aliksan.com

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Главная Полезное и интересное Альтернатива АКП – вариатор

Альтернатива АКП – вариатор

 


Как известно, основными креативщиками в поиске новых технологий считаются люди ленивые, но любознательные. Говорят, что впервые на тернистый путь прогресса ступила та доисторическая обезьяна, которая взяла обычную палку и нашла для нее массу полезных применений. Таким образом, не просто труд сделал из нее человека, а сам нестандартный подход к этому процессу заложил основы технического прогресса.

Думаю, что первый инженер, задумавшийся о самой идее автоматической коробки передач, был человек, воспринимающий автомобиль в основном с точки зрения средства передвижения. Ведь первые автоматы обладали таким количеством врожденных недостатков, что только полное нежелание участвовать в сложном процессе манипуляций с рычагом и педалями, позволили этому устройству получить широкое распространение.

В отличии от изобретателя первого гидротрансформатора, человек, внедривший в машину вариатор, был настоящим автомобилистом, не желающим терять даже крупицу драгоценной мощности двигателя. Надо сказать, что такой подход к автоматической трансмиссии оказался весьма верным, особенно для двигателей малого объема. Считается, что вариатор позволяет наиболее эффективно и плавно передавать крутящий момент от двигателя к колесам автомобиля. Правда, есть у этой системы и некоторые недостатки, основным из которых является ограничение по величине передаваемого крутящего момента. Другими словами, отлично зарекомендовавший себя на небольших машинках с рабочим объемом до 2 литров, он страдает повышенным износом с увеличением мощности и массы автомобиля. Встречаются, правда, и исключения. Например, Nissan Murano с 3,5-литровым двигателем V6 мощностью 234 лошадиные силы. На нем установлен клиноремённый вариатор X-Tronic . Это одна из самых крупных и тяжёлых моделей, оснащённых вариатором. А что будет завтра?

Второй недостаток вариаторов – сравнительно дорогое обслуживание и ремонт, специальная, а значит, недешёвая, трансмиссионная жидкость. Кроме того, ограничен и ресурс (в среднем 100-150 тысяч километров пробега) самого основного элемента этой системы – наборного ремня или цепи, в зависимости от конструкции.

И всё же вариаторы получают всё большее и большее распространение на машинах самых разных классов, к тому же и стоят они, обычно, дешевле хороших «автоматов» классического типа.

Принцип работы вариатора

Сама конструкция вариатора весьма проста и впервые засветилась еще на рисунках легендарного Леонардо да Винчи. Позже, прообраз вариатора применялся в качестве передачи переменного усилия на различные механизмы, в частности от ДВС на генератор и т.д. А вот впервые на серийных автомобилях, эта система появилась в 1950-х годах, на легковых DAF (сейчас под этой маркой выпускаются только грузовики). Потом, эта конструкция перекочевала на Volvo, но по-настоящему широкое распространение вариаторы получили только сейчас.

Итак, что же представляет собой его конструкция? Образно можно представить ее в виде двух параллельных конусов, направленных вершинами в противоположные стороны, между которыми натянут приводной ремень. Перемещаясь по одному из них, ремень плавно изменяет крутящий момент и скорость вращения другого.

Автомобильный вариатор устроен похоже, но у него два шкива, каждый из которых сделан в виде пары конусов, обращённых острыми концами друг к другу. А между шкивами зажат клиновый ремень.

Теперь, если каждая из пар конусов может двигаться друг к другу и обратно, мы получим шкивы с переменным рабочим диаметром. Ведь при раздвижении конусов ремень, соприкасающийся с ними своими рёбрами, будет как бы проваливаться к центру шкива и обегать его по малому радиусу. А при сближении конусов – по большому радиусу.

