Как работает автоматическая коробка передач анимация

4 анимации, объясняющих работу двигателя и коробок передач

В нашем материале четыре ролика, рассказывающих о принципе работы двигателя внутреннего сгорания и трех видов коробок передач.

В наши дни прогресса и повсеместного применения всевозможных сервисов — в том числе, и по ремонту авто — все меньшее количество автомобилистов действительно знает, как устроен автомобиль. Но сегодня уже нет нужды штудировать многотонные талмуды, посвященные устройству автомобиля, чтобы понять его устройство и принципы работы тех или иных узлов. Наглядная анимация покажет и расскажет, как все работает. В нашем материале четыре ролика, рассказывающих о принципе работы двигателя внутреннего сгорания и трех видов коробок передач, наиболее распространенных сегодня. Механическая коробка передач На данный момент это самый распространенный тип трансмиссии, хотя в наступающей эре беспилотных автомобилей им уже места точно не будет — они постепенно сдают свои позиции и в графиках продаж новых авто. Все большее число покупателей выбирает «автомат».

И тем не менее, именно «механика» дает наиболее полный контроль над автомобилем. Другой вопрос, что все меньшему числу водителей это действительно нужно. А вот знать, как работает «мешалка» все равно полезно, потому что именно с этого все начиналось. Автоматическая коробка передач Основная задача такого типа КП — переключать передачи и привлекать к себе как можно меньше внимания. А тем временем, за кулисами происходит много интересного. Да, «автомат» стал причиной того, что вырастают целые поколения водителей, не умеющих ездить на «механике» и понятия не имеющих, зачем нужна третья педаль. Но отказываться от комфорта тоже глупо.

А начиналось все в 1921 году, когда появилась первая автоматическая коробка передач. Вариатор Бесступенчатая коробка передач обрела популярность у тех производителей, которые гнались за экономией топлива везде, где только можно. В отличие от более традиционных механической и автоматической трансмиссий, вариатор не имеет фиксированных передач. В нем используются специальные шкивы, соединенные ремнем или цепью.

Двигатель внутреннего сгорания Увлекательная и понятная анимация от компании Toyota наглядно демонстрирует все циклы работы наиболее распространенной конфигурации мотора. В видеоролике также упоминаются и такие современные термины, как изменяемые фазы газораспределения и объясняется, что это такое. Так что этот ролик стоит того, чтобы посмотреть его не один раз.

Как устроена коробка «автомат» и как правильно с ней обращаться

Водители называют «автоматом» несколько разных механизмов. Объединяет их одно: водителю во время движения не требуется орудовать рычагом переключения передач и нажимать на педаль сцепления, которая отсутствует.

• Что это
• Устройство
• Принцип работы
• Обозначения
• Плюсы и минусы
• Как управлять
• Как правильно ездить на «автомате»
• Как продлить жизнь АКП
• Как отремонтировать

Что такое коробка «автомат»

Коробка автомат (автоматическая трансмиссия, АКП) — это тип коробки передач, способный самостоятельно и без вмешательства водителя выбирать нужное передаточное число в соответствии с режимом движения и сопутствующими факторами. К автоматам принято относить несколько видов коробок передач: классическую гидротрансформаторную АКП, «робот» (РКП) и вариатор (CVT). Хотя последние два типа правильнее называть автоматизированные трансмиссии.

Каждая из перечисленных трансмиссий серьезно упрощает процесс управления: водителю не нужно выжимать педаль сцепления и думать над выбором оптимальной передачи — передаточные числа подбираются самостоятельно. Все, что требуется, — жать на газ и рулить.

Устройство коробки «автомат»

Идея отказа от ручного переключения передач возникла почти сразу после появления автомобиля, но впервые полноценно реализовать ее смогли лишь в 30-х годах XX века.

В 1902 году немецкий инженер Герман Феттингер создал судовой автомат. Спустя два года братья Стартевенты из Бостона явили миру свою конструкцию, предназначенную для установки на автомобили. По сути это была усовершенствованная механика с двумя передачами, переключение которых происходило автоматически.

