Вариатор или как его еще называют CVT (Continuously Variable Transmission), относится к классу автоматических КПП с возможностью бесступенчатого изменения передаточного отношения в довольно широком диапазоне. Т.е. передачи в коробке будут переключаться автоматически и плавно (без рывков), динамика разгона будет иметь оптимальные значения, а показатель расхода топлива оставаться минимальным. И все это за счет идеального сочетания передаточного отношения в трансмиссии и нагрузки на двигатель в конкретный момент времени. 

Принцип работы вариатора

Клиноременный вариатор

В основе конструкции клиноременного вариатора лежит ременная передача, состоящая из двух шкивов конусообразной формы и клиновидного ремня, натянутого между ними. Передача крутящего момента от ведущего шкива к ведомому происходит при помощи специального ремня, то есть за счет сил трения, возникающих в пятне контакта ремня и шкивов. Пятно контакта представляет собой окружность, имеющую свой эффективный диаметр.
Таким образом, при изменении эффективного диаметра на входном и выходном шкивах, будет меняться и передаточное отношение, а следовательно, и скорость движения автомобиля. Если диаметр ведомого шкива больше ведущего, то передача будет понижающая, если меньше — то повышающая. Если диаметры входа и выхода равны, то передача прямая. Изменение эффективного диаметра контакта происходит за счет изменения расстояния между конусами шкивов: одна часть шкива закреплена неподвижно, а вторая имеет возможность осевого перемещения. Перемещение происходит за счет давления рабочей жидкости. Причем гидравлическое управление реализовано, как правило, только на ведущем шкиве, ведомый же изменяет свой диаметр за счет натяжения ремня и возвратной пружины. Таким образом, незначительно изменяя давления рабочей жидкости, можно изменять положение шкивов и эффективный диаметр контакта ремня, тем самым в достаточно широком диапазоне изменяя передаточное отношение в трансмиссии. 

Цепной вариатор

Цепной вариатор является разновидностью клиноременного вариатора, в котором ремень CVT заменен на стальную цепь. Наиболее известным устройством подобного типа является вариатор Multitronic разработанный компанией Audi. Особенность трансмиссии в том, что здесь обычный ремень заменен на металлическую цепь. Такое решение впервые позволило увеличить значение передаваемого крутящего момента, более 300Нм.

Вариатор cvt состоит из следующих элементов:

• Клиноременная передача, состоящая из шкивов и ремня.
• Пакет фрикционных муфт или гидротрансформатор — предназначены для передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии .
• Планетарный механизм — устройство для изменения направления вращения входного вала (режим заднего хода).
• Дифференциал — устройство для распределения крутящего момента на ведущие колеса автомобиля.
• Блок управления трансмиссией — электронная система, которая управляет работой вариатора.
• Храповик — устройство для блокировки движения во время стоянки (P-паркинг).
• Гидравлическая система.
• Датчики (скорости входного и выходного валов, температуры рабочей жидкости, положения селектора).
• Корпус.

Шкивами вариаторного механизма КПП управляет гидравлическая система, которая состоит из:

• Гидравлического насоса;
• Блока гидравлических клапанов;
• Управляющих гидроцилиндров;
• Фильтра.

Масло в вариаторах специально разработано для использования в бесступенчатых КПП. При рабочей температуре масла (от +60?С до +70?C) начинают проявляться его фрикционные свойства. При повышенных скоростях автомобиля (более 150 км/ч) масло может перегреваться (температура более +80?C), что уменьшает срок службы вариатора. Охлаждение масла в зависимости от модели может осуществляться за счет корпуса дополнительно установленного радиатора (маслоохладителя). На корректность работы CVT также влияет давление масла и уровень масла. Снижение его уровня может привести к проскальзыванию ремня (цепи) и фрикционов.

Автомобили, на которых установлен вариатор CVT, в большей степени предназначены для передвижения по городу, где механизм полностью раскрывает свои плюсы, обеспечивая максимальный комфорт. Они стали хорошей альтернативой гидромеханической АКПП, хотя срок службы вариатора чуть ниже и редко превышает 150 000 км.

 При написании статьи использовались материалы портала ТехАвтоПорт