Коробка передач «вариатор»: конструкция, принцип работы и перспективы

Может случиться, однажды автомобилисты забудут о том, что такое «автоматы». Не исключено, что их вытеснят вариаторы. Уже сейчас модификации с этим интересным и – главное – эффективным типом трансмиссии есть в модельной гамме многих автопроизводителей. Разберемся в вопросе «Что такое вариатор?».

Конструкция коробки передач типа вариатор

Первые серийные автомобили с вариаторами появились полвека назад. Голландская фирма DAF еще в начале 50-х годов выпускала легковушки с бесступенчатой трансмиссией. Позже пробовали сделать нечто подобное и другие европейские и японские автоконцерны. Однако тогда механизм не получил широкого распространения. Если машины с вариатором и появлялись, то это были исключительно малолитражки. Первые вариаторы не отличались надежностью и просто не выдержали бы нагрузок, создаваемых мощными двигателями. Но, как говорится, все течет, все изменяется. К концу тысячелетия «детские болезни» удалось вылечить, и теперь вариаторами оснащается все больше автомобилей, в том числе крупных, с сильными моторами.

Чем отличается вариатор от «автомата»?

В традиционных КПП передаточное отношение меняется ступенчато. Вы сначала включаете первую передачу, затем вторую, третью… Автоматическая коробка «перебирает» передачи точно так же, хотя и без участия водителя. У вариатора принцип действия совершенно иной: здесь никакой первой или пятой скоростей нет вообще — передаточное отношение изменяется непрерывно и без «скачков». Это, пожалуй, можно сравнить с подъемом по ступенькам лестницы (привычные КПП) и на эскалаторе (вариатор). Разумеется, эскалатор несет вас гораздо более плавно. При этом вариатор проще, чем «автомат», дешевле и существенно легче.

Между прочим, конструкция современных вариаторов позволяет использовать несколько (обычно от пяти до восьми) фиксированных передач в трансмиссии. Это для тех, кто любит иногда поездить как на «механике». Есть такое желание — электроника по вашей воле будет останавливать скольжение ремня или цепи механизма на отметке, соответствующей той или иной передаче. Надоело — трансмиссия вновь превращается в чисто вариаторную.

Особенности конструкции вариатора

Вариаторы бывают нескольких типов: торовые, лобовые и клиноременные.  У нас речь пойдет о клиноременных, поскольку именно они применяются на автомобилях (а также на скутерах, снегоходах и мотовездеходах).

Как устроен вариатор? Схема его действия напоминает… велосипед. Там педали вертят большую звездочку, она через цепь передает вращение на маленькую — и та заставляет крутиться колесо. Теперь вообразите, что звездочки одинакового размера, но могут по вашему желанию изменять диаметр. Если вы хотите ехать быстрее, передняя звездочка становится больше, а задняя меньше, если медленнее — передняя меньше, а задняя больше.

Велосипед, увы, на это не способен, а вот вариатор именно так и работает. Потому что вместо звездочек у него две пары дисков (нечто вроде тарелок, совмещенных донышками), а между ними натянут специальный ремень, который в поперечном сечении имеет форму клина (потому вариатор и называется клиноременным). Одну пару «тарелок» крутит мотор, а другая соответственно приводит в движение колеса автомобиля. Весь фокус в том, что каждая пара дисков может придвигаться друг к другу или расходиться. Когда вы нажимаете на акселератор, ведущие «тарелки» (которые вращает двигатель) сходятся, выдавливая ремень к внешним краям дисков. А вторая пара (та, что «ведает» колесами) раздвигается, пропуская свою часть ремня ближе к центру. Понятно, что колеса начинают вертеться быстрее и машина ускоряется. Сбрасываете газ — все происходит с точностью до наоборот. Ведущая пара дисков расходится, а ведомая сближается, заставляя колеса вращаться медленнее. Самое главное, что ремень между дисками перемещается без малейших пауз, рывков и дерганий. Отсюда и непревзойденная плавность вариатора, недоступная обычным КПП, которые переключают ограниченное число передач со «ступеньки» на «ступеньку».

Перспективы бесступенчатой трансмиссии

Чтобы сделать вариаторы еще надежнее, в последнее время автопроизводители применяют вместо ремня более долговечные металлические цепи, а две пары дисков заменяют одной парой валов. Эти валы в форме усеченного конуса располагаются бок о бок, так сказать, «налетом»: вершина одного соседствует с основанием другого. Жмем на газ — цепь, опоясывающая оба конуса, «поехала» в ту сторону, где ведущий вал расширяется, а ведомый (вращающий колеса) становится уже. Автомобиль едет быстрее. Хотим замедлить ход — цепь скользит в обратном направлении. Помимо всего прочего, металлическая цепь и прочные конусные валы в состоянии «переварить» солидный крутящий момент, что позволяет использовать вариатор даже в паре с мощными моторами, в том числе шестицилиндровыми. Пример тому — автомобили марок Nissan или Subaru. По всей вероятности, в дальнейшем появятся еще более совершенные варианты. Несомненно одно: у вариаторов в мире автомобилей большое будущее.

Добавить комментарий