| 12.06.10 !!!СКОРО!!! Открытие автомагазина |
| 12.06.10 Мы рады Вам сообщить о скором открытии автомагазина |
| Подробнее... |
| 10.05.08 С прошедшими праздниками! |
| 10.05.08 С наилучшими пожеланиям |
| Подробнее... |
| 17.03.08 Новые поставки запчастей |
| 17.03.08 Мы рады Вам предложить новые детали |
| Подробнее... |
| 17.02.08 Открытие веб-сайта |
| 17.02.08 Открытие веб-сайта |
| Подробнее... |
Архив новостей
Аренда жилья в Москве: снять 2-х комнатную квартиру в москве. Хотите снять квартиру?
. Виски blue label. Виски. Виски velvet.
Доска объявлений: временная регистрация граждан в москве. Приглашение в Россию, регистрация.
. Виски blue label. Виски. Виски velvet.
Доска объявлений: временная регистрация граждан в москве. Приглашение в Россию, регистрация.
Устройство и принцип работы вариатора
 |
Что такое вариатор?Если на автомобиле обычный бензиновый или дизельный мотор соединить сколесами напрямую, то такой автомобиль ездить не сможет. В отличие отпаровых и электрических у поршневого двигателя внутреннего сгораниямощность непостоянна - тяговое усилие на валу при низких оборотахзначительно меньше, чем при высоких. Коленчатому валу ДВС необходимовсе время стремительно вращаться. Изменение же внешней нагрузки(разгон, преодоление подъемов и т. д.) должно компенсироваться попринципу рычага, то есть изменением передаточного числа междудвигателем и колесами. И здесь очевидно, что устройство, выполняющеетакую функцию, оно же трансмиссия, должно выбирать передачу так, чтобыта обеспечивала наиболее оптимальное соотношение между оборотамидвигателя и нагрузкой извне во всякий момент движения. Общепринятыесегодня ступенчатые коробки передач имеют врожденный, заложенный в нихконструктивно недостаток: набор фиксированных передаточных чисел лишьусреднено может отражать весь спектр постоянно меняющихся внешнихусловий. Даже при простом прямолинейном разгоне по ровной дорогекартина весьма неудовлетворительна. На каждой из ступеней двигателюсначала приходится трудно - он преодолевает внешнюю нагрузку (в данномпримере - силу инерции), тут передача оказывается более высокой, чемнужно; затем двигатель все-таки раскручивается, в какой-то моментпопадая количеством оборотов в идеальное соответствие с передаточнымчислом, но затем уходит вперед, и тут передача оказывается уже болеенизкой, чем требуется. “Точность” передач можно повышать, увеличиваяколичество ступеней в коробке, что ограничено прежде всего физически. Ктому же при этом от “усредненности” избавиться все равно не удастся.Поэтому для постоянного “попадания в нужный момент” передаточное числодолжно не “скакать”, а “плавать”, для чего ступени из трансмиссиинеобходимо исключить.Бесступенчатоеизменение передаточного числа обеспечивает гидротрансформатор -конструкция, основанная на использовании вязкостных свойств масел.Но диапазон работы гидротрансформатора довольно узок, и для примененияна автомобиле к нему приходится добавлять механизм со “ступенями”. Ктому же потери мощности в этом устройстве довольно существенны,поэтому, кстати, в большинстве современных коробок гидротрансформаторыблокируются. На особом месте стоит электрическая передача или, как ееназывают еще, гибридная силовая установка, где ДВС вращает генератор,питающий соединенные с колесами электродвигатели, мощность которыхпрактически одинакова на любых оборотах, и трансмиссия им не нужна.