Полноценный же автомат запатентовал Оскар Бэнкер (Асатур Сарафян) в 1935 году — его изобретением воспользовалась компания General Motors. С внесением доработок в 1940 году появился тот самый классический гидротрансформаторный автомат, который применяется в усовершенствованном виде по сегодняшний день.

В его основе лежат не пары шестерен, а планетарный механизм с переменным передаточным отношением: центральная (солнечная) шестерня, коронная шестерня и шестерни-сателлиты. Передаточное отношение у такого набора может меняться в зависимости от того, как именно вращаются его части относительно друг друга. Соединяя разные части планетарного механизма, можно заставить шестерни вращаться с разными скоростями, то есть получить коробку передач.

За переключение передач здесь отвечают многофункциональные гидромуфты, выполняющие функции сцепления. Муфты сжимаются давлением гидравлической жидкости. Крутящий момент от двигателя передается коробке передач так называемым гидротрансформатором, избавляющим от жесткой связи двигателя и коробки передач. Благодаря гидротрансформатору переключение передач происходит плавно, почти незаметно.

Основными элементами классического автомата являются:

• Гидротрансформатор (отвечает за преобразование и передачу оборотов).
• Планетарный редуктор (управляет гидротрансформатором).
• Система гидроуправления (отвечает за работу планетарного редукторного узла).

Фото: Shutterstock

Принцип работы автомата

Принцип работы автомата различается в зависимости от вида автоматической трансмиссии. На каждом из них остановимся отдельно.

Классическая (гидротрансформаторная) АКП

Принцип работы классической АКП основан на давлении трансмиссионной жидкости. За передачу крутящего момента от двигателя к элементам автоматической коробки передач отвечает гидротрансформатор (он же «бублик»). В состав устройства входят три лопастных колеса — насосное, турбинное и реакторное, — заключенные в герметичный корпус. Насосное колесо соединено с коленчатым валом двигателя, а турбинное — с первичным валом КПП.

После запуска двигателя в «бублике» под давлением насоса начинает рециркулировать масло. Проходя через крыльчатки реактора, оно трансформирует механическую силу от маховика в гидравлическую — крутящий момент начинает передаваться на планетарный механизм. Гидротрансформатор выполняет функции как сцепления, так и гидромуфты.

Система гидроуправления позволяет автомату переключать передачи без тяг и муфт с синхронизаторами. Открывая и закрывая в гидроблоке нужные клапаны, коробка передач самостоятельно сжимает нужные пакеты фрикционов давлением масла. Плавная их блокировка, управляемая электроникой, позволяет автомату переключаться почти незаметно.

Вариатор (CVT)

Основа бесступенчатой трансмиссии — два конических шкива, один из которых соединен с валом двигателя, а второй передает крутящий момент на ведущие колеса автомобиля. Мощность передается с ведущего вала на ведомый посредством соединяющего их ремня (или цепи). На каждом из валов имеются два конуса, обращенные вершинами друг к другу. Изменение зазора между ними приводит к смещению ремня и изменению передаточного отношения.

Когда конусы раздвигаются, ремень смещается ближе к оси вращения, и наоборот. Для изменения передаточного отношения достаточно просто сдвигать конусы на одном валу и одновременно раздвигать на другом.

За управление конусами отвечают гидравлическая система и электроника. Гидротрансформатор позволяет автомобилю с вариатором трогаться и останавливаться, а планетарный редуктор — включать задний ход и расширять диапазон передаточных чисел. Все современные вариаторы умеют имитировать фиксированные передачи.

«Робот» (РКП)

Роботизированная коробка передач по своей сути — это механика, дополненная электроникой и сервоприводами. Такая трансмиссия полностью берет на себя процесс переключения передач. Выбор той или иной передачи контролируется электроникой. Вместо педали сцепления и рычага коробки стоят электромоторы, которые по команде электроники «выжимают» сцепление и меняют ступени.

Простейшие роботы уже практически не применяются в современном автопроме. Им на смену пришли коробки следующего поколения — так называемые преселективные роботы с двумя сцеплениями (к примеру, коробки DSG). Каждое из сцеплений отвечает за свой набор передач — четных и нечетных. Процесс переключения с одной передачи на другую происходит практически мгновенно, без разрыва крутящего момента.

