Чем отличается вариатор от автомата- В чем разница этих коробок передач

Управление автомобилем требует определённых знаний и навыков, особенно когда речь заходит о переключении передач с использованием механической коробки. Разработка и внедрение автоматических систем обеспечила доступ и комфорт в вождении, максимально упростив процесс.

Несмотря на удобство, техническая сторона до сих пор вызывает много вопросов, касающихся надёжности и долговечности агрегатов. Мало кто из пользователей знает, чем отличается коробка автомат от вариатора, хотя эти две системы наиболее востребованы и распространены. Единство преследуемой цели не смогло унифицировать конструкции механизмов, разница в принципе работы и технических решениях между вариатором и автоматом существенна. Оба варианта имеют положительные и отрицательные стороны, которые зачастую нивелируют друг друга, что еще больше усложняет процесс выбора.

Что бы иметь чёткое представление и знать отличие вариатора от автомата надо детально разобрать работу механизмов и их особенности. Наличие необходимых знаний поможет выбрать подходящую пользователю трансмиссию и исключит неприятности ошибочного решения.

Устройство автомата и вариатора

Автоматическая коробка переменных передач наиболее распространена среди трансмиссий автоматов, она состоит:

• Гидравлический трансформатор;
• Планетарная коробка;
• Устройство управления.

Гидравлический трансформатор предаёт импульс от силового агрегата к трансмиссии, кроме того, устройство способно менять момент, снижать вибрации и биение.

Конструктивно гидравлический трансформатор состоит:

• Колесо: насосное, турбинное, реакторное;
• Муфта: блокировочная, свободного хода;
• Корпус коробки.

Силовая установка через коленчатый вал воздействует на насосное колесо. После чего воздействие переходит на закрепленное неподвижно колесо-реактор, после на колесо-турбину, связанное с коробкой. Через лопасти колес проходят каналы, по которым циркулирует масло.

На определённых режимах гидравлический трансформатор блокируется, для этих целей предусмотрена блокировочная муфта. Вращение колеса-реактора обеспечивается муфтой свободного хода. Полости гидравлического трансформатора заполнены специальным маслом для автоматических трансмиссий.

Бесступенчатая трансмиссия, или вариатор, способна плавно изменять передаточные отношения в заданном промежутке. Международное обозначение, CVT (Continuously Variable Transmission).

Основное, чем отличается вариатор от автомата, оптимальное распределение мощности и нагрузки, от двигателя, к трансмиссии автомобиля. Благодаря таким возможностям обеспечивается топливная экономичность, изменение импульса происходит на всем протяжении диапазона оборотов, отсутствуют толчки, не чувствуется переключения передач.

В автомобилестроении популярны два вида вариатора:

1. Клиноременная бесступенчатая трансмиссия;
2. Тороидальный вариатор.

Конструктивно бесступенчатая коробка содержит:

• Механизм передачи импульса трансмиссии;
• Вариатор;
• Механизм реверса;
• Командный блок;

Устройство, соединяющее вариатор и силовой агрегат:

1. Автоматическое сцепление центробежного типа;
2. Сцепление на основе электромагнитов;
3. Сцепление мокрого типа с большим количеством дисков;
4. Гидравлический трансформатор.

В качестве устройства, соединяющего силовой агрегат и вариатор широкой популярностью пользуется гидравлический трансформатор. Главный плюс конструкции, высокая надежность и плавность переключения передач.

Клиноременная бесступенчатая передача конструктивно предусматривает использование двух шкивов, соединенных ремнём. Шкив, это конической формы диски, надетые на вал, имеющие угол наклона, равный 20-ти градусам. Диски способны сходиться и расходиться под действием гидравлики, благодаря чему меняется диаметр шкива.

Современные ремни, используемые в бесступенчатых трансмиссиях, выполнены из стальных полос, сложенных в десять и более слоёв. Усилие передаётся силой трения, которая возникает в точках контакта шкива ремня. Ремни надёжны, прочны, бесшумны.

