Что нужно знать о вариаторе? Для чего нужен вариатор в системе зажигания
принцип работы, преимущества и недостатки
Вариатор – это бесступенчатая коробка передач, используемая в скутерах, мопедах, сноубайках и гидроциклах. Она обеспечивает плавную смену скорости вращения ведущего и ведомого дисков. В середине XX века устройства перекочевали в автомобиль, однако активное развитие технологии началось совсем недавно.
Именно поэтому мнения владельцев разнятся: одни его нахваливают, а другие – ругают. Чтобы попасть в первую лигу, нужно узнать все о вариаторе, и мы с этим охотно поможем.
Принцип работы вариатора
Отлично от автоматических коробок передач, в вариаторе не используются зубчатые шестерни. Иными словами, здесь нет ограниченного количества передач. Благодаря продуманной системе шкивов (колес, предающих движение ремню) количество скоростей плавно стремится к бесконечности.
Между ведущим и ведомым валами происходит изменение толщины, при этом дискретных шагов не совершается. Во время небольшого смещения одного из валов назад происходит увеличение радиуса изгиба вокруг конуса задающего ремня. А это значит, что если ведущий ремень сделает, например, 2 оборота, то ведомый вал раскрутится на все 10.
За счет этого свойства автомобиль может разогнаться до значительных скоростей за одно количество оборотов двигателя.При смещении обоих валов вперед будет обратный эффект: 10 оборотов ведущего вала и 2 оборота ведомого. Это позволит тронуться с места, потянуть за собой груз или забраться в крутую горку.
В основе бесступенчатой коробки передач лежат три компонента:
- Резиновый ремень или цепь высочайшей прочности;
- Ведущий вал и 2 конусообразных шкива;
- Ведомый вал и 2 конусообразных шкива.
Работа устройства обеспечивается работой бортового компьютера. Благодаря электронике, положение шкивов изменяется. В современном мире микропроцессоры и датчики выступают дополнительным компонентом в этой технологии.
Металлические клиновидные ремни
Для повышения надежности и эффективности вариаторов, происходит разработка новых материалов. Так, на смену цепям и ремням пришли клиновидные ремни. Они выполняются из стали. Количество тонких металлических полос варьируется от 9 до 15.
Высокопрочный состав изделий повышает долговечность конструкции. Такие ремни не скользят, справляются с высоким крутящим моментом и работают значительно тише, нежели их резиновые предшественники.
Принцип работы тороидального вариатора
Современная разработка – тороидальные вариаторы. Внешне устройство отличается от оригинала, но оно надежнее, а результат – тот же.
Так, вместо шкивов и ремней используются специальные диски и ролики:
- Эквивалентно задающему шкиву, один из дисков присоединен к двигателю.
- Второй, подобно ведомому шкиву, соединен с приводным валом.
- Между дисками (вместо ремня) расположены колесики. Они изменяют передаточное число, которое передается с диска на диск.
Принцип работы заключается в том, что колесики вращаются по обеим осям. Вращение происходит вокруг горизонтальной оси, а наклон – вокруг вертикальной.
Преимущества и недостатки вариаторов
У вариаторов существует ряд заметных преимуществ:
- Переключение происходит без рывков, максимально плавно, за счет постоянного и бесступенчатого ускорения.
- Высокая экономия топливных ресурсов достигается путем удержания автомобиля в оптимальном диапазоне мощности на любой скорости.
- Отсутствие вынужденных замедлений (например, при подъеме в горку) доступно благодаря лучшей реакции системы на изменение внешних условий.
- Высокие динамические показатели (сравнительно с АКПП): потери мощностей в вариаторе заметно ниже, чем в автомате.
- Снижение количества выбросов из-за лучшей работы оборотов двигателя.
- Вариаторы легче АКПП, так как конструкция удивительно проста: в ней используется меньшее количество элементов.
Но есть и недостатки:
- Ремни CVT (не цепные) быстро изнашиваются: срок эксплуатации до 60 тыс км.
- Нецелесообразно использовать вариаторы, если автомобиль подвержен постоянным и сильным нагрузкам (например, на внедорожниках).
- Низкий срок службы всей конструкции;
- Часто сервисные центры отказывают в ремонте (из-за пунктов выше), так как заменить вариатор намного проще, но потребителю это обойдется дорого: около 30-40% стоимости автомобиля.
- Между переключениями передач происходит 1-2 секунды, не всех водителей это устраивает.
Оказывается, что АКПП намного надежнее, чем вариаторы. Однако скорость распространения этих устройств, а также заинтересованность автолюбителей в их использовании, заставляет инженеров усиленно искать новые решения, а значит, довольно скоро весь мир перейдет на эту технологию.
Похожие статьи
zextrem.com
Зачем нужен вариатор угла опережения зажигания
Ни для кого не секрет, что двигатели внутреннего сгорания, которые работают по циклу Отто в четыре такта, имеют воспламенение благодаря искровому разряду свечи в симбиозе с горючей смесью. Этот процесс возникает на месте границы тактов при сжатии и рабочего хода, за пару градусов относительно положения коленвала до подхода поршнем к верхней точке всего этого процесса движения. Многих проблем удаётся избежать, если установить вариатор.
Вариатор угла опережения зажигания (УОЗ) представляет собой электронный модуль, который может автоматически сдвинуть точку перехода работы двигателя на газе вперед на более оптимальную величину, что делается для того, чтобы газ при раннем воспламенении сгорал полностью.
При переводе автомобиля на метан установка вариатора действительно необходима. В вопросе пропана данная корректировка, безусловно, нужна для пользы ДВС, переведённого на режим работы двух топлив.
Октановое число пропанобутановой смеси, которую также называют сжиженным нефтяным газом, равняется 105-110. Октановое число метана, или компримированного природного газа, равняется 120. Это значительно выше, чем у любого бензина. Проверено на практике, что если в мотор, предусмотренный для работы на бензине марки «АИ80», залить бензин марки «АИ98» без корректировок угла опережения зажигания, то произойдёт прогорание выпускных клапанов, и мощность двигателя упадёт, т.к. время горения 98-го бензина значительно больше, и догорать он будет практически в выпускном коллекторе.
Аналогичная ситуация возникает при работе автомобиля на газе без соответствующих корректировок угла опережения зажигания. Более того, подобная эксплуатация инжекторного автомобиля приводит к быстрой поломке каталитического нейтрализатора из-за слишком высокой температуры выхлопных газов. Поэтому, чтобы компенсировать увеличенное время горения газа, нужно его раньше поджигать, т.е. делать больше угол опережения зажигания.
В результате газ начнёт успевать прогорать в цилиндре, и часть теплоты сгорания газа, приводившая к нагреванию клапанов и выжиганию каталитического нейтрализатора, станет преобразовываться в механическую энергию вращения мотора. Разумеется, КПД двигателя при этом увеличится, расход топлива понизится, а мощность вырастет.
Но, как показывает практика, многим газоустановщикам эта информация не известна, судя по тому, что они не обращают внимание клиентов на вопрос коррекции зажигания. В том случае, если клиенту не хватает тяги, ему советуют откорректировать карту газового впрыска, т.е. увеличить топливоподачу. А это всегда ведёт к перерасходу топлива.
Более того, как ни странно, многие уверены, что «на газовом оборудовании четвёртого поколения газовый контроллер сам думает, как откорректировать зажигание». