Variátor od A po Z

Prevodovka typu CVT z priestoru pre cestujúcich stojaceho auta je takmer na nerozoznanie od známeho stroja. Tu vidíte voliacu páku a známe písmená PNDR, chýba spojkový pedál. Ako funguje bezstupňová prevodovka CVT v moderných autách? Aký je rozdiel medzi toroidným a klinovým remeňovým variátorom? O tom bude reč v nasledujúcom článku.

CVT - bezstupňová prevodovka

Medzi rôznymi prevodmi vyniká plynulý variátor, ktorý je zodpovedný za prenos krútiaceho momentu. Najprv trochu historického pozadia.

História CVT

Keď je reč o pozadí variátorového zariadenia, spomína sa osobnosť Leonarda da Vinciho (1452-1519). V dielach talianskeho umelca a vedca možno nájsť prvé opisy bezstupňovej prevodovky, ktorá sa vážne zmenila v XNUMX. storočí. Princíp zariadenia poznali aj stredovekí mlynári. Pomocou remeňového pohonu a kužeľov mlynári ručne pôsobili na mlynské kamene a menili rýchlosť ich otáčania.

Uplynulo takmer 400 rokov, kým sa objavil prvý patent na vynález. Hovoríme o toroidnom variátore patentovanom v roku 1886 v Európe. Úspešné používanie prevodoviek CVT na pretekárskych motocykloch viedlo k tomu, že začiatkom XNUMX. storočia bol zavedený zákaz účasti zariadení vybavených CVT v súťaži. Aby sa zachovala zdravá konkurencia, takéto zákazy sa prejavili v priebehu minulého storočia.

Prvé použitie automobilového variátora sa datuje do roku 1928. Potom sa vďaka úsiliu vývojárov britskej spoločnosti Clyno Engineering získalo auto s prevodovkou typu CVT. Z dôvodu nedostatočného rozvoja technológie sa stroj nevyznačoval spoľahlivosťou a vysokou účinnosťou.

V Holandsku sa odohralo nové kolo histórie. Majiteľ koncernu DAF, Van Dorn, vyvinul a implementoval dizajn Variomatic. Produkty rastliny sú prvým variantom hromadnej aplikácie.

Dnes svetoznáme spoločnosti z Japonska, USA, Nemecka aktívne praktizujú inštaláciu bezstupňových prevodoviek na autá. Aby zariadenie spĺňalo podmienky doby, neustále sa zdokonaľuje.

Čo je CVT

CVT je skratka pre Continuous Variable Transmission. V preklade z angličtiny to znamená „neustále sa meniaci prenos“. V skutočnosti sa kontinuita prejavuje tým, že zmenu prevodového pomeru vodič nijako nepocíti (neexistujú žiadne charakteristické rázy). Prenos krútiaceho momentu z motora na hnacie kolesá je realizovaný bez použitia obmedzeného počtu stupňov, preto sa prevod nazýva plynule meniteľný. Ak sa v označení konfigurácie automobilu nachádza označenie CVT, hovoríme o tom, že sa používa variátor.

Typy variátorov

Konštrukčným prvkom zodpovedným za prenos krútiaceho momentu z hnacieho hriadeľa na hnaný hriadeľ môže byť klinový remeň, reťaz alebo valček. Ak sa špecifikovaný konštrukčný prvok vyberie ako základ pre klasifikáciu, získajú sa nasledujúce možnosti CVT:

• klinový remeň;
• klinové písmo;
• toroidný.

Tieto typy prevodoviek sa používajú najmä v automobilovom priemysle, aj keď existuje oveľa viac možností zariadení zodpovedných za plynulú zmenu prevodového pomeru.

Prečo je potrebný plynulý prenos

Vďaka bezstupňovej prevodovke bude spaľovací motor prenášať krútiaci moment bez oneskorenia v každom okamihu svojej činnosti. K takýmto oneskoreniam dochádza pri zmene prevodového pomeru. Napríklad, keď vodič preradí páku manuálnej prevodovky do inej polohy alebo automatická prevodovka urobí svoju prácu. Vďaka nepretržitému prevodu auto plynulo naberá rýchlosť, zvyšuje sa účinnosť motora a dosahuje sa určitá spotreba paliva.

