Variator från A till Ö

Transmissionen av CVT-typ från kupén i en stillastående bil går nästan inte att skilja från en välbekant maskin. Här kan du se växelväljaren och de välbekanta bokstäverna PNDR, det finns ingen kopplingspedal. Hur fungerar en steglös CVT-transmission i moderna bilar? Vad är skillnaden mellan en toroidal och en kilremsvariator? Detta kommer att diskuteras i följande artikel.

CVT - steglös växellåda

Bland varianterna av transmissioner sticker en steglös variator ut, som är ansvarig för att överföra vridmoment. Först lite historisk bakgrund.

CVT historia

När det kommer till bakgrunden till variatoranordningen nämns Leonardo da Vincis (1452-1519) personlighet. I den italienska konstnärens och vetenskapsmannens verk kan man hitta de första beskrivningarna av en kontinuerligt variabel överföring som på allvar har förändrats under XNUMX-talet. Medeltidens mjölnare kände också till principen bakom anordningen. Med hjälp av en remdrift och koner verkade kvarnarna manuellt på kvarnstenarna och ändrade hastigheten på deras rotation.

Nästan 400 år gick innan det första patentet för en uppfinning dök upp. Vi talar om en toroidvariator patenterad 1886 i Europa. Den framgångsrika användningen av CVT-transmissioner på racermotorcyklar ledde till att i början av XNUMX-talet infördes ett förbud mot deltagande av utrustning utrustad med CVT i tävlingen. För att upprätthålla en sund konkurrens har sådana förbud gjort sig gällande under hela förra seklet.

Den första användningen av en bilvariator går tillbaka till 1928. Sedan, genom ansträngningar från utvecklarna av det brittiska företaget Clyno Engineering, erhölls en bil med en växellåda av CVT-typ. På grund av underutvecklingen av tekniken kännetecknades maskinen inte av tillförlitlighet och hög effektivitet.

En ny omgång historia ägde rum i Holland. Ägaren till DAF-koncernen, Van Dorn, utvecklade och implementerade Variomatic-designen. Anläggningens produkter är den första varianten av massapplicering.

Idag övar världsberömda företag från Japan, USA, Tyskland aktivt installation av kontinuerligt variabla transmissioner på bilar. För att möta tidens villkor förbättras enheten ständigt.

Vad är CVT

CVT står för Continuous Variable Transmission. Översatt från engelska betyder detta "ständigt ändra överföring." Faktum är att kontinuitet manifesteras av det faktum att förändringen i utväxlingsförhållandet inte känns av föraren på något sätt (det finns inga karakteristiska stötar). Överföringen av vridmoment från motorn till drivhjulen realiseras utan användning av ett begränsat antal steg, så transmissionen kallas kontinuerligt variabel. Om beteckningen CVT finns i märkningen av bilkonfigurationen, talar vi om det faktum att en variator används.

Typer av variatorer

Det strukturella elementet som ansvarar för att överföra vridmoment från drivaxeln till den drivna axeln kan vara en kilrem, kedja eller rulle. Om den specificerade designfunktionen väljs som grund för klassificering, kommer följande CVT-alternativ att erhållas:

• kilrem;
• kilskrift;
• toroidal.

Dessa typer av transmissioner används främst inom bilindustrin, även om det finns mycket fler alternativ för enheter som ansvarar för en smidig förändring av utväxlingsförhållandet.

Varför steglös transmission behövs

Tack vare den steglösa transmissionen kommer förbränningsmotorn att överföra vridmoment utan fördröjning när som helst när den är i drift. Sådana fördröjningar uppstår när utväxlingen ändras. Till exempel när föraren växlar spaken för manuell växellåda till ett annat läge eller automatisk växellåda gör sitt jobb. På grund av den kontinuerliga transmissionen tar bilen upp hastigheten smidigt, motorns effektivitet ökar och en viss bränsleekonomi uppnås.

Enheten och principen för driften av variatorn

Frågor om vad variatorns enhet är och vilken princip för dess funktion kommer att diskuteras mer i detalj. Men först måste du identifiera vad som är de viktigaste strukturella elementen.

Huvudkomponenter

CVT-transmissionen inkluderar en drivande och drivna remskivor, en rem (kedja eller rulle) som förbinder dem och ett kontrollsystem. Remskivorna är placerade på axlarna och ser ut som två halvor av en konisk form, vända mot varandra med toppen av konerna. Det speciella med konerna är att de kan konvergera och divergera i ett givet intervall. Mer exakt, en kon rör sig, medan den andra förblir orörlig. Rörelsen av remskivorna på axlarna styrs av ett styrsystem som tar emot data från fordonets omborddator.

Huvudkomponenterna i CVT är också:

• vridmomentomvandlare (ansvarig för att överföra vridmoment från motorn till transmissionens ingående axel);
• ventilkropp (tillför olja till roterande remskivor);
• filter för att skydda mot produktion av metall och avlagringar;
• radiatorer (ta bort värme från lådan);
• planetmekanism som ger omvänd rörelse av bilen.

Kilremsvariator

Kilremsvariatorn representeras av två glidande och expanderande remskivor förbundna med en metallrem. Genom att reducera drivremskivans diameter sker en samtidig ökning av den drivna remskivans diameter, vilket indikerar en reduktionsväxel. Ökning av diametern på drivremskivan ger en överväxel.

Ändring av trycket på arbetsvätskan påverkar rörelsen hos drivremskivans kon. Den drivna remskivan ändrar diameter tack vare en spänd rem och en returfjäder. Även en liten tryckförändring i transmissionen påverkar utväxlingen.