Осталось только снабдить оба шкива системой (как правило, это гидравлика, но может быть и какой-то иной сервопривод), которая будет строго синхронно сдвигать половинки первого шкива и раздвигать половинки второго. И если один шкив находится на ведущем валу (который идёт от двигателя), а второй — на ведомом (который ведёт к колёсам), то можно организовать изменение передаточного отношения в весьма широких пределах. Остаётся ещё добавить узел, отвечающий за изменение направления вращения выходного вала (для заднего хода), а это может быть, скажем, обычная планетарная передача. И вот готова коробка-вариатор.

Но, основной деталью вариатора, помимо раздвижных шкивов, является соединяющий их ремень. Вариации последнего различны практически для каждой марки автомобиля. Это может быть стальная лента с неким покрытием или набор стальных тросов (лент) сложного сечения, на которые нанизано огромное число тонких поперечных стальных пластинок трапецевидной формы, края которых и контактируют со шкивами. Кстати, именно таким образом удалось создать толкающий ремень, передающий мощность не только той его половиной, которая бежит от ведомого к ведущему шкиву, но и противоположной. Обычный ремень при попытке передать сжимающее усилие просто сложился бы, а наборный стальной — обретает жёсткость.

А ещё в качестве клинового ремня может выступать широкая пластинчатая стальная цепь, соприкасающаяся с конусами своими краями. Именно такой «ремень» работает в вариаторах машин Audi.

На ходу

Как именно вариатор будет менять передаточное число при разгоне, зависит от выбранной программы управления. Если при разгоне на обычном автомобиле мы на каждой передаче раскручиваем двигатель, затем переходим на следующую передачу и так далее, то при наборе скорости автомобиля с вариатором мотор остаётся на одних и тех же оборотах (скажем, на оборотах, соответствующих максимальному крутящему моменту), зато плавно меняется передаточное отношение.

Это создаёт несколько странные ощущения. Жмём газ в пол, мотор выходит на большие обороты, да так и остаётся на них в течение всего разгона, воя как пылесос. Зато темп разгона – высокий, да и на переключения между ступенями время не тратится.

Впрочем, в некоторых случаях вариатор настраивают так, чтобы разгон с ним больше напоминал увеличение скорости с обычной коробкой передач, с постепенным ростом оборотов мотора.

Разумеется, при попытке заехать на холм и при замедлении авто, несмотря на нажатие педали газа, умный вариатор не оставит «включённой» высокую передачу. Шкивы для уверенного штурма высоты быстро передвинутся обратно — чтобы увеличить крутящий момент на выходе из коробки.

А ещё на некоторых машинах можно выбрать режим с несколькими «виртуальными» передачами (с 6 или даже 8), задаваемыми электроникой. Передачами, между которыми вариатор будет резко перескакивать, словно классическая коробка «автомат». Ещё в этом случае можно переключать «передачи» по собственному желанию. Как на «автомате» с ручным секвентальным (последовательным) режимом.

Эксплуатация

Многорежимный вариатор предлагает несколько вариантов работы тандема двигатель-трансмиссия. Первый обозначается буквой Е и является экономным режимом, при котором потребление бензина будет минимально. Прямо противоположен ему режим S, подразумевающий работу двигателя на оборотах близких к максимальному крутящему моменту и соответствующем расходе топлива и износе основных узлов. Как промежуточный вариант есть режим D. В этом режиме потребление бензина больше, чем в Е, а момент меньше, чем в S. А чтобы сохранить хорошую динамику на трассе и ехать со скоростью выше 150ти, надо выбирать режим D или S.

Есть у вариатора и режим для тяжелых условий - L. В этом режиме двигатель работает на оборотах соответствующих максимальной мощности. Кроме того, торможение двигателем в этом случае будет весьма эффективным. Этот режим используется в особо тяжелых условиях, при движении с прицепом в горах, по бездорожью и т.п. случаях.

Как и обычный автомат, вариатор не любит так называемой «раскачки», когда водитель пытается из сугроба или грязи, быстро и часто переключая D и R. За 20 минут такого издевательства можно спалить фрикционные диски одной или обеих муфт. Поэтому хорошо, когда между переключением ручки вариатора на D или R и последующим нажатии на газ проходит хотя бы одна секунда. За это время муфта окончательно включится и не проскользнет, даже при энергичном старте.

