокие обороты двигателя вариатор

Вариатор или автомат?

Что такое вариатор (CVT).

Вариатор проще всего себе представить как бесступенчатую автоматическую коробку передач. Если сложно представить бесступенчатую – то, скажем, сто ступенчатую. Т.е. трансмиссию, у которой нет фиксированных передаточных коэффициентов, как у механической и автоматической коробок. Передача крутящего момента от двигателя к колесам может плавно меняться от минимального до максимального значения.

Конструкция вариатора.

Конструктивно самый простой вариатор можно представить так: два крутящихся конуса, направленных друг навстречу другу и соединенных ремнем. Ремень передает крутящий момент. Свободно передвигаясь вдоль конусов, он плавно меняет передаточное число (скорость и мощность) крутящего момента.

Современные вариаторы намного сложнее, но суть остается именно такой.

Ключевые особенности конструкции.

    Отсутствие жесткого соединения между двигателем и колесами (как это происходит в шестеренках «механики») определяет ключевые особенности этой трансмиссии:
  1. Мягкость нарастания и падения тяги.
  2. Сложность в передаче очень больших тяговых усилий.
  3. Нет момента расцепления при переключении, т.е. отсутствия тяги.

Особенности вариатора определяют некоторые интересные черты управления автомобилем с ним.

Способы охлаждения вариатора

В 2010 году производители CVT произвели изменение конструкции, как оказалось, в худшую сторону.

Во-первых, исходя из экологических соображений, программно были занижены обороты холостого хода двигателя с 700 до 575, что повлияло на давление масла в вариаторе. Это сильно сказалось на ресурсе работы вариатора и появлении неприятной вибрации кузова.

Во-вторых, фирма-производитель посчитала, что охлаждение вариатору не требуется и убрала радиатор охлаждения вариатора. Надо сказать, что он был установлен очень неудобно – под левым подкрылком переднего колеса. Туда постоянно летела грязь из-под колеса, и он быстро забивался мусором. Наличие агрессивных химических составляющих реагентов разъедало материал радиатора.

К сожалению, езда по японским дорогам непохожа на езду по российским. Отсутствие радиатора привело к повышению температуры масла в вариаторе. Агрессивная езда, пробки еще больше усугубляют эту проблему. Решение одно – ставить дополнительный радиатор. Желательно выбрать ему подходящее место.

Режимы включения вариатора

Включение режимов работы автоматической трансмиссии осуществляется переводом рычага выбора режима в определенное положение, которое обозначено латинской буквой или особым значком. Полный список таких обозначений включает:

  • D (drive) – движение вперед;
  • R (reverse) – движение назад;
  • P (park) – парковочная блокировка, при которой колеса блокируются не стояночным тормозом, а через АКПП;
  • N (neutral) – нейтральный режим для кратковременной парковки или буксировки на небольшое расстояние.

Возможные дополнительные значки:

  • L (low) – движение на пониженной передаче в сложных условиях бездорожья;
  • S (sport) – спортивный стиль вождения при ускоренных переключениях;
  • E (economy) – режим экономного расхода топлива;
  • M (manual) – ручное управление работой АКПП.

После отключения автомата следует перевести переключатель на рукояти в положение «1», «2» или «3», которое соответствует максимально разрешенной передаче.

Движение вперед

Перевод рычага переключения режимов в положение «D» обеспечит движение автомобиля вперед после нажатия на педаль газа. Во время поездки вариатор будет самостоятельно изменять передаточное отношение в зависимости от нагрузки и оборотов двигателя. Эффективную работу АКПП и мотора обеспечивает система электронного контроля.

Задний ход

Конструкция коробки переключения передач с вариатором не предусматривает возможности обратного вращения ведомого вала, который приводит в движение колеса. Задний ход автомобиля обеспечивается за счет передачи вращения на дополнительные механизмы. Поэтому переключение селектора в положение «R» можно делать только после полной остановки транспортного средства.

Нейтраль

Перевод ручки селектора в положение «N» разъединяет двигатель и АКПП. Переключение в эту позицию целесообразно только в случае продолжительной остановки, а также в момент запуска двигателя. Не рекомендуется переход на нейтраль при движении накатом с горки и при кратковременном прекращении движения.