Обозначения на коробке автомат

Режимы работы коробки автомат могут поставить в тупик водителя, который прежде ездил только на механике. Для наглядности мы оформили обозначения и описания в виде таблицы.

Обозначение	Расшифровка
N (Neutral)	Нейтральное положение. Положение селектора в позиции N означает, что никакая из передач не включена. Автомобиль может свободно катиться.
D (Drive) или A (Automat)	Режим движения вперед. В зависимости от потребностей водителя автоматически используются те или иные передаточные числа.
R (Revers)	Задняя передача. Выбрать этот режим можно только при полной остановке автомобиля.
Р (Parking)	Режим парковки. Переводя селектор в положение Р, водитель механически блокирует трансмиссию. На многих моделях не получится запустить двигатель, если селектор не находится в этом положении. Блокировка в режиме Р никак не связана с тормозной системой – она лишь помогает стояночному тормозу, но не заменяет его.
M (Manual)	Режим ручного управления. В этой позиции селектора водитель может самостоятельно переключать передачи с помощью подрулевых лепестков, кнопок или самого селектора – толчками вверх и вниз. В зависимости от конкретной модели процесс осуществляется по-разному.
L (Low) или 1, 1L	Режим пониженной передачи. Позволяет зафиксировать коробку на первой передаче. Этот режим помогает при движении по скользкой дороге либо бездорожью на минимальных скоростях. Также может применяться при торможении двигателем, на крутых спусках и подъемах.
L2, 2L, 2	При выборе такого режима коробка передач не перейдет выше второй передачи.
D3 или 3	Ограничение не выше третьей скорости.
OD (Over Drive)	Режим повышенной передачи. Помогает экономить горючее на высоких скоростях.
KD (Kick Down)	Пониженная передача. Включается, если продавить педаль газа «в пол». Используется для максимально быстрого набора скорости.
S	Спортивный, динамичный режим. Позволяет использовать все возможности двигателя и трансмиссии. Его не рекомендуется выбирать при движении на нестабильном покрытии и на бездорожье.
W (Winter) или значок снежинки	Зимний режим. В этой позиции селектора автомобиль трогается с повышенной передачи, более плавно, что помогает избежать пробуксовки. Летом применять такой режим не рекомендуется.
E	Режим экономии. Обеспечивает плавность движения и позволяет сжигать меньшие объемы горючего. Движение автомобиля в таком режиме становится более вялым, отклик на педаль газа ухудшается.

Наиболее часто встречающейся на моделях с «автоматом» является раскладка режимов P-R-N-D-L. Остальные перечисленные обозначения и некоторые другие используются опционально. О них в обязательном порядке рассказывается в инструкции.

Плюсы и минусы коробок автомат

Автоматические трансмиссии обладают множеством плюсов, но не лишены и минусов. Об этом не стоит забывать на этапе выбора автомобиля.

К несомненным плюсам отнесем следующие моменты:

• Легкость эксплуатации: любая автоматическая трансмиссия избавляет водителя от утомительных процедур выжима педали сцепления и ручного выбора передач.
• Высокая плавность движения. Благодаря наличию до 10 передач современные автоматы изменяют передаточные отношения чрезвычайно плавно, практически незаметно.
• Повышенная безопасность. Переключить механику без разрыва потока мощности невозможно.

Фото: Shutterstock

Минусы автоматов:

• Дороговизна. Как правило, автомобили с автоматами стоят дороже, чем с механической коробкой. Обслуживание автомата также дороже.
• Увеличенный расход топлива.
• Автоматы не любят экстремальных нагрузок.
• Машины с автоматом не рекомендуется буксировать на большие расстояния.
• Автоматы не любят буксировки прицепов: возможны ограничения.

Как управлять коробкой автомат

Научиться пользоваться машиной с коробкой автомат намного проще, чем автомобилем с механикой. Именно по этой причине существует разделение в водительских правах: водители, обучавшиеся в автошколе на машине с АКП, не могут ездить на механике — требуется переобучение. Те, кто прежде ездил на машине с МКП, с автоматом легко совладают.

Алгоритм обращения с автоматом максимально прост:

• Чтобы завести машину, нужно сесть за руль, нажать тормоз и повернуть ключ в замке/нажать кнопку запуска двигателя. Селектор коробки должен находиться в парковочном положении P. Запускать ДВС можно и с нейтрального режима, но производители рекомендуют использовать именно режим паркинга. Запустить мотор из любого другого режима не получится.
• Для начала движения селектор выставляется в D или R (вперед и назад соответственно). После того как вы отпустите педаль тормоза, машина сама начнет движение. Нажатием на газ можно увеличить скорость.
• Для остановки машины нужно отпустить педаль газа и нажать на тормоз.
• Перед тем как заглушить двигатель следует перевести селектор коробки в парковочное положение Р.

Как правильно ездить с коробкой автомат

При эксплуатации автомобиля с автоматической трансмиссией нужно придерживаться некоторых важных рекомендаций, которые помогут продлить коробке жизнь.

Фото: Shutterstock

Переключать режимы между D-R-P нужно при полной остановке автомобиля и зажатом тормозе.

Во время движения переключать селектор можно лишь в некоторые положения. Технически можно включить режим нейтрали (N) и двигаться накатом, но делать так не рекомендуется из соображений безопасности.

Оставлять автомобиль без стояночного тормоза с включенным режимом P можно лишь на ровных площадках. Несоблюдение правила чревато тем, что машина может внезапно покатиться.

При движении в пробке на машине с автоматом водителю постоянно приходится давить на тормоз. Пока автомобиль стоит, селектор трансмиссии следует переводить в режим паркинга, а не в нейтраль. Нейтраль используется для того, чтобы перекатить машину с места на место при выключенном двигателе и для буксировки на небольшие расстояния.

Буксировать машины с автоматом и заглушенным мотором на значительные расстояния нельзя. Этот процесс возможен лишь на нейтрали и с работающим двигателем, либо с вывешиванием ведущих колес.

Буксировка других машин и тяжелых прицепов автомобилем с автоматом возможна при соблюдении рекомендаций производителя. Для снижения нагрузки могут быть предусмотрены специальные режимы. В процессе буксировки желательно не использовать высокие передачи.

Чтобы выбраться из сугроба, можно воспользоваться фиксированными положениями L, 1 или 2, предварительно отключив систему стабилизации.

Как продлить жизнь коробке автомат

Любой автомат значительно сложнее и дороже механики; стоит сделать все возможное, чтобы уберечь его от поломок.

Фото: Shutterstock

Резкая и агрессивная езда сильно сокращает жизнь автоматам (как и всем элементам автомобиля). При такой эксплуатации происходит повышенный износ фрикционов, планетарных редукторов, муфт и пр. Продукты износа загрязняют масло и приводят к перегреву коробки. Выйти из строя может практически каждый узел.

Для продления жизни трансмиссии рекомендуется выполнять несколько правил:

• Плавно трогаться.
• Не нажимать на газ и тормоз одновременно. Это приводит к перегреву масла в гидротрансформаторе и преждевременному выходу коробки из строя.
• Не ездить в экстремальных режимах с пробуксовками. Автоматические трансмиссии чрезвычайно чувствительны к ударным нагрузкам.
• Не использовать часто режим кик-даун. В этом режиме автомат испытывает повышенные нагрузки.
• Не переводить в движении селектор в положение «нейтраль».
• Не использовать прием раскачки, когда автомобиль застрял. Это приводит к повышенному износу фрикционов.

Как отремонтировать автомат

Автоматической трансмиссии, как и любому другому агрегату автомобиля, требуется периодическое обслуживание. Если производитель рекомендует менять масло или фильтры — надо обязательно следовать этому правилу.

В ряде случаев простая замена масла может вернуть автомату жизнь: избавить от «пинков» и некорректной работы. Процедуру лучше доверить профессионалам, поскольку для полной замены требуется специализированное оборудование.

Вместе с маслом в обязательном порядке меняется фильтр, который в процессе работы агрегата задерживает в себе продукты износа. Нередко помимо фильтра приходится менять сопутствующие компоненты — уплотнительные прокладки, кольца или даже поддон.

Фото: Shutterstock

Автомат — технически сложное устройство с отдельным блоком управления. При визите в сервисный центр можно с помощью диагностического оборудования считать ошибки в работе АКП и, в случае необходимости, произвести ремонт проблемных компонентов.

Всевозможные рывки, толчки, подвисания коробки на одной передаче — признаки поломки, требующие обращения к специалистам. Попытки решить эти проблемы самостоятельно, с большой вероятностью, не помогут.

• Маркировка шин: как правильно расшифровать все знаки
• Одометр: зачем в машине нужен счетчик пробега
• Сайлентблок: что это, зачем нужен и когда менять

Устройство и принцип работы автоматической коробки передач

Автоматическая коробка передач автомобиля предназначена для передачи мощности двигателя на колеса. Она устанавливает именно ту передачу, которая лучше всего подходит для текущей скорости движения. Автоматическая трансмиссия избавляет водителя от необходимости переключения скорости вручную. Компьютер автомобиля при помощи датчиков определяет, в какой момент необходимо переключить скорость и посылает сигнал в электронном виде на включение или выключение передачи.

Основные элементы автоматической трансмиссии

Механизм автоматической коробки передач автомобиля представляет собой систему рычагов и шестеренок, передающих мощность на ведущие колеса, позволяя двигателю работать наиболее эффективно.

Собирается коробка в алюминиевом кожухе, называемом картером. В нем располагаются главные компоненты автоматической трансмиссии:

1. Гидротрансформатор, выполняющий роль сцепления, но не требующий со стороны водителя производить непосредственное им управление.
2. Планетарный ряд, изменяющий передаточное отношение при переключении.
3. Задний, передний фрикционы, тормозная лента, непосредственно осуществляющие переключение передач.
4. Устройство управления.

Как работает гидротрансформатор?

Гидротрансформатор состоит из следующих основных элементов:

• насоса или насосного колеса;
• турбинного колеса;
• плиты блокировки;
• статора;
• обгонной муфты.

Чтобы понять, как работает автоматическая коробка передач, нужно в целом представлять ее устройство. Так, насос механическим соединением связан с двигателем. Турбинное колесо соединяется с валом КПП при помощи шлицов. При вращении насосного колеса при работающем двигателе создается поток масла, который вращает турбинное колесо гидротрансформатора.

В этом случае гидротрансформатор выполняет роль обычный гидромуфты, посредством жидкости лишь передавая от двигателя на вал автоматической коробки крутящий момент. При увеличении оборотов двигателя сколь-нибудь существенного увеличения крутящего момента не происходит.

Для преобразования крутящего момента схема автоматической коробки включает статор. Принцип работы заключается в том, что он перенаправляет поток масла обратно на крыльчатку насоса, заставляя ее быстрей вращаться, увеличивая крутящий момент. Чем скорость вращения турбинного колеса по отношению к насосу меньше, тем большая остаточная энергия передается статором посредством возвращаемого масла на насос. Соответственно крутящий момент увеличивается.

Основы работы турбины и насоса АКПП

Турбина всегда вращается медленнее, чем насос. Максимальное соотношение скоростей вращения насоса и турбины достигается при неподвижном автомобиле, уменьшаясь при увеличении скорости транспортного средства (ТС). Связь статора с гидротрансформатором осуществляется через обгонную муфту, способную вращаться лишь в одном направлении.

Лопатки турбины и статора имеют особую форму, за счет чего поток масла перенаправляется на обратную сторону лопаток статора. При этом статор заклинивает и, оставаясь неподвижным, он передает на вход насоса наибольшую энергию масла.

За счет такого режима работы гидротрансформатора обеспечивается максимальная передача крутящего момента. Он увеличивается почти в три раза при трогании автомобиля с места.

При разгоне ТС турбина относительно насоса проскальзывает все меньше до наступления момента, когда колесо статора подхватывается потоком масла, начиная вращаться в направлении свободного хода обгонной муфты. Устройство при этом начинает работать как обычная гидромуфта, не увеличивает крутящий момент. В этом режиме КПД гидротрансформатора не превышает 85%. Такой режим работы сопровождается выделением избытка тепла и повышением расхода топлива.

