Вариатор (Вариаторная коробка передач)

Содержание

Слайд 2

Вариатор (обиходное название – вариаторная коробка передач) является бесступенчатой коробкой передач,

Вариатор (обиходное название – вариаторная коробка передач) является бесступенчатой коробкой передач,

т.е. обеспечивает в заданном диапазоне плавное изменение передаточного числа
Слайд 3

Вариаторная коробка передач имеет общепризнанное название (аббревиатуру) CVT – Continuously Variable

Вариаторная коробка передач имеет общепризнанное название (аббревиатуру) CVT – Continuously

Variable Transmission (в переводе – постоянно изменяющаяся трансмиссия).
Слайд 4

Хронология инноваций в вариаторе

Хронология инноваций в вариаторе

Слайд 5

1490 - да Винчи показал общественности свои эскизы бесступенчатой ​​трансмиссии (к

1490 - да Винчи показал общественности свои эскизы бесступенчатой ​​трансмиссии (к автомобилям она,

разумеется, не имела в то время никакого отношения).
Слайд 6

1886 - подан первый патент на тороидальную CVT

1886 - подан первый патент на тороидальную CVT

Слайд 7

1935 - Dodge получает патент США на тороидальный вариатор.

1935 - Dodge получает патент США на тороидальный вариатор.

Слайд 8

1939 - впервые введена полностью автоматическая коробка передач на основе планетарной системы передач

1939 - впервые введена полностью автоматическая коробка передач на основе планетарной

системы передач
Слайд 9

1958 - Daf (Нидерланды) также начинает оснащать свои автомобили вариатором

1958 - Daf (Нидерланды) также начинает оснащать свои автомобили вариатором

Слайд 10

1989 - Subaru Justy GL - первое американское производство автомобилей на вариаторах.

1989 - Subaru Justy GL - первое американское производство автомобилей на вариаторах.

Слайд 11

2002 - Saturn дебютирует с коробкой-вариатором

2002 - Saturn дебютирует с коробкой-вариатором

Слайд 12

2002 - Российские Лады (2112) получили возможность оснащаться вариатором вместо механической КПП.

2002 - Российские Лады (2112) получили возможность оснащаться вариатором вместо механической

КПП.
Слайд 13

2014 - Всё большее число новых автомобилей иностранных марок оснащаются вариаторами,

2014 - Всё большее число новых автомобилей иностранных марок оснащаются вариаторами, и

доля рынка автомобилей на CVT приближается к доле таковых на автомате.
Слайд 14

Основное преимущество вариатора по сравнению с другими коробками передач заключается в

Основное преимущество вариатора по сравнению с другими коробками передач заключается в

эффективном использовании мощности двигателя

за счет оптимального согласования нагрузки на автомобиль с оборотами коленчатого вала, тем самым достигается высокая топливная экономичность. непрерывное изменение крутящего момента, отсутствие рывков обеспечивают высокий уровень комфорта при передвижении на автомобиле с вариатором.

Слайд 15

«-» ВАРИАТОРОВ

«-» ВАРИАТОРОВ

Слайд 16

Ввиду ограничений по мощности вариаторы на сегодняшний день применяются только на

Ввиду ограничений по мощности вариаторы на сегодняшний день применяются только на

легковых автомобилях, правда диапазон их использования вследствие технического прогресса постоянно расширяется..
Слайд 17

Другой минус вариаторной коробки передач заключается в достаточно высокой технической и технологической сложности конструкции

Другой минус вариаторной коробки передач заключается в достаточно высокой технической и

технологической сложности конструкции
Слайд 18

Из всего многообразия различных видов вариаторов на автомобилях нашли применение только

Из всего многообразия различных видов вариаторов на автомобилях нашли применение только

два - клиноременный и тороидный вариаторы
Слайд 19

Наибольшее распространение получил клиноременный вариатор.

Наибольшее распространение получил клиноременный вариатор.

Слайд 20

Первый клиноременный вариатор Variomatic был установлен на легковой автомобиль DAF в 1959 году.

Первый клиноременный вариатор Variomatic был установлен на легковой автомобиль DAF в

1959 году.
Слайд 21

Его приемник вариатор Transmatic с 1984 года устанавливался на автомобили Fiat и Ford

Его приемник вариатор Transmatic с 1984 года устанавливался на автомобили Fiat

и Ford
Слайд 22

Его приемник вариатор Transmatic с 1984 года устанавливался на автомобили Ford

Его приемник вариатор Transmatic с 1984 года устанавливался на автомобили Ford

Слайд 23

В настоящее время клиноременный вариатор используется многими автопроизводителями. Ряд конструкций вариаторов имеют собственные названия:

В настоящее время клиноременный вариатор используется многими автопроизводителями. Ряд конструкций вариаторов

имеют собственные названия:
Слайд 24

В настоящее время клиноременный вариатор используется многими автопроизводителями. Ряд конструкций вариаторов имеют собственные названия

В настоящее время клиноременный вариатор используется многими автопроизводителями. Ряд конструкций вариаторов

имеют собственные названия
Слайд 25

Вариаторы CVT также устанавливаются на некоторые модели автомобилей

Вариаторы CVT также устанавливаются на некоторые модели автомобилей

Слайд 26

Клиноременный вариатор удачно выписывается в трансмиссию гибридного автомобиля. Например, вариатор является

Клиноременный вариатор удачно выписывается в трансмиссию гибридного автомобиля. Например, вариатор является

элементом системы Hybrid Synergy Drive, используемой в Toyota Prius
Слайд 27

Самым известным тороидным вариатором является вариатор Extroid, устанавливаемый на автомобили фирмы Nissan.

Самым известным тороидным вариатором является вариатор Extroid, устанавливаемый на автомобили фирмы

Nissan.
Слайд 28

Самым известным тороидным вариатором является вариатор Extroid, устанавливаемый на автомобили фирмы Nissan

Самым известным тороидным вариатором является вариатор Extroid, устанавливаемый на автомобили фирмы

Nissan
Слайд 29

Устройство и работа вариатора

Устройство и работа вариатора

Слайд 30

Устройство и работа вариатора механизм, обеспечивающий передачу крутящего момента и разъединение

Устройство и работа вариатора

механизм, обеспечивающий передачу крутящего момента и разъединение коробки

передач от двигателя (нейтральное положение коробки передач);
собственно вариатор (вариаторная передача);
механизм, обеспечивающий движение задним ходом;
система управления.
Слайд 31

механизм, обеспечивающий передачу крутящего момента и разъединение коробки передач от двигателя (нейтральное положение коробки передач);

механизм, обеспечивающий передачу крутящего момента и разъединение коробки передач от двигателя

(нейтральное положение коробки передач);
Слайд 32

собственно вариатор (вариаторная передача);

собственно вариатор (вариаторная передача);

Слайд 33

механизм, обеспечивающий движение задним ходом;

механизм, обеспечивающий движение задним ходом;

Слайд 34

Для передачи крутящего момента и разъединения вариатора от двигателя использоваться следующие

Для передачи крутящего момента и разъединения вариатора от двигателя использоваться следующие

механизмы

центробежное автоматическое сцепление (вариатор Transmatic);
электромагнитное сцепление с электронным управлением (вариатор Hyper );
многодисковое мокрое сцепление с электронным управлением (вариаторы Multitronic, Multimatic);
гидротрансформатор (вариаторы Autotronic, Ecotronic, Extroid, Lineartronic, Multidrive, Xtronic).

Слайд 35

Для передачи крутящего момента и разъединения вариатора от двигателя использоваться следующие механизмы

Для передачи крутящего момента и разъединения вариатора от двигателя использоваться следующие

механизмы
Слайд 36

Самое популярное соединение двигателя и вариатора с помощью гидротрансформатора, который обеспечивает

Самое популярное соединение двигателя и вариатора с помощью гидротрансформатора, который обеспечивает

высокую плавность передачи крутящего момента и, соответственно, долговечность коробки передач
Слайд 37

Клиноременный вариатор состоит из одной, реже двух ременных передач

Клиноременный вариатор состоит из одной, реже двух ременных передач

Слайд 38

Передача включает два шкива, соединенные клиновидным ремнем. Шкив образуют два конических

Передача включает два шкива, соединенные клиновидным ремнем. Шкив образуют два конических

диска, которые могут сдвигаться или раздвигаться, обеспечивая тем самым изменение диаметра шкива
Слайд 39

Для сближения конусов используется гидравлическое давление, центробежная сила, усилие пружин. Конические

Для сближения конусов используется гидравлическое давление, центробежная сила, усилие пружин. Конические

диски имеют угол наклона 20°, при котором обеспечивается перемещение ремня по поверхности шкива с наименьшим сопротивлением.
Слайд 40

Первые клиноременные вариаторы имели резиновый ремень, который отличала низкая долговечность (50000км)

Первые клиноременные вариаторы имели резиновый ремень, который отличала низкая долговечность (50000км)

недостаточная гибкость (минимальный радиус изгиба 90мм) и связанный с ней узкий диапазон регулирования.
Слайд 41

Большинство современных вариаторных коробок передач используют гибкий металлический ремень, который изготавливают

Большинство современных вариаторных коробок передач используют гибкий металлический ремень, который изготавливают

из нескольких (10-12) полос стали и связанных с ней фасонных частей в виде бабочки
Слайд 42

Передача вращения осуществляется за счет сил трения между шкивами и боковой

Передача вращения осуществляется за счет сил трения между шкивами и боковой

поверхностью ремня. Ремни данной конструкции имеют высокую прочность, долговечность, гибкость (минимальный радиус изгиба 30мм) низкий уровень шума
Слайд 43

Именно металлический клиновидный ремень открыл дорогу для широкого применения вариаторов на

Именно металлический клиновидный ремень открыл дорогу для широкого применения вариаторов на

автомобилях. Ремень изготавливается из металлических пластин конической формы.
Слайд 44

На вариаторах Multitronic, Lineartronic вместо ремня применена металлическая цепь

На вариаторах Multitronic, Lineartronic вместо ремня применена металлическая цепь

Слайд 45

На вариаторах Multitronic, Lineartronic вместо ремня применена металлическая цепь

На вариаторах Multitronic, Lineartronic вместо ремня применена металлическая цепь

Слайд 46

Такие коробки передач имеют название клиноцепной вариатор

Такие коробки передач имеют название клиноцепной вариатор

Слайд 47

Металлическая цепь состоит из пластин соединенных осями. Такая конструкция цепи обеспечивает лучшую гибкость (радиус изгиба 25мм)

Металлическая цепь состоит из пластин соединенных осями. Такая конструкция цепи обеспечивает

лучшую гибкость (радиус изгиба 25мм)
Слайд 48

Металлическая цепь вариатора В отличие от клиноременного вариатора крутящий момент передается

Металлическая цепь вариатора

В отличие от клиноременного вариатора крутящий момент передается торцевой

поверхностью цепи при ее точечном контакте с коническими дисками. В местах контакта возникают высокие напряжения, которые компенсируются за счет изготовления конических дисков из высокопрочной (подшипниковой) стали. Клиноцепной вариатор имеет наименьшие потери при передаче крутящего момента и наивысший коэффициент полезного действия.
Слайд 49

В силу особенностей конструкции вариаторная передача не может обеспечить реверсивного движения.

В силу особенностей конструкции вариаторная передача не может обеспечить реверсивного движения.

Для осуществления движения задним ходом в коробке передач применяются дополнительные механизмы. В качестве такого механизма обычно используется планетарный редуктор, устройство и принцип работы которого подобен автоматической коробке передач.
Слайд 50

В вариаторной коробке передач применяется, как правило, электронная система управления, которая

В вариаторной коробке передач применяется, как правило, электронная система управления, которая

осуществляет синхронное изменение диаметра шкивов вариатора в соответствии с режимами работы двигателя, управление сцеплением и обеспечивает работу планетарного редуктора.
Слайд 51

В вариаторной коробке передач применяется, как правило, электронная система управления

В вариаторной коробке передач применяется, как правило, электронная система управления

Слайд 52

Непосредственное управление вариатором производится с помощью рычага селектора.

Непосредственное управление вариатором производится с помощью рычага селектора.

Слайд 53

Режимы управления аналогичны режимам автоматической коробки передач. В вариаторной коробке передач

Режимы управления аналогичны режимам автоматической коробки передач. В вариаторной коробке передач

может быть реализована функция выбора фиксированных передаточных отношений (аналогичная функции Tiptronic)
Слайд 54

Данная функция решает в основном психологическую проблему, связанную с использованием вариатора

Данная функция решает в основном психологическую проблему, связанную с использованием вариатора

на автомобиле, а именно - негативное восприятие водителем постоянной частоты вращения двигателя при разгоне.
Слайд 55

В ряде конструкций вариаторов функция имеет свое название: Sportronic у Mitsubishi

В ряде конструкций вариаторов функция имеет свое название: Sportronic у Mitsubishi

Слайд 56

В ряде конструкций вариаторов функция имеет свое название Autostick у Chrysler

В ряде конструкций вариаторов функция имеет свое название Autostick у Chrysler

Слайд 57

Принцип работы клиноременного вариатора заключается в согласованном изменении диаметров шкивов в