Стояночная парковка

При этом положении селектора ведомый вал АКПП блокируется выдвигающимся штифтом. Колеса не проворачиваются, и автомобиль фиксируется на месте. Однако нужно использовать и стояночный тормоз, чтобы исключить нагрузку блокиратора при наличии склона. Для того чтобы исключить случайный перевод рукояти в положение «P», стояночное переключение можно выполнить только при нажатой педали тормоза.

Ручное управление

Конструкция вариатора не предусматривает наличие передач с фиксированным соотношением. Поэтому движение машины на ручном управлении является всего лишь условной имитацией ступенчатых переключений. При этом электроника все равно будет отслеживать обороты двигателя и при критических показателях переключать передачи автоматически. Это необходимо для защиты вариатора от непредвиденных перегрузок.

Дополнительные режимы

Наличие дополнительных режимов работы двигателя и вариатора определяется производителем конкретной марки автомобиля.

Их делают для возможности обеспечения наиболее оптимальной эксплуатации в особых условиях движения.

  1. Спортивный стиль вождения «S» обеспечивает резкие старты и торможение. Это достигается уменьшением скорости переключений вариатора, что приводит к кратковременному увеличению оборотов двигателя при большей тяге.
  2. Экономичный режим «E» является полной противоположностью спортивному стилю. Вариатор настроен на максимально возможное взаимодействие с приводом силового агрегата. Плавная работа двигателя без нагрузок позволяет существенно сократить расход топлива.
  3. Режим «L» рассчитан на эксплуатацию автомобиля в сложных условиях бездорожья. Вариатор использует только пониженные передачи и переключается на более высоких оборотах двигателя.

Износ АКПП в режиме «L» на критическом уровне, но случаются ситуации, когда другое движение просто невозможно.

Вариации на ручку

Итак, с общими принципами изменения передаточного отношения все должно быть ясно, теперь самое время приступить к механизму этого изменения, то есть как заставить шкивы вариатора скутера сдвигаться и раздвигаться именно тогда, когда это требуется. Для этого сразу оговоримся, что в скутерном вариаторе принято выделять ведущий шкив (находится на коленвалу) и ведомый (находится на валу сцепления). В недрах ведущего шкива находятся специальные грузики цилиндрической формы (иногда также называемые роликами). Эти облитые пластиком металлические втулки помещены в специальные канавки, в которых они могут двигаться в радиальном направлении. Если перемещать грузики в ведущем шкиве от центра наружу, то они неизбежно будут сдвигать щеки шкива вместе. На самом деле, разумеется, движется лишь одна щека шкива вариатора, но это не принципиально. При вращении шкива грузики под действием центробежной силы стремятся наружу и, сдвигая щеки шкива, выталкивают наружу ремень. Чем быстрее вращается шкив, тем сильнее центробежная сила, действующая на грузики, и тем дальше наружу сжимающиеся щеки шкива вытолкнут ремень. Ведомый шкив не имеет грузиков, зато имеет большую пружину, которая постоянно стремится сжать его щеки вместе и вытолкнуть ремень наружу. Как и ведущий шкив, ведомый имеет лишь одну подвижную часть — внешнюю (именуемую в иностранной литературе torque driver). Именно торкдрайвер движется либо наружу, преодолевая сопротивление пружины и давая возможность ремню «провалиться» внутрь шкива, либо, наоборот, внутрь, ближе к зафиксированной части шкива. Таким образом,изменение рабочих радиусов шкивов вариатора скутера происходит всегда синхронно. Когда в ведущем шкиве ремень выходит наружу, то в ведомом, преодолевая сопротивление пружины, ремень, наоборот, продвигается внутрь, ближе к оси шкива вариатора.

Читать еще:  Что такое патрубки двигателя

Для более полного понимания процесса посмотрим, как ведет себя вариатор скутера при разных режимах работы двигателя. На холостом ходу частота вращения ведущего шкива вариатора минимальна. На грузики хоть и действует определенная центробежная сила, ее недостаточно, чтобы вывести ремень наружу. Ведь для этого требуется преодолеть сопротивление большой пружины ведомого шкива! Но вот газ открыт, обороты коленвала подскакивают, и теперь центробежной силы, действующей на грузики, уже достаточно, чтобы вытолкнуть ремень вариатора в ведущем шкиве чуть наружу.