Назначение блокировочной плиты

Этот недостаток устраняется при помощи специального устройства — блокировочной плиты. Несмотря на механическую связь с турбиной, конструктивно она выполнена так, что может перемещаться вправо и влево. Это устройство включается в работу при достижении автомобилем высокой скорости. По команде устройство управления поток масла меняется таким образом, чтобы он прижимал блокировочного плиту к корпусу гидротрансформатора справа.

При этом турбина и насос связываются друг с другом механически. Для повышения сцепления на внутреннюю сторону корпуса гидротрансформатора наносится специальный фрикционный слой. Таким образом двигатель связывается с выходным валом автоматической коробки. Естественно такая блокировка сразу выключается даже при незначительном торможении автомобиля.

Выше был описан лишь один из способов блокировки гидротрансформатора. Однако любой другой способ преследует ту же самую цель — предотвратить проскальзывание турбины по отношению к колесу насоса. Обычно описанный режим действия в различных источниках называется Lock-Up.

Работу гидротрансформатора для чайников будет проще понять, если вместо турбины и насоса представить два простых вентилятора, один из которых работает от сети, а другой вращается за счет создаваемого первым вентилятором потока воздуха. Только вместо воздуха здесь выступает масло, а лопасти первого вентилятора (насоса в случае АКПП) приводятся в движение не за счет электричества, а за счет механического соединения с валом двигателя автомобиля.

Планетарные ряды

Гидротрансформатор может увеличивать крутящий момент, но лишь до определенного предела. Устройство автоматической коробки передач для более значимого увеличения момента, например, при преодолении подъемов, а также для движения задним ходом предусматривает планетарные ряды. Планетарная передача также обеспечивает ровное переключения скоростей при движении без потери мощности мотора. Благодаря ей переключение происходит без толчков, случающихся при работе обычной трансмиссии.

Планетарный ряд включает следующие элементы:

• солнечную шестерню;
• сателлиты;
• эпицикл;
• водило.

Планетарным ряд называются из-за того, что фрикционные колеса, вращающиеся одновременно вокруг своих осей и перемещающиеся вместе с этими осями, очень напоминают планеты солнечной системы. От их взаимного положения зависит, какая в данный момент включена передача.

Как переключаются передачи в АКПП?

Переключение передач или изменение в планетарном редукторе передаточного числа осуществляется блокировкой и разблокировкой элементов планетарного ряда посредством тормозных лент и фрикционов. В гидравлической системе автоматической коробки передач автомобиля непосредственно переключение передач осуществляется клапаном. Трехскоростная коробка имеет два таких клапана, один из которых осуществляет переключение с первой передачи на вторую, другой — со второй на третью. Четырехскоростная коробка имеет уже три клапана.

Другие виды АКПП

Помимо рассмотренной гидравлической трансмиссии сегодня широко распространены другие типы автоматических коробок:

1. Вариаторная АКПП. В этом типе трансмиссии фиксированного передаточного числа для передач не существует. Поэтому такая АКПП называется бесступенчатой. Принцип работы в том, что в отличие от других «автоматов» она более эффективно использует мощность двигателя. Вследствие этого автомобили, оснащенные данным типом трансмиссии являются более экономичными и комфортными.
2. Роботизированная КПП. Автоматической такую коробку можно назвать условно, так как по сути она является обычной «механикой», где функция педали сцепления возложена на электронный блок. Автомобили с какими коробками также являются довольно экономичными, но менее комфортными, так как зачастую переключение передач в автоматическом режиме сопровождается рывками.

Таким образом, помимо наиболее распространенной гидравлической АКПП существует еще несколько видов автоматических коробок, различающихся своей конструкцией. Отличаются они ценой, экономичностью, комфортом управления авто. Общее же то, что водитель избавлен от необходимости самостоятельного выбора и переключения передач.