Bältesanordning

Det bältesformade CVT-bältet består av metallkablar eller remsor. Deras antal kan nå upp till 12 stycken. Remsorna sitter ovanför varandra och fästs ihop med stålklammer. Den komplexa formen på fästena tillåter inte bara att fästa remsorna, utan också att ge kontakten med remskivorna som är nödvändiga för driften av transmissionen.

Skydd mot snabbt slitage tillhandahålls av beläggningen. Det förhindrar också att remmen glider över remskivorna under drift. I moderna bilar är det olönsamt att använda läder- eller silikonbälten på grund av delens lilla resurs.

V-kedjevariator

V-kedjevariatorn liknar kilremmen, endast kedjan spelar rollen som en sändare mellan drivaxeln och de drivna axlarna. Änden av kedjan, som vidrör den koniska ytan på remskivorna, är ansvarig för överföringen av vridmoment.

Tack vare sin större flexibilitet är V-kedjeversionen av CVT mycket effektiv.

Principen för dess funktion är exakt densamma som för en transmission med remdrift.

Kretsanordning

Kedjan består av metallplattor, som var och en har anslutningsöglor. På grund av den rörliga kopplingen mellan plattorna i kedjedesignen ger de flexibilitet och håller vridmomentet på en given nivå. På grund av länkarna arrangerade i ett rutmönster har kedjan hög styrka.

Kedjans brottkraft är högre än remmens. Knäppinsatser är gjorda av legeringar som motstår snabbt slitage. De stängs med hjälp av insatser, vars form är halvcylindrisk. Designfunktionen hos kedjor är att de kan sträcka sig. Detta faktum påverkar driften av den kontinuerligt variabla transmissionen, därför kräver det noggrann uppmärksamhet under planerat underhåll.

Toroidal variator

Den ringformade typen av CVT-växellåda är mindre vanlig. En anmärkningsvärd egenskap hos anordningen är att istället för en rem eller kedja används här roterande rullar (cirka dess axel, pendelrörelser från drivremskivan till den drivna).

Funktionsprincipen är den samtidiga rörelsen av rullarna på ytan av remskivornas halvor. Ytan på halvorna har formen av en toroid, därav namnet på transmissionen. Om kontakten med drivskivan realiseras på linjen med den största radien, kommer kontaktpunkten med den drivna skivan att ligga på linjen med den minsta radien. Detta läge motsvarar överväxlingsläget. När rullarna rör sig mot den drivna axeln växlas växeln ner.

CVT inom fordonsindustrin

Fordonsmärken utvecklar sina egna alternativ för steglös växellåda. Varje företag namnger utvecklingen på sitt eget sätt:

1. Durashift CVT, Ecotronic - amerikansk version från Ford;
2. Multitronic och Autotronic - tyska CVT från Audi och Mercedes-Benz;
3. Multidrive (Toyota), Lineartronic (Subaru), X-Tronic och Hyper (Nissan), Multimatic (Honda) – dessa namn finns bland japanska tillverkare.

För- och nackdelar med CVT

Precis som en manuell eller automatisk växellåda har en steglöst variabel växellåda sina för- och nackdelar. Fördelarna är:

• bekväm rörelse med bil (läge "D" på väljaren ställs in innan rörelsen börjar, motorn accelererar och saktar ner bilen utan ryck som är karakteristiska för mekanik och automatisk);
• enhetlig belastning på motorn, som kombineras med den exakta driften av transmissionen och bidrar till bränsleekonomin;
• minskade utsläpp av skadliga ämnen till atmosfären;
• dynamisk acceleration av bilen;
• saknas hjulslirning, vilket ökar säkerheten (särskilt när det gäller körning i isiga förhållanden).

Av nackdelarna med en kontinuerligt variabel transmission dras uppmärksamheten till sig själva:

• konstruktiv begränsning av kombinationen av en variator med kraftfulla förbränningsmotorer (hittills kan vi bara prata om några få kopior av bilar med en sådan tandem);
• begränsade resurser även med regelbundet underhåll;
• dyra reparationer (köp);
• höga risker vid köp av en begagnad bil med CVT (från "pig in a poke"-serien, eftersom det inte är säkert känt hur den tidigare ägaren skötte bilen som säljs);
• ett litet antal servicecenter där mästarna skulle ta upp reparationen av enheten (alla vet om CVT);
• begränsning av användning av bogsering och släp;
• beroende av övervakningssensorer (omborddator i händelse av fel ger felaktiga data för drift);
• dyr växellådsolja och kravet på konstant övervakning av dess nivå.

CVT-resurs

Nyanserna i driften (vägförhållanden, körstil) och frekvensen av underhåll av en CVT-överföring påverkar enhetens resurs.

Om tillverkarens anvisningar inte följs, om de ordinarie underhållsbestämmelserna bryts, är det värdelöst att räkna med en lång livslängd.

Resursen är 150 tusen km, överföringen sköter som regel inte mer. Det finns enstaka fall när CVT ändrades som en del av garantireparationen på bilar som inte passerade 30 tusen km. Men detta är ett undantag från regeln. Huvudenheten som påverkar livslängden är remmen (kedjan). Delen kräver förarens uppmärksamhet, för vid hårt slitage kan CVT:n gå sönder helt.

Resultat

När det gäller bilar med steglös vridmomentöverföring finns det anledning till negativa bedömningar. Anledningen är att noden kräver regelbundet underhåll, och dess resurs är liten. Frågan om man ska köpa en bil med CVT bestämmer var och en på egen hand. Transmissionen har fördelar och nackdelar. Avslutningsvis kan du ge en varningskommentar - när du köper en begagnad bil med CVT måste du vara extremt försiktig. Ägaren till en begagnad bil kan dölja funktionerna i driften, och CVT i detta avseende är ett känsligt alternativ för en mekanisk växellåda.