Существуют бесступенчатые конструкции трансмиссий, применяющие цепную передачу. Стальная цепь представляет собой набор пластин, скрепленных осями. Такой конструктивный приём обеспечивает изделие большим радиусом изгиба (25 мм против 30 мм у ремня). Импульс от силового агрегата через конические диски на торцах цепи передаётся трансмиссии. Диски выполнены из прочной стали, для минимизации высоких напряжений в местах соприкосновения. Клиноременная бесступенчатая трансмиссия имеет максимальный КПД.

Реверс выполняется за счет применения планетарного редуктора. Конструктивно, бесступенчатая трансмиссия не способна на реверс без применения дополнительных механизмов.

Электронный командный блок управляет трансмиссией, за счёт смены размера шкивов от потребности режима работы силовой установки. Управляя сцеплением, регулируется работа планетарного редуктора.

Тороидальная бесступенчатая трансмиссия представлена двумя параллельными валами со сферическими поверхностями. Передаточное соотношение регулируется положением роликов, помещенных между валами. Импульс передаётся силами трения поверхностью ролика о поверхность колеса.

Как отличить коробку автомат от вариатора визуально? Отметим, что сделать это практически не возможно. Внешне рычаги управления ни чем не отличаются от автоматической коробки. Делается это с целью унифицировать изделия, и минимизировать дискомфорт при пользовании различными видами автоматических трансмиссий.

Несмотря на это, небольшие визуальные отличия присутствуют, так, бесступенчатая трансмиссия в сравнении с автоматом имеет меньше режимов переключения. Кроме того, на кузове транспортного средства пишется маркировка: «CVT» – вариатор; «AT» – автомат.

Как работает вариатор

Основное отличие вариатора от автоматической коробки передач в отсутствии у первого передач вовсе. Конструкция обладает бесконечным множеством передач, постоянно меняющимися в зависимости от расстояния между двумя валами.

Закон рычага, основополагающий принцип в работе вариатора, только вместо рычага применяются валы и ремень. Что бы лучше понять работу бесступенчатой трансмиссии, необходимо представить два параллельных вала, ведущий и ведомый, на концах обоих закреплены разнонаправленные конусы. Соединив наконечники ремнем или цепью, перемещая валы перпендикулярно ремню вдоль оси, получим конструкцию бесступенчатого вариатора.

Смещением одного из валов по оси вперед, или назад за счет конусных наконечников увеличивается или уменьшается радиус изгиба ремня. Например, что бы ведомый вал совершил 10 оборотов, ведущему надо будет сделать 2 оборота. Поменяв диаметры на валах, получим обратную ситуацию: ведомый вал будет делать 2 оборота, ведущий 10 оборотов.

Сравнивая коробку-вариатор и планетарную систему коробки автомат, бросается в глаза простота в конструкции бесступенчатой трансмиссии, чем объясняется разница в количестве всевозможных сложных систем у автомата в сравнении с бесступенчатой трансмиссией.

Основными компонентами бесступенчатой трансмиссии являются:

• Ремень, или цепь;
• Шкивы конусообразные, в количестве четырёх штук;
• Ведущий и ведомый валы;
• Командный блок.

Командный блок задаёт положение конусов, снимая показатели автомобиля. Три первых компонента, ключевые, они составляют основу любой бесступенчатой конструкции трансмиссии.

Плюсы и минусы автомата и вариатора

Каждый механизм, созданный человеком, обладает определёнными качествами, характеризующими его как с положительной, так и с отрицательной стороны. Практика использования автомата и бесступенчатого вариатора выявила немало положительного в их применении, однако, огрехи с обеих сторон так же присутствуют.

Преимущества и недостатки автоматической и бесступенчатой трансмиссий:

 Обе трансмиссии популярны на автомобильном рынке. Несмотря на большое количество конструктивных различий, по большому счету, обычному потребителю не столь важно, чем отличается вариатор от автоматической коробки передач, главное, что они служат одной цели, обеспечить безопасную, и комфортную езду с минимальными затратами на обслуживание.