Вариаторная коробка передач: что это такое

Трансмиссия в автомобиле обеспечивает возможность изменения крутящего момента и передачу его на ведущие колеса. И одним из основных ее элементов является коробка передач. Причем данный узел, используемый на авто, бывает нескольких типов – механическая, автоматическая, роботизированная, вариаторная. Что касается последней, то появился такой тип КПП не так уж и давно, но при этом активно завоевывает популярность. Далее мы разберемся, что такое вариаторная коробка передач, как она работает, чем хороша и какие у нее минусы.

Вариатор (также известный как Continuously variable transmission или CVT) — далеко не новый тип трансмиссии на автомобилях. Первая такая коробка появилась в 1959 году, но из-за невозможности в то время решить некоторые технические проблемы, распространения данная КПП на автотранспорте не получила, зато она оказалась неплохим вариантом для мототехники, в частности – скутеров. Вторая попытка использовать вариаторную коробку на авто была в 1984 году. И так постепенно данный тип КПП заинтересовал автопроизводителей и все чаще его стали использовать.

Принцип работы вариаторной коробки передач

Главная особенность этой коробки – плавная бесступенчатая смена передаточного числа. То есть, если в других типах повышение или понижение числа выполняется на заданные значения, так называемые ступени, то в вариаторе их нет. Благодаря этому она способна более точно производить передачу усилия от силовой установки к ведущим колесам.

На автомобилях распространение получило два типа вариаторных КПП – клиноременные и тороидные, при этом первые более распространены.

Работа клиноременного вариатора построена на передаче передаточного числа при помощи специального ремня, установленного между двумя шкивами. Первый шкив является ведущим и связан он с силовой установкой, а второй – ведомый, обеспечивающий дальнейшую передачу усилия на колеса.

Схематичное изображение работы вариаторной коробки передач

Изменение числа производится за счет меняющегося диаметра шкивов. Для этого каждый из шкивов сделан разборным и состоит он из двух половин конической формы, которые посажены на вал. Схождение-расхождение этих половин позволяет менять диаметр в точке контакта шкива с ремнем.

Работает все так: при начале движения должно обеспечиваться максимальное тяговое усилие. Для этого половины ведущего шкива разводятся, а поскольку форма их коническая, то в точке контакта диаметр шкива будет минимально возможным. Половины ведомого же наоборот – сведены, что обеспечивает в месте взаимодействия ремня со шкивом максимальный диаметр. В результате для того, чтобы ведомый шкив сделал один оборот, ведущему необходимо их сделать несколько. Но при этом и нагрузка на двигатель минимальна.

Анимация илюстрирующая принцип работы вариаторной коробки передач

По мере набора скорости передаточное число должно меняться в меньшую сторону, что обеспечивает снижение тягового усилия, но повышает скорость вращения на ведомом валу. Для этого половины ведущего шкива начинают сходиться, что приводит к увеличению диаметра в точке контакта, а ведомого – расходиться.

При максимальном диаметре ведущего шкива и минимальном – ведомого, за один оборот первого, второй сделает их несколько, поэтому скорость вращения – максимальная, но и нагрузка на двигатель больше. Таким образом, за счет изменения диаметров достигается бесступенчатая смена передаточного числа.

В тороидном типе вариатора конструкция несколько иная. У него передача усилия выполняется роликами, зажатыми между валами, имеющими тороидную форму и расположенными на одной оси.

Nissan Motors Extroid CVT — Тороидный тип вариатора

Изменение передаточного числа обеспечивается за счет смены положения роликов. Максимальное тяговое усилие обеспечивается в положении роликов, когда они повернуты в сторону ведомого вала. За счет тороидной формы валов, у ведущего в точке контакта с роликом диаметр будет минимальным, а у ведомого – максимальный.

Для уменьшения передаточного числа и увеличения скорости вращения, ролики поворачиваются в сторону ведущего вала, при этом диаметры в точках контакта изменяются.

Устройство вариаторной коробки передач

Поскольку клиноременные вариаторы более распространены, то дальше и будем рассматривать их конструкцию. Такая коробка передач состоит их нескольких основных составных частей. И первая из них – сцепление, без которого не обойтись, поскольку оно обеспечивает возможность отключения силовой установки от трансмиссии.

