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

30. НОМЕРНЫЕ, ОПОЗНАВАТЕЛЬНЫЕ ЗНАКИ, НАДПИСИ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

30.1. Владельцы механических транспортных средств и прицепов к ним должны зарегистрировать (перерегистрировать) их в Госавтоинспекции независимо от их технического состояния на протяжении 10 суток с момента приобретения (получения), таможенного оформления или переоборудования или ремонта, если необходимо внести изменения в регистрационные документы.

30.2. На механических транспортных средствах (за исключением трамваев и троллейбусов) и прицепах в предусмотренных для этого местах устанавливаются номерные знаки соответствующего образца, а в правом нижнем уголке переднего ветрового стекла транспортного средства закрепляется талон о прохождении технического осмотра. 
На трамваях и троллейбусах наносятся регистрационные номера, которые предоставляются соответствующими уполномоченными на то органами. 
По решению Совета министров Автономной Республики Крым, местных органов исполнительной власти или органов местного самоуправления может проводиться регистрация мопедов, велосипедов и гужевого транспорта. 
Запрещается изменять размеры, форму, обозначение, цвет и размещение номерных знаков, наносить на них дополнительные обозначения или закрывать их, они должны быть чистыми и достаточно освещенными.

30.3. На соответствующих транспортных средствах устанавливаются такие опознавательные знаки (дополнение 4): 
а) "Автопоезд" -

’опознавательный

- три фонаря оранжевого цвета, расположенные горизонтально над передней частью кабины (кузова) с промежутками между фонарями от 150 до 300 мм - на грузовых автомобилях и колесных тракторах (класса 1.4 т и выше) с прицепами, а также на сочлененных автобусах и троллейбусах; 
б) "Глухой водитель" -

’опознавательный

- круг желтого цвета диаметром 160 мм с нанесенными внутри тремя черными кружками диаметром 40 мм, расположенными по углам мысленного равностороннего треугольника, вершина которого направлена вниз. Знак размещается впереди и сзади на транспортных средствах, которыми управляют глухие или глухонемые водители; 
в) "Дети" -

’опознавательный

- квадрат желтого цвета с каймой красного цвета и черным изображением символа дорожного знака 1.33

’Дорожный

(см. дополнение 1) (сторона квадрата - не менее 250 мм, кайма - 1/10 этой стороны). Знак размещается впереди и сзади на транспортных средствах, которые перевозят организованные группы детей; 
г) "Длинномерное транспортное средство" -

’опознавательный
’опознавательный

- два прямоугольника желтого цвета размером 500 х 200 мм с каймой красного цвета высотой 40 мм из светоотражающего материала. Знак размещается на транспортных средствах (кроме маршрутных) сзади горизонтально (или вертикально) и симметрично к продольной оси, длина которых от 12 до 22 м. 
Длинномерные транспортные средства, длина которых с грузом или без него превышает 22 м, а также автопоезда с двумя и больше прицепами (независимо от общей длины) должны иметь размещенный сзади опознавательный знак -

’опознавательный

- (в форме прямоугольника желтого цвета размером 1200 х 300 мм с каймой красного цвета высотой 40 мм) из светоотражающего материала. На знаке черным цветом наносится изображение грузового автомобиля с прицепом и отмечается их общая длина в метрах; 
гг) "Инвалид" -

’распознавательный

- квадрат желтого цвета со стороной 150 мм и черным изображением символа таблички 7.17

’табличка

(см. дополнение 1). Знак размещается впереди и сзади на механических транспортных средствах, которыми управляют водители-инвалиды; 
д) "Информационная таблица опасного груза" -

’опознавательный

- прямоугольник оранжевого цвета размером 400 х 300 мм (300 х 120 мм) с каймой черного цвета (ширина - 15 мм (10 мм), в верхней части которого отмечается идентификационный номер вида опасности, в нижней - идентификационный номер опасного вещества по перечню ООН. Знак размещается со всех сторон на транспортных средствах, которые перевозят такое вещество; 
е) "Знак опасности" -

’опознавательный

- ромб со стороной 250 мм, изображение которого должно отвечать классу опасного вещества (в соответствии с Европейским соглашением про международную дорожную перевозку опасных грузов ДОПОГ). Знак размещается по бокам и сзади на транспортных средствах, которые перевозят такое вещество; 
ее) "Колонна" -

’опознавательный

- квадрат желтого цвета с каймой красного цвета, в который вписан литеру "К" черного цвета (сторона квадрата - не менее 250 мм, ширина каймы - 1/10 этой стороны). Знак размещается спереди и сзади на транспортных средствах, которые двигаются в колоне;