Zariadenie a princíp činnosti variátora

Podrobnejšie sa budú diskutovať o otázkach, aké je zariadenie variátora a aký je princíp jeho fungovania. Najprv však musíte zistiť, aké sú hlavné konštrukčné prvky.

Hlavné komponenty

Prevodovka CVT obsahuje hnaciu a hnanú remenicu, remeň (reťaz alebo valec), ktorý ich spája, a riadiaci systém. Kladky sú umiestnené na hriadeľoch a vyzerajú ako dve polovice kužeľového tvaru, ktoré sú otočené k sebe hornými časťami kužeľov. Zvláštnosťou kužeľov je, že sa môžu zbiehať a rozbiehať v danom rozsahu. Presnejšie, jeden kužeľ sa pohybuje, zatiaľ čo druhý zostáva nehybný. Pohyb kladiek na hriadeľoch riadi riadiaci systém, ktorý prijíma údaje z palubného počítača vozidla.

Tiež hlavné zložky CVT sú:

• menič krútiaceho momentu (zodpovedný za prenos krútiaceho momentu z motora na vstupný hriadeľ prevodovky);
• teleso ventilu (dodáva olej do rotujúcich remeníc);
• filtre na ochranu pred tvorbou kovov a usadeninami;
• radiátory (odstrániť teplo z krabice);
• planetárny mechanizmus, ktorý zabezpečuje spätný pohyb auta.

Variátor klinového remeňa

Variátor klinového remeňa predstavujú dve posuvné a rozpínacie kladky spojené kovovým remeňom. Zmenšením priemeru hnacej remenice dochádza súčasne k zväčšeniu priemeru hnanej remenice, čo naznačuje redukčný prevod. Zväčšenie priemeru hnacej remenice poskytuje beh.

Zmena tlaku pracovnej tekutiny ovplyvňuje pohyb kužeľa hnacej remenice. Hnaná kladka mení svoj priemer vďaka napnutému remeňu a vratnej pružine. Už nepatrná zmena tlaku v prevodovke ovplyvňuje prevodový pomer.

Pásové zariadenie

Pás CVT v tvare pásky pozostáva z kovových káblov alebo pásikov. Ich počet môže dosiahnuť až 12 kusov. Pásy sú umiestnené nad sebou a navzájom spojené oceľovými sponkami. Zložitý tvar konzol umožňuje nielen upevniť pásy, ale aj zabezpečiť kontakt s kladkami potrebnými na prevádzku prevodovky.

Ochranu pred rýchlym opotrebovaním poskytuje záter. Zabraňuje tiež skĺznutiu remeňa cez remenice počas prevádzky. V moderných automobiloch je nerentabilné používať kožené alebo silikónové pásy kvôli malému zdroju dielu.

V-reťazový variátor

Variátor klinovej reťaze je podobný klinovému remeňu, len reťaz plní úlohu vysielača medzi hnacím a hnaným hriadeľom. Za prenos krútiaceho momentu je zodpovedný koniec reťaze, ktorý sa dotýka kužeľovej plochy kladiek.

Verzia CVT s V-reťazcom je vďaka svojej väčšej flexibilite vysoko efektívna.

Princíp jeho činnosti je úplne rovnaký ako pri prevodovke s remeňovým pohonom.

Obvodové zariadenie

Reťaz sa skladá z kovových doštičiek, z ktorých každá má spojovacie očká. Vďaka pohyblivému spojeniu medzi doskami v dizajne reťaze poskytujú flexibilitu a udržujú krútiaci moment na danej úrovni. Vďaka šachovnicovo usporiadaným článkom má reťaz vysokú pevnosť.

Trhacia sila reťaze je vyššia ako sila remeňa. Vložky očiek sú vyrobené zo zliatin, ktoré odolávajú rýchlemu opotrebovaniu. Uzatvárajú sa pomocou vložiek, ktorých tvar je polvalcový. Dizajnovým znakom reťazí je, že sa môžu natiahnuť. Táto skutočnosť ovplyvňuje činnosť bezstupňovej prevodovky, preto si vyžaduje zvýšenú pozornosť pri plánovanej údržbe.

Toroidný variátor

Menej bežný je toroidný typ CVT prevodovky. Pozoruhodnou vlastnosťou zariadenia je, že namiesto remeňa alebo reťaze sú tu použité rotujúce valčeky (okolo jeho osi, kyvadlové pohyby od hnacej kladky k hnanej).