Принцип работы клиноременного вариатора заключается в согласованном изменении диаметров шкивов в

зависимости от режимов работы двигателя. Диаметр шкива изменяется с помощью специального привода
Слайд 58

В начале движения автомобиля ведущий шкив вариатора имеет наименьший диаметр (конические

В начале движения автомобиля ведущий шкив вариатора имеет наименьший диаметр (конические

диски максимально разжаты). Ведомый диск при этом имеет максимальный диаметр (конические диски максимально сжаты).
Слайд 59

При увеличении числа оборотов двигателя диаметр ведущего шкива увеличивается, а ведомого

При увеличении числа оборотов двигателя диаметр ведущего шкива увеличивается, а ведомого

– уменьшается, соответственно и уменьшается передаточное число
Слайд 60

Устройство ведущего шкива таково, что его щеки при воздействии центробежных сил

Устройство ведущего шкива таково, что его щеки при воздействии центробежных сил

плавно сжимаются и выталкивают клиновидный ремень все дальше от центра шкива.
Слайд 61

Ведомый шкив при этом наоборот, разжимается, и ремень на нем плавно

Ведомый шкив при этом наоборот, разжимается, и ремень на нем плавно

утопает все ближе к центру шкива.
Слайд 62

Чем больше обороты двигателя - тем больше сжимается ведущий шкив и

Чем больше обороты двигателя - тем больше сжимается ведущий шкив и

разжимается ведомый, тем самым меняя передаточное число от коленвала к заднему колесу. Этот процесс хорошо виден на рисунках:
Слайд 63

Изменяя радиус огибания ремнём ведущего и ведомого шкива, можно плавно менять передаточное отношение

Изменяя радиус огибания ремнём ведущего и ведомого шкива, можно плавно менять передаточное

отношение
Слайд 64

При дальнейшем разгоне вариатор поддерживает оптимальные обороты двигателя, при которых реализуется

При дальнейшем разгоне вариатор поддерживает оптимальные обороты двигателя, при которых реализуется

максимальная мощность и обеспечивается наилучшая динамика автомобиля.
Слайд 65

Особенности конструкции тороидного вариатора

Особенности конструкции тороидного вариатора

Слайд 66

Особенности конструкции тороидного вариатора

Особенности конструкции тороидного вариатора

Слайд 67

Тороидный вариатор включает два соосных вала со сферической (тороидной) поверхностью, между которыми зажаты ролики

Тороидный вариатор включает два соосных вала со сферической (тороидной) поверхностью, между

которыми зажаты ролики
Слайд 68

Изменение передаточного числа в тороидном вариаторе производится за счет изменения положения

Изменение передаточного числа в тороидном вариаторе производится за счет изменения положения

роликов, а передача крутящего момента за счет сил трения между рабочими поверхностями колес и роликов
Слайд 69

Как изменяется передаточное число?

Как изменяется передаточное число?

Слайд 70

Между валами зажаты ролики, их тоже видно на рисунке выше, которые

Между валами зажаты ролики, их тоже видно на рисунке выше, которые

изменяя свое положение меняют передаточное число от ведущего к ведомому валу, при этом крутящий момент передается от роликов к валам за счет сил трения.
Слайд 71

Основной проблемой, влияющей на надёжность работы всей системы и на КПД

Основной проблемой, влияющей на надёжность работы всей системы и на КПД

передачи крутящего момента, является пятно контакта роликов со сферическими валами.
Слайд 72

Усилие прижатия в пятне контакта может быть колоссальным, в некоторых вариаторах

Усилие прижатия в пятне контакта может быть колоссальным, в некоторых вариаторах

оно может достигать 10 т., поэтому, помимо того, что материал в них должен быть высокотехнологичным, система управления тоже должна быть очень надежной.
Слайд 73

К примеру, на вариаторе Extroid, который применяется на некоторых моделях Nissan,

К примеру, на вариаторе Extroid, который применяется на некоторых моделях Nissan,

установлен специальный гидравлический механизм управляемый электроникой, перемещая ролики с диапазоном в микроны
Слайд 74

В заключение можно отметить, что за вариаторами будущее, так как по

В заключение можно отметить, что за вариаторами будущее, так как по

сравнению с обычной АКПП, они проще в конструкции, а значит, дешевле, они мягче передают крутящий момент, а значит, поездка становится комфортней, они экономят топливо, а значит поездка становится дешевле