Устоялось мнение, что вариатор – это достаточно современная разработка, которая сравнительно недавно стала осваивать рынок автомобильных трансмиссий. Между тем данное утверждение в корне неверно, так как серийная модель вариатора появилась несколько десятков лет назад. В частности, компания DAF первая стала осуществлять установку подобных устройств на выпускаемые ей автомобили.
По своей сути вариатор представляет собой разновидность коробок передач, работающих в автоматическом режиме. При этом прослеживается даже визуальное сходство с подобными типами трансмиссий. Но это единственное, что их объединяет. С точки зрения конструктивных решений перед нами два совершенно разных агрегата.
Функционирование вариатора подразумевает принцип работы, который основан на отсутствии фиксированных передач. В этом случае устройство работает за счет изменения передаточного числа, что гарантирует легкий ход автомобиля. Что касается типов данного устройства, то на рынке большую популярность снискали следующие варианты исполнения:
- клиноременный на основе ременных передач;
- тороидный, функционирующий посредством силы трения между специальными дисками (тороидами) и роликами.
Принцип работы вариатора
Рассмотрим функционирование вариатора в его самом популярном варианте исполнения на базе шкивов с разными диаметрами (клиноременный). Например, возьмем два шкива, которые отличались бы диаметрами, и соединим их ременной передачей. Здесь количество вращений будет меньше у того шкива, у которого больший диаметр. Именно этот принцип является основой вариатора данного типа.
На практике как ведущий, так и ведомый шкив, представляют собой конструкцию с конусными боковинами, которые раздвигаются во время определенных режимов работы. В свою очередь, крутящий момент передается посредством металлической ленты (ремня).
Автоматическая регулировка диаметра осуществляется за счет так называемого центробежного регулятора, встроенного в ступицу. Передача крутящего момента валом двигателя в отношении ведущего шкива приводит к возникновению центробежной силы, которая прижимает грузики к подвижной боковине. Это приводит к выталкиванию ремня дальше от центра шкива, так как сжимаются боковины.
В это время происходит увеличение давления на боковины ведомого шкива, что связано с неизменной длиной ремня, и ремень начинает перемещаться к центру шкива. При увеличении оборотов двигателя сжимается ведущий шкив и разжимается ведомый, то есть происходит изменение передаточного числа от коленвала к колесу.
Относительно тороидного вариатора можно сказать, что он работает на совершенно других принципах. Базой этого устройства являются соосные диски и ролики. Здесь передаточное число варьируется благодаря тому, что ролики меняют свое положение. Именно трение в месте контакта ролика и диска определяет передачу крутящего момента.
Недостатки вариаторов
Основным недостатком вариаторов рассмотренных типов можно считать наличие высоких нагрузок на ремень в клиноременном варианте и на точку контакта диска и ролика в тороидном исполнении. Такого рода нагрузки не дают возможность использовать данные устройства совместно с двигателями, отличающимися предельной мощностью.