Также не рекомендуется при движении накатом включать режим парковки, иначе блокирующий шестерню специальный зуб запросто срежет, и вы останетесь без этой полезной функции. Кстати, прогревать машину с вариатором нужно на N – нейтрали, в режиме парковки он не работает.

По поводу буксировки рекомендации разных производителей расходятся. Иные фирмы в руководстве по эксплуатации оговаривают возможность буксировки автомобиля с неисправным вариатором. Двигатель должен работать, приводя масляный насос вариатора, чтобы трущиеся детали не остались без смазки. Однако некоторые специалисты по ремонту трансмиссий возражают против буксировки – только эвакуатор!

Тип-троник от Audi

Как мы уже говорили выше, компания Audi предложила свой вариант вариатора. Вместо ремня на шкивы натянута стальная цепь, которую для Audi разработала и выпускает фирма Luk. Благодаря большей гибкости она позволила уменьшить минимальный диаметр шкивов, что расширило диапазон передаточных чисел вариатора (он простирается от понижающей 12,7 до "овердрайва" 2,1) и сделало конструкцию более компактной.

Контакт со шкивами приходится на скошенные торцы осей звеньев, сделанных из подшипниковой стали. Хотя при минимальном радиусе всю нагрузку несут только девять осей, цепь все равно не проскальзывает. Во-первых, потому, что здесь применили двухконтурную систему гидравлического управления шкивами, которая очень точно позиционирует их сдвижные половинки. А во-вторых, на ведущем шкиве стоит механическая прижимная муфта — при малейшем проскальзывании цепи она тут же сжимает шкив, исключая пробуксовку вариатора. При езде, кстати, это иногда проявляет себя небольшими рывками в трансмиссии.

Все это позволило передать крутящий момент в 280 Нм и даже выше — по словам баварцев, multitronic способен выдержать триста с лишним ньютон-метров, а срок службы вариатора превышает ресурс самого автомобиля.

Но, несмотря на такие впечатляющие показатели, такая конструкция вариатора весьма дорога, а самое, пожалуй, главное – потребители еще не готовы к автомобилям с такими необычными реакциями трансмиссии.

Автообоз

 

Случайное из ПДД

4. ОБЯЗАННОСТИ И ПРАВА ПЕШЕХОДОВ

4.1. Пешеходы должны двигаться по тротуарам и пешеходным дорожкам, держась правой стороны. 
Если нет тротуаров, пешеходных дорожек или передвигаться по них невозможно, пешеходы могут двигаться велосипедными дорожками, держась правой стороны и не затрудняя движение на велосипедах и мопедах, или в один ряд обочиной, держась по возможности правее, а в случае ее отсутствия или невозможности двигаться по нему - по краю проезжей части навстречу движения транспортных средств. При этом надо быть осторожным и не мешать другим участникам дорожного движения.

4.2. Пешеходы, которые переносят громоздкие предметы, или лица, которые передвигаются в инвалидных колясках без двигателя, ведут мотоцикл, велосипед или мопед, везут санки, тележки и т.п., если их движение тротуарами, пешеходными или велосипедными дорожками или обочинами создает препятствия для других участников движения, могут двигаться по краю проезжей части в один ряд.

4.3. За пределами населенных пунктов пешеходы, которые двигаются обочиной или краем проезжей части, должны идти навстречу движения транспортных средств. 
Лица, которые двигаются обочиной или краем проезжей части в инвалидных колясках без двигателя, ведут мотоцикл, мопед или велосипед, должны передвигаться в направления движения транспортных средств.

4.4. В темное время суток и в условиях недостаточной видимости пешеходы, которые двигаются проезжей частью или обочиной, должны выделить себя, а  по  возможности  иметь  на  верхней одежде  светоотражающие элементы, для своевременного их выявления другими участниками дорожного движения.