Наибольшее распространение на вариаторных коробках получило гидротрансформаторное сцепление, которое также используется и на автоматических и роботизированных коробках. Но некоторые автопроизводители используют и другие типы сцепления — центробежное, электромагнитное или многодисковое «мокрое».

Вариаторная коробка в разрезе.

Основной составляющей КПП является сам вариатор, и главным элементом в нем считается ремень, поскольку именно он обеспечивает передачу. Хотя и ремнем его можно назвать лишь условно. А все потом, что состоит он из металлических лент, соединенных между собой особыми фасонными частями, имеющими форму бабочки и придающих ремню клиновидную форму. Рабочей частью у него являются боковые поверхности, которые контактируют с поверхностями половин шкивов и обеспечивают передачу вращения за счет сил трения.

Читайте также: Чем отличается вариатор от автоматической коробки и что лучше.

Некоторые производители вместо ремня используют цепь, при этом сама коробка с таким элементом привода называется клиноцепной. Особенностью цепи является то, что она состоит из большого количества звеньев, что обеспечивает малый радиус изгиба. Рабочая поверхность у нее – торцевая.

Поскольку все элементы вариатора работают под значительными нагрузками, то изготавливаются они из высокопрочной стали, что позволяет значительно повысить ресурс коробки.

В разных конструкциях вариаторов перемещение половин шкивов по валам обеспечивается за счет усилий, которые создаются пружинами, жидкостью или за счет центробежной силы.

Еще один вариатор в разрезе (реальное фото).

Одной из основных проблем вариатора – отсутствие реверсного вращения ведомого вала. Поэтому, чтобы решить ее и обеспечить автомобилю возможность движения задним ходом, в конструкцию коробки включена планетарная передача, позволяющая менять направление вращения. Но при этом наличие такого механизма значительно усложняет конструкцию коробки, но и без него не обойтись.

Последней составной частью вариатора является механизм управления. На данном типе коробки передач используется электронное управление, которое полностью контролирует работу вариатора, обеспечивает синхронное изменение диаметров на шкивах, включает и отключает сцепление и планетарный редуктор.

Управление же коробкой осуществляется селектором, которым задаются режимы работы, аналогичные автоматической коробке. То есть, водитель задает режим, а электронный механизм управления выполняется его на вариаторе.

Читайте также: Что такое коробка DSG , как она устроена и как работает.

Видео о вариаторной коробке переключения передач

Техцентр. Окаянные вариаторы. Лиса Рулит.

Плюсы и минусы вариаторной коробки передач

• Плавность набора скорости, отсутствие рывков;
• Более интенсивный разгон;
• Легкость управления;
• Топливная экономичность;

Но есть у такого типа трансмиссии и свои минусы:

• Сложность и дороговизна ремонта;
• Невозможность работы с двигателями большой мощности;
• Чувствительность к условиям эксплуатации;
• Надобность в постоянном контроле и своевременной замене смазочных материалов.

Похожие публикации

dmitri Всем привет! Если кто то задумывается на тему покупки авто с вариатором советую взять. Как по мне минус — туповата на разгоне. На примере хонда цивик гибрид с свт. Откатался на ней до 200 000 миль. Проблем никаких только масло и тормозные колодки. Двигатель и трансмиссия как часики! Продал потому что просто надоел. Минус цивика еще пожалуй не ложится задняя спинка (внутри гибридные батареи), не лыжи не удочки ничего не влезает :), еще один авто субару аутбак 2010. Тоже свт трансмиссия, динамика получше, движок 2.5, текущий пробег 215 000 миль. По механике особо никаких хлопот до 190 000 миль не было. Потом полетела трансмиссия. Сама трансмиссия в порядке и ломаться там особо нечему. Полетел электронный блок управления. Замена стоит столько же сколько и сама трансмиссия. Обычная замена б/у 1500$ эта обошлась в 2200$ коробка и работа. Цена в сша. Так что если вы прочитали и думаете взять или нет. Возьмите не пожалеете. Спасибо ��

Похожие публикации:

1. Как прозвонить диодный мост генератора приора
2. Как снять передний бампер на ниссан х трейл т31
3. Сколько нужно полировочной пасты на всю машину
4. Шевроле ланос какой аккумулятор