ж) "Врач" -

’опознавательный

- квадрат синего цвета (сторона - 140 мм) с вписанным зеленым кругом (диаметр - 125 мм), на который нанесен белый крест (длина штриха - 90 мм, ширина - 25 мм). Знак размещается впереди и сзади на автомобилях, которые принадлежат водителям-врачам (с их согласия). 
Если на транспортном средстве размещен опознавательный знак "Врач", в нем должна быть специальная медицинская аптечка и инструментарий по перечню, определенным МОЗ, для представления квалифицированной помощи во время дорожно-транспортного проишествия; 
з) "Негабаритный груз" -

’опознавательный

- сигнальные щитки или флажки размером 400 х 400 мм с нанесенными по диагонали красными и белыми полосами, которые чередуются (ширина - 50 мм), а в темное время суток и в условиях недостаточной видимости - светоотражателями или фонарями: впереди белого цвета, сзади - красного, сбоку - оранжевого. Знак размещается на крайних внешних частях груза, который выступает за габариты транспортного средства на расстояние, больше чем это предусмотрено пунктом 22.4 этих Правил; 
и) "Ограничение максимальной скорости" -

’опознавательный

- изображение дорожного знака 3.29

’дорожный

(см. дополнение 1) с указанием разрешенной скорости (диаметр знака - не менее 160 мм, ширина каймы - 1/10 диаметра). Знак размещается (наносится) сзади в левую сторону на механических транспортных средствах, которыми управляют водители со стажем до 2 лет, тяжеловесных   и   крупногабаритных    транспортных    средствах, транспортных    средствах,   которые   осуществляют   дорожную   перевозку опасных грузов в случае перевозки грузовым автомобилем пассажиров, а также в случаях, если максимальная скорость транспортного средства в соответствии с его технической характеристикой или отдельными условиями движения, определенными Госавтоинспекцией, ниже установленной в пунктах 12.6 и 12.7 этих Правил; 
и) "Опознавательный автомобильный знак Украины" -

’опознавательный

- эллипс белого цвета с черной каймой и нанесенными внутри латинскими буквами UA. Длина осей эллипса должна быть 175 и 115 мм. Размещается сзади на транспортных средствах, которые находятся в международном движении; 
ии) "Опознавательный знак транспортного средства" -

’опознавательный

- специальная лента из световозвратной пленки с нанесенными под углом 45 градусов красными и белыми полосами, которые чередуются. Знак размещается на транспортных средствах сзади горизонтально и симметрично к продольной оси по возможности ближе к внешнему габариту транспортного средства, а на транспортных средствах, которые имеют кузов-фургон, - и вертикально. На транспортных средствах, которые используются для дорожных работ, а также на средствах, которые имеют особую форму, и на их оснащении знак размещается также впереди и по сторонам. 
Опознавательный знак размещается обязательно на транспортных средствах, которые используются для дорожных работ, а также на средствах, которые имеют особую форму. На других транспортных средствах опознавательный знак размещается по желанию их владельцев; 
иии) "Такси" -

’опознавательный

- квадраты контрастного цвета (сторона - по меньшей мере 20 мм), которые размещены в шахматном порядке в два ряда. Знак устанавливается на крыше транспортных средств или наносится на боковой их поверхности. При этом должно быть нанесен по меньшей мере пять квадратов; 
к) "Учебное транспортное средство" -

’опознавательный

- равносторонний треугольник белого цвета с вершиной кверху и каймой красного цвета, в который вписан литеру "У" черного цвета (сторона - не менее 200 мм, ширина каймы - 1/10 этой стороны). Знак размещается впереди и сзади на транспортных средствах, которые используются для обучения вождению (допускается установление двустороннего знака на крыше легкового автомобиля); 
л) "Шипы" -

’опознавательный

- равносторонний треугольник белого цвета с вершиной кверху и каймой красного цвета, в который вписано литеру "Ш" черного цвета (сторона треугольника - не менее 200 мм, ширина каймы - 1/10 стороны). Знак размещается сзади на транспортных средствах, на которые установлены шины с шипами.

 

30.4. Опознавательные знаки размещаются на высоте 400-1600 мм от поверхности дороги так, чтобы они не ограничивали обзор и их было хорошо видно другим участникам дорожного движения.

30.5. Для обозначения гибкого сцепления во время буксирования используются флажки или щитки размером 200 х 200 мм с нанесенными на них по диагонали красными и белыми полосами, которые чередуются, из световозвратного материала высотой 50 мм.

30.6. Знак аварийной остановки -

’опознавательный

- соответственно ГОСТ 24333-97 представляет собой равносторонний треугольник, изготовленный из световозвратных планок красного цвета с внутренней флуоресцентной вставкой красного цвета.

 

30.7. Запрещается наносить на внешние поверхности транспортных средств изображения или надписи, которые не предусмотренные предприятием-производителем или совпадают с цветографическими схемами, опознавательными знаками или надписями транспортных средств оперативных и специальных служб, предусмотренными ДСТУ 3849-99.