Здесь лишенный прямой связи с колесами ДВС может постоянно работать всамых благоприятных режимах, однако такая длинная цепь агрегатовприводит к потерям энергии и, кроме того, увеличивает массу автомобиля.Недостатков вышеперечисленных устройств лишен вариатор - в основе своеймеханическая, а поэтому работающая с небольшими потерями бесступенчатаятрансмиссия с внешним управлением, которое позволяет автоматическиплавно изменять передаточное число, выбирая наиболее оптимальноесогласно внешней нагрузке и оборотам двигателя, тем самым даваявозможность максимально эффективно использовать его мощность. В техникесуществует множество различных конструкций такого типа, но наавтомобиле получили распространение два вида вариаторов: клиноременнойи тороидный. Клиноременный вариатор как тип трансмиссии известен давно. Его главныедетали - два раздвижных шкива и соединяющий их ремень, в сеченииимеющий трапецеидальную форму. Если половинки ведущего шкива сдвинуть,они вытолкнут ремень, словно попавший между ними клин (отсюда иназвание "клиноременный"), наружу - радиус шкива, по которому работаетремень увеличится, следовательно, увеличится и передаточное отношение.А если половинки ведомого шкива, наоборот, раздвинуть, то ременьпровалится внутрь и будет работать по меньшему радиусу - передаточноеотношение уменьшится. Если оба шкива будут в промежуточном положении,то передача станет прямой. Устройство и принцип работы вариатора.Клиноременной вариаторсостоит из нескольких (как правило, одной- двух) ременных передач, гдешкивы образованы коническими дисками, за счет сдвигания и раздвиганиякоторых изменяются диаметр шкивов и, соответственно, передаточноечисло. Разные фирмы разработали каждая свою конструкцию клиноременноговариатора, так на Audi в трансмиссии Multitronic вместо ремня применяютцепь, а Honda ставит набранный из металлических пластин ремень, нопринцип от этого не меняется. Для трогания автомобиля с местаиспользуются обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор,который вскоре после начала движения блокируется. Управление дискамишкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блокауправления и датчиков.Начнем с самого простого. Почему клиновидный ремень? Из рисунка 2ввидно, что ремень в разрезе имеет трапециевидную форму и "вклинивается"в шкив только своими боковыми поверхностями. При износе этихповерхностей, благодаря своей форме, он врезается глубже в шкив и всеравно остается в хорошей сцепке с ним. Как изменяется передаточноечисло? Устройство ведущего шкива (ведущий шкив вращается коленвалом)таково, что его щеки при воздействии центробежных сил плавно сжимаютсяи выталкивают клиновидный ремень все дальше и дальше от центра шкива.Ведомый же шкив при этом наоборот, разжимается, и ремень на нем плавноутопает все ближе и ближе к центру шкива. Чем больше обороты двигателя- тем больше сжимается ведущий шкив и разжимается ведомый, тем самымменяя передаточное число от коленвала к заднему колесу. Этот процессхорошо виден на этих рисунках:Двигатель не запущен.
Малые обороты двигателя.
Средние обороты двигателя.
Максимальные обороты двигателя.