4.5. Движение организованных групп людей по дороге разрешается только в направления движения транспортных средств колонной не более чем по четыре человозраста в ряду при условии, что колона не занимает более половины ширины проезжей части одного направления движения. Впереди и позади колоны на расстоянии 10-15 м с левой стороны должны быть сопровождающие с красными флажками, а в темное время суток и в условиях недостаточной видимости - с зажженными фонарями: впереди - белого цвета, позади - красного.

4.6. Организованные группы детей разрешается водить только по тротуарам и пешеходным дорожкам, а если их нет - по обочине дороги в направления движения транспортных средств колонной, но только в светлое время суток и только в сопровождении взрослых.

4.7. Пешеходы должны переходить проезжую часть по пешеходным переходам, в том числе подземным и надземным, а в случае их отсутствия - на перекрестках по линиям тротуаров или обочин.

4.8. Если в зоне видимости нет перехода или перекрестка, а дорогая имеет не более трех полос движения в обоих его направлениях, разрешается переходить ее под прямым углом к краю проезжей части в местах, где дорогу хорошо видно в обе стороны, и лишь после того, как пешеход удостоверится в отсутствия опасности.

4.9. В местах, где движение регулируется, пешеходы должны руководствоваться сигналами регулировщика или светофора. 
В таких местах пешеходы, которые не успели закончить переход проезжей части дороги одного направления, должны находиться на островке безопасности или линии, которая разделяет транспортные потоки противоположных направлений, а в случае их отсутствия - на середине проезжей части и могут продолжить переход только тогда, когда это будет разрешено соответствующим сигналом светофора или регулировщика и убедятся в безопасности дальнейшего движения.

4.10. Перед выходом на проезжую часть из-за транспортных средств, которые стоят, и любых объектов, которые ограничивают обзорность, пешеходы должны убедиться в отсутствия транспортных средств, которые приближаются.

4.11. Ждать транспортное средство пешеходы должны на тротуарах, посадочных площадках, а если они отсутствуют, - на обочине, не создавая препятствий для дорожного движения.

4.12. На трамвайных остановках, не оборудованных посадочными площадками, пешеходам разрешается выходить на проезжую часть лишь со стороны двери и только после остановки трамвая. 
После высадки из трамвая необходимо быстро оставить проезжую часть, не задерживаясь.

4.13. В случае приближения транспортного средства с включенным проблесковым маячком красного и (или) синего цвета и (или) специальным звуковым сигналом пешеходы должны воздержаться от перехода проезжей части или немедленно оставить ее.

4.14. Пешеходам запрещается: 
а) выходить на проезжую часть, не убедившись в отсутствии опасности для себя и других участников движения; 
б) внезапно выходить, выбегать на проезжую часть, в том числе на пешеходный переход; 
в) допускать самостоятельный, без надзора взрослых, выход детей дошкольного возраста на проезжую часть; 
г) переходить проезжую часть вне пешеходного перехода, если есть разделительная полоса или дорогая имеет четыре и более полосы для движения в обоих направлениях, а также в местах, где установлены ограждения; 
гг) задерживаться и останавливаться на проезжей части, если это не связано с обеспечением безопасности дорожного движения; 
д) двигаться по автомагистрали или дороге для автомобилей, за исключением пешеходных дорожек, мест стоянки и отдыха.

4.15. В случае причастности пешехода к дорожно-транспортному проишествию он должен подать возможную помощь пострадавшим, записать фамилии и адреса очевидцев, сообщить в орган или подразделение милиции о проишествии необходимые данные о себе и находиться на месте до прибытия работников милиции.

4.16. Пешеход имеет право: 
а) на преимущество во время перехода проезжей части обозначенными нерегулируемыми пешеходными переходами, а также регулированными переходами при наличии на то соответствующего сигнала регулировщика или светофора; 
б) требовать от органов исполнительной власти, собственников автомобильных дорог, улиц и железнодорожных переездов создания условий для обеспечения безопасности дорожного движения.