Princípom činnosti je súčasný pohyb valčekov po povrchu polovíc kladiek. Povrch polovíc má tvar toroidu, odtiaľ názov prevodovky. Ak je kontakt s hnacím kotúčom realizovaný na priamke najväčšieho polomeru, potom bod dotyku s poháňaným kotúčom bude ležať na priamke najmenšieho polomeru. Táto poloha zodpovedá režimu prenosu krútiaceho momentu pri overdrive. Keď sa valčeky pohybujú smerom k hnanému hriadeľu, prevodový stupeň sa podradí.

CVT v automobilovom priemysle

Automobilové značky vyvíjajú svoje vlastné možnosti bezstupňovej prevodovky. Každý koncern pomenúva vývoj po svojom:

1. Durashift CVT, Ecotronic - americká verzia od Fordu;
2. Multitronic a Autotronic - nemecké CVT od Audi a Mercedes-Benz;
3. Multidrive (Toyota), Lineartronic (Subaru), X-Tronic a Hyper (Nissan), Multimatic (Honda) – tieto názvy nájdeme medzi japonskými výrobcami.

Výhody a nevýhody CVT

Rovnako ako manuálna alebo automatická prevodovka, aj bezstupňová prevodovka má svoje klady a zápory. Výhody sú:

• pohodlný pohyb autom (poloha „D“ na voliči je nastavená pred začiatkom pohybu, motor zrýchľuje a spomaľuje auto bez trhania charakteristické pre mechaniku a automat);
• rovnomerné zaťaženie motora, ktoré je spojené s presným chodom prevodovky a prispieva k úspore paliva;
• zníženie emisií škodlivých látok do atmosféry;
• dynamické zrýchlenie vozidla;
• chýbajúci preklz kolies, čo zvyšuje bezpečnosť (najmä pokiaľ ide o jazdu v námraze).

Z mínusov bezstupňovej prevodovky je potrebné upozorniť na seba:

• konštrukčné obmedzenie na kombináciu variátora s výkonnými spaľovacími motormi (zatiaľ môžeme hovoriť len o niekoľkých autách s takýmto tandemom);
• obmedzené zdroje aj pri pravidelnej údržbe;
• drahé opravy (nákup);
• vysoké riziká pri kúpe ojazdeného auta s CVT (zo série „prasa v žite“, pretože nie je isté, ako predchádzajúci majiteľ predávané auto prevádzkoval);
• malý počet servisných stredísk, v ktorých by sa majstri ujali opravy zariadenia (každý vie o CVT);
• obmedzenie ťahania a používania prívesu;
• závislosť od monitorovacích snímačov (palubný počítač v prípade poruchy poskytne nesprávne údaje pre prevádzku);
• drahý prevodový olej a požiadavka neustáleho sledovania jeho hladiny.

zdroj CVT

Nuansy prevádzky (stav vozovky, štýl jazdy) a frekvencia údržby prevodovky CVT ovplyvňujú zdroj zariadenia.

Pri nedodržiavaní pokynov výrobcu, porušovaní predpisov o pravidelnej údržbe je zbytočné počítať s dlhou životnosťou.

Zdroj je 150 30 km, prevodovka sa spravidla nestará viac. Existujú ojedinelé prípady, keď bola CVT menená v rámci záručnej opravy na autách, ktoré neprešli XNUMX tisíc km. Ale toto je výnimka z pravidla. Hlavnou jednotkou, ktorá ovplyvňuje životnosť, je remeň (reťaz). Diel si vyžaduje pozornosť vodiča, pretože pri silnom opotrebovaní sa môže CVT úplne zlomiť.

Závery

Pokiaľ ide o autá s plynule meniteľným prenosom krútiaceho momentu, existuje dôvod na negatívne hodnotenia. Dôvodom je, že uzol vyžaduje pravidelnú údržbu a jeho zdroje sú malé. O otázke, či si kúpiť auto s CVT, sa každý rozhodne sám. Prevodovka má výhody aj nevýhody. Na záver možno uviesť varovný komentár – pri kúpe ojazdeného auta s CVT si treba dávať veľký pozor. Majiteľ ojazdeného vozidla môže skryť vlastnosti prevádzky a variátor je v tomto ohľade citlivou možnosťou pre mechanickú prevodovku.