На рисунках вверху показаны также положения клиновидного ремня в разрезе на ведущем шкиве (слева) и ведомом (справа) при разных режимах работы двигателя. Внизу внешний вид агрегатов.    Иначе устроен тороидный вариатор,который состоит из соосных дисков и роликов, передающих момент отодного диска к другому. Для изменения передаточного числа меняютсяположение роликов и их радиусы, по которым ролики обкатывают диски. Ипоскольку все усилие сосредоточено в пятне контакта, то для поворотароликов должны использоваться особые устройства, способные преодолеватьсилу прижатия ролика к диску. Так в ниссановском вариаторе Extroidприменена специальная система, где управляемый электроникойпрецизионный гидравлический механизм перемещает обоймы с роликами вверхили вниз на микроскопическую величину, а далее, из-за возникшего сдвигаотносительно оси дисков, ролик поворачивается сам. Между прочим,принцип устройства под названием “вариатор” не нов - мысли обесступенчатой трансмиссии стали посещать конструкторов практическисразу с началом применения поршневых ДВС на транспорте. Первуюконструкцию такого типа опробовали на автомобиле уже в начале ХХ века -это был так называемый лобовой вариатор, где к плоскому маховику двигателяприжимался диск, перемещающийся от центра к краю. В 30-е годы Hayesпредлагает трансмиссию на основе тороидного вариатора (который, кстати,был запатентован еще в 1877 году Ч.Хантом) - несовершенное и весьмадорогое устройство. А в конце 40-х появились уже достаточно надежныегидромеханические “автоматы”, которые быстро заняли ведущие позиции, ивнимание множества конструкторов сосредоточилось на них. Тем не менеечасть конструкторов все-таки работала над вариатором, и первым серийнымавтомобилем с таким устройством стала появившаяся в 1958 годумалолитражка DAF-600, оснащенная трансмиссией Variomatic на основеклиноременного вариатора, которая затем устанавливалась на Volvo 343,где и просуществовала до 1980 года. Движение началось: с 80-х вариаторыпрописываются на мототехнике, гидроциклах и снегоходах, опытнымисериями устанавливаются на автомобили. Современное же развитиеэлектроники и технологии материалов дало возможности усовершенствовать(остающиеся, однако, в принципе своем неизменными) конструкциивариаторов, и сейчас наблюдается, по-видимому, начало самого широкогораспространения таких трансмиссий на автотранспорте. Тем не менее вариаторы пока что не избавились от некоторых своих весьма существенных проблем.Так, очевидно, что самыми конструктивно слабыми местами существующихсегодня автомобильных вариаторов являются: для клиноременного эти самыеремни, а для тороидного - пятно контакта диска и ролика, где силадавления достигает 10 тонн. Поэтому здесь применяются специальныевысокотехнологичные материалы, что делает надежность вариаторовдостаточно высокой, близкой к надежности гидромеханических “автоматов”,но все же из-за нагрузок на ремень или пятно контакта вариаторы пока немогут “тянуть грузы”, а также работать с двигателями большой мощности.На сегодняшний день рекордом для клиноременного вариатора оказывается220 л.с. и 300 Нм, которые развивает V-образный 6-цилиндровый моторAudi A6, “воспринятый” трансмиссией Multitronic, а для тороидного -“переваренный” Extroid (3-литровый двигатель Nissan Gloria и Cedric),развивающий 240 л.с. и 310 Нм. Однако если для грузовиков вариаторы досих пор непригодны, то для легковых автомобилей весьма приемлемы, издесь у бесступенчатых трансмиссий, очевидно, большое будущее, темболее что и технологии материалов не стоят на месте. Если сравнить динамические характеристики многих автомобилей,оснащаемых вариатором, может возникнуть недоумение - почему на одной итой же модели автомобиля разгон с вариатором происходит медленнее, чемс механической коробкой, ибо должно быть наоборот, раз вариатор лучшеиспользует мощность двигателя? Все дело в привычке - многие клиентыбыли очень недовольны, что машина с вариатором “все время ноет на однойноте”. (Так силовой агрегат отрабатывает программу максимальнойэффективности: двигатель сразу выводится на соответствующие обороты иработает в режиме постоянной мощности, а все остальное делаетвариатор.) Большинство же водителей привыкли к знакомому нарастающемушуму мотора, и многие фирмы идут клиентам навстречу, специальнонастраивая электронный блок управления трансмиссией. На самом же делепри нормальной настройке блока разгон, конечно, происходит быстрее. Взаключение отметим, что вариаторы является куда более совершенным типомтрансмиссии по сравнению с традиционными автоматическими коробкамипередач. Совершенство проявляется в более лучшей динамике разгона,меньшем расходе топлива, более плавной езде у автомобилей оснащённыхклиноременными вариаторами. И в тоже время, вариаторы проще поконструкции, чем традиционные "автоматы". Думается, что в недалёкомбудущем автомобили оснащённые вариаторами полностью вытеснят машины,оснащённые обычными "автоматами" и сильно потеснят машины с"механикой". |
