60 лет серийному вариатору

В 1958 году был впервые представлен DAF-600 – первый серийный автомобиль DAF и первая в мире серийная бесступенчатая трансмиссия DAF Variomatic. Эмалированный автомобиль DAF 600, выпускавшийся до 1963 года. На самом деле механическая трансмиссия и автомат гораздо более распространены и гораздо более знакомы публике. На практике теоретик не новичок – первый патент на вариатор был выдан в конце 19 века, а автором первого известного вариатора в истории является Леонардо да Винчи, который выдвинул свою идею в 1490 году.

Настоящее широкое распространение вариатор, также известный под английской аббревиатурой CVT – бесступенчатая трансмиссия, получил в последние двадцать десятилетий, особенно в японских автомобилях. С поверхностной точки зрения автомобиль с вариатором ничем не отличается от автомобиля с автоматом – те же две педали и рычаг переключения передач с обозначениями P, R, N, D. Но экономически его работа отличается», И есть непрерывное и плавное изменение прогрессивных чисел при ускорении или замедлении автомобиля.

Различают несколько типов вариаторов – клиноременные с роликами с переменным диаметром, цепные, тороидальные, но первый самый распространенный. В принципе, вариатор состоит из двух роликов в сборе, каждый с двумя низкими конусами, обращенными своими концами друг к другу. Между конусами проходит клиновой ремень, и передаточное число плавно изменяется по мере схода или расхождения конусов.

Существует также система, обычно гидравлическая, но, возможно, другая серво типа, которая синхронно собирает половинки первого валка и разделяет половинки второго. В принципе, он связан с приводным валом двигателя, а второй – с трансмиссией на колесо. Наконец, добавлен узел для обратного вращения выходного вала к колесам, например планетарный механизм, так что есть задний привод, так что конечная коробка вариатора готова.

Слабым местом в конструкции является ремень, возможен обычный резиновый ремень с текстильной основой – тысячу километров он не преодолеет. Ремень вариатора имеет довольно сложное устройство – скорее металлическую полосу с каким-либо покрытием или набор стальных тросов или полос, на которые нанизано большое количество пластин ленточной формы, концы которых соприкасаются с поверхностью конусов.

Для смазки вариги используется специальная рабочая жидкость, которая меняет свое фазовое состояние под сильным давлением, возникающим в месте контакта с конусами. Таким образом, цепи удается передавать значительный крутящий момент без проскальзывания, независимо от небольшой площади контакта.

Как именно вариатор изменяет передаточное число при разгоне, зависит от выбранной программы управления. В механической коробке передач мы повышаем обороты до определенного максимума, затем переходим на более высокую передачу, в то время как в вариаторе обороты остаются на одном уровне, то есть при максимальном крутящем моменте, но передаточное число постепенно изменяется. Таким образом, двигатель остается на высоких оборотах, все время разгоняясь, динамика высокая, времени на переключение нет.

В некоторых решениях вариатор регулируется так, чтобы ускорение было похоже на ускорение в автомобиле с механической коробкой передач, постепенно увеличивая частоту вращения двигателя. Некоторые модели даже предлагают режим с несколькими «виртуальными» передачами – 6 или 8, задаваемыми электроникой автомобиля. При таком решении вариатор резко переходит на соответствующий уровень, как в классическом автомате. Водитель может переключать передачи даже вручную в аналогичной роботизированной коробке передач.

Ведь у вариатора есть ряд достоинств, но есть и недостатки. Неслучайно первые вариаторы дебютируют для автомобилей малого класса. Кроссовер Nissan Murano (http://www.nissanbook.ru/Murano) с 3,5-литровым двигателем V6 и мощностью 234 л.с. Также используется вариатор с клиновым ремнем – X-Tronic.

Другой недостаток вариаторов – относительно дорогое обслуживание и ремонт, а также необходимость в специальной и, следовательно, дорогой трансмиссионной жидкости. Современные ремни легко выдерживают 150 000 км, а их масло меняют до 50 000 км. Плюс вариаторов в том, что они вообще дешевле хорошей классической автоматики.

Благодаря бесчисленным передаточным числам двигатель может работать в наиболее экономичных режимах работы – независимо от того, требуется ли максимальная мощность или минимальный расход топлива. И последнее, но не менее важное: вариатор упрощает интеграцию в систему рекуперации энергии в автомобиле.