Муфта ведущего шкива:
крышка;
направляющая пластина;
корпус муфты;
ролики.

Передаточное отношение меняется. Скорость вращения ведомого шкива вариатора значительно увеличивается, что заставляет сработать центробежное сцепление. Скутер трогается с места. Обороты двигателя выходят на свой рабочий уровень, тем временем ремень продолжает продвигаться все дальше и дальше наружу в ведущем шкиве вариатора, а в ведомом — глубже. То есть обороты остаются неизменными, а передаточное отношение постепенно меняется, заставляя скутер ехать все быстрее и быстрее. В этом, кстати, скрывается одно из больших достоинств вариатора — разгон происходит при постоянных оборотах, поэтому можно настроить всю систему так, что на протяжении разгона двигатель будет работать со своей максимальной мощностью (например, на механической коробке передач достичь такого нереально). Наконец, ремень достигает своего максимального конструктивного радиуса в ведущем шкиве вариатора, и минимального — в ведомом. Однако, как правило, удается разогнаться еще немного быстрее, но уже за счет увеличения оборотов двигателя скутера, а не за счет трансмиссии.

Когда газ закрывается во время движения, какое-то время происходит торможение скутера двигателем, пока не выключится центробежное сцепление. Как только оно выключается, под действием большой пружины ведомого шкива ремень принимает свое исходное положение, как при работе на холостом ходу скутера. Но как правило, сцепление скутера выключается только при почти полной остановке (10 — 25 км/ч).

Кстати, о сцеплении скутера. Устройство это, хоть и выполняет самостоятельные функции, очень тесно связано с самим вариатором скутера: при неправильной работе сцепления не будет правильно работать и вариатор, и наоборот. Скутерное центробежное сцепление — это почти всегда три колодки типа тормозных на барабанном тормозе, которые под действием центробежной силы выходят наружу и зацепляются с барабаном сцепления. Сам узел сцепления закреплен на ведомом шкиве вариатора и вращается, а вот барабан сцепления — на валу, который посредством несложного редуктора передает момент на заднее колесо. Таким образом, чтобы заставить скутер ехать,надо заставить крутиться барабан сцепления. Происходит это, как только ведомый шкив вариатора скутера наберет достаточную скорость вращения, чтобы центробежная сила стала достаточно велика, и колодки могли преодолеть силу упругости пружин сцепления, препятствующих их свободному движению наружу. Эти же пружинки и «выключат» сцепление, сжав колодки вместе, когда скорость вращения ведомого шкива упадет ниже критического для срабатывания сцепления уровня. Как видим, система проста. И действует практически безупречно, сводя управление силовым агрегатом к выкручиванию ручки «газа» (отсюда, кстати, пошло название одного популярного скутерного журнала: Twist’n’go — «Крути и езжай!»). Что не в последнюю очередь определило нынешнюю волну популярности скутеров.

Читать еще:  Что такое первичный двигатель

На этом видео вариатор в действии. Показано как нельзя лучше.

Московский Скутер Клуб

Крутящий момент или мощность настройка вариатора

C1377 » 13 сен 2008 18:03

Крутящий момент или мощность настройка вариатора

КОМБАТ » 13 сен 2008 18:09

это как?

Fasterpast » 13 сен 2008 18:24

Helg » 13 сен 2008 20:20

RAS » 13 сен 2008 21:16

Есть мощность двигателя, я толком не пойму что это за величина. Есть крутящий момент — так сказать «сила на коленчатом валу».
Макс мощность на 8500об/мин, макс крутящий момент на 6500об/мин. Т.е. на 8500об/мин крутящий момент меньше. Внимание вопрос:
На каких оборотах коленчатого вала вариатор должен начинать менять передаточное число, чтобы получить максимальное ускорение.

Лошадиные силы продают машины, гонки выигрывает крутящий момент (с).

Растолкуйте по поводу мощности двигателя что это и причем тут лошадиные силы? Зачем придумали л.с. когда мощность измеряется в киловатах? Может быть мощность мотора это некая тепловая энергия, измеряемая в киловатах?

C1377 » 13 сен 2008 21:24

Shokai » 13 сен 2008 21:29

C1377 » 13 сен 2008 21:32

ufo0 » 13 сен 2008 22:30

Avel » 14 сен 2008 02:05

GRUZIK » 14 сен 2008 02:26

Хивер » 14 сен 2008 15:11

mas007 » 15 сен 2008 00:16

C1377 » 15 сен 2008 01:01

GRUZIK » 15 сен 2008 02:25

Molot » 15 сен 2008 02:47

Я знаю причину этого.

FreeLSD » 15 сен 2008 10:51

KSBes » 15 сен 2008 15:11

Небольшой ликбез по физике ДВС:
Мощность — это работа в единицу времени. Это все знают. Многие так же, наверно, знают, что это и произведение силы силы сопротивления качению и скорости. Это значит, что на маленькой скорости, когда сила сопротивления мала, движок развивает МАЛЕНЬКУЮ мощность, независимо от оборотов.
Обороты максимальной мощности — это обороты на которых двигатель показывает максимальную мощность ПОД МАКСИМАЛЬНОЙ НАГРУЗКОЙ (т.е. на максимальной скорости, когда сопротивление качению максимально).
А максимальный крутящий момент (на соответсвующих оборотах) двигатель развивает НЕЗАВИСИМО ОТ СКОРОСТИ. И эта сила (ну там всякие передачи обеспечивают эквивалентный рычаг), за вычетом силы сопротивления и идёт на разгон машины.

Т.е. максимальный разгон будет именно на оборотах максимального крутящего момента. Но максимальной скорости вы достигните только на оборотах максимальной мощности.
И вариатор по идее так и работает — при разгоне «держит» обороты крутящего момента, а затем очень плавно уходит на обороты максимальной мощности.
Грузики и пружЫна влияют только:
1) насколько точно при разгоне вариатор удерживает обороты макисмального крутящего момента (и наличее устояшеся ошибки или колебаний оборотов) (увеличение веса)
2) насколько быстро при сбросе газа «переключается» на низшую передачу (может быть важно при «неровной езде») (уменьшение веса)

На максималку не влияет вообще никак.

Mikl » 15 сен 2008 21:29

KSBes писал(а): Небольшой ликбез по физике ДВС:
Мощность — это работа в единицу времени. Это все знают. Многие так же, наверно, знают, что это и произведение силы силы сопротивления качению и скорости. Это значит, что на маленькой скорости, когда сила сопротивления мала, движок развивает МАЛЕНЬКУЮ мощность, независимо от оборотов.
Обороты максимальной мощности — это обороты на которых двигатель показывает максимальную мощность ПОД МАКСИМАЛЬНОЙ НАГРУЗКОЙ (т.е. на максимальной скорости, когда сопротивление качению максимально).
А максимальный крутящий момент (на соответсвующих оборотах) двигатель развивает НЕЗАВИСИМО ОТ СКОРОСТИ. И эта сила (ну там всякие передачи обеспечивают эквивалентный рычаг), за вычетом силы сопротивления и идёт на разгон машины.

Т.е. максимальный разгон будет именно на оборотах максимального крутящего момента. Но максимальной скорости вы достигните только на оборотах максимальной мощности.
И вариатор по идее так и работает — при разгоне «держит» обороты крутящего момента, а затем очень плавно уходит на обороты максимальной мощности.
Грузики и пружЫна влияют только:
1) насколько точно при разгоне вариатор удерживает обороты макисмального крутящего момента (и наличее устояшеся ошибки или колебаний оборотов) (увеличение веса)
2) насколько быстро при сбросе газа «переключается» на низшую передачу (может быть важно при «неровной езде») (уменьшение веса)

Читать еще:  Датчик оборотов электро двигателя

На максималку не влияет вообще никак.

ВОт это уже получше, но тоже в первичном приближении.
Крутяжий момент и мощность двигателя — далеко не все показатели, необходимые для описания работы двигателя. Они применимы для статических режимов, а вот переходных (когда идет наброс или сброс мощности) требуются уже «дельты» — показатели приращения/сброса мощности. Не бывает так, что ручку повернул до отказа — и вот оная, максималка — за полсекунды. То, что в быту называют приемистостью двигателя, показывает, как способен двигатель не только получить избыток крутящего момента над сопротивлением, но и обеспечивать его избыток при наборе оборотов. И вот тут все зависит от баланса работы двигателя (как источника мех. энергии)и вариатора (как ее преобразователя). И иметь устойчивое значение Избыточного крутящего момента — это в компетенции вариатора даже в большей степени, чем двигателя. И фактически зависит от от его наклона (формы тоже, конечно) переходной характеристики и ее сдвига относительно начальной точки (числа оборотов) вступления в работу (начала подъема). Еще две характеристи получаются как следствие их — место на графике конечной точки работы вариатора.
И если она придется после мах мощностной характеристики двигателя, то аппаорат не сможет набрать максимальную скорость — не выберет полностью мощность двигателя.

Так что влияет и динамику, и на максималку. Много чего на них влияет. Например, и работа ручкой газа во время разгона. Ручка сразу до отказа — далеко не самый быстрый способ достичь максималки — а вот перегрузку двигателя ( и особенно перегрев его) это увеличивает резко.

И расход бензина тоже.

Конструктивные особенности

Вариаторы, условно, можно разделить на две группы: со стальным ремнем и цепью. В бесступенчатых трансмиссиях присутствует и гидротрансформатор. Он нужен, прежде всего, для старта с места. Примечательно, но Multitronic обходится без него. В этих коробках используется пакет сцеплений и двухмассовый маховик.

Коробка вариатор имеет ряд серьезных ограничений, которые инженеры пока так и не смогли обойти. Например, по конструктивным причинам, ни цепь, ни, тем более, стальной ремень не в состоянии передать высокий крутящий момент. Из-за этого область применения CVT в настоящее время ограничена максимальным крутящим моментом двигателя на уровне 350-400 Нм. Впрочем, этот порог перекрывает показатели многих современных двигателей. Тем не менее, в Audi уже начинают отказываться от использования бесступенчатых коробок « Multitronic ».

В тоже время, другие производители упорно работают над усовершенствованием конструкции вариатора. Так Subaru демонстрирует все новые модели, оснащенные бензиновыми двигателями с турбонаддувом, полным приводом и бесступенчатой коробкой CVT (например, Linear tronic для Levorg).

Новинки вариаторов

С каждым годом все больше автопредприятий ставят на свои модели CVT. При этом постоянно улучшая их характеристики и внедряя в агрегаты новые технологии. Одним из последних изобретений является общее детище компании Nissan и JATCO — облегченный и уменьшенный вариатор. Он выполнен в виде аппарата клиноременного типа совмещенного с новой коробкой передач. Данный вид отличается своими серьезными характеристиками:

  • имеет наибольшее передаточное число. Его диапазон увеличен на двадцать процентов от обычного вариатора, поэтому он способен быстрее набирать скорость и тормозить. Это число 7.3:1. Оно выше, чем на автоматической коробке передач с семью ступенями;
  • масса нового изобретения уменьшена на 13%;
  • оснащен ASC. Эта система подбирает наилучшее передаточное число во время движения, при разгоне и торможении.

Вариатор фирмы JATCO

Сейчас представители компании «Porsche» подтверждают, что ведут разработки по совершенствованию вариатора. Они улучшают характеристики комфортности поездки, разгона и торможения. Увеличивают КПД и уменьшают расход топлива. Хотят сделать такой вариант бесступенчатой трансмиссии, при котором вариатор станет схож с 8-ми ступенчатой АКПП.

Стремление усовершенствовать вариатор и проводимые новые разработки его видов еще раз доказывают, что за ним будущее. Возможно, скоро он полностью заменит привычные механизированные, роботизированные и автоматизированные коробки передач. В особенности делается упор на его гибридные виды, при которых мотор будет работать в оптимальном режиме, а получаемая энергия будет сохраняться в накопителе, а затем расходоваться на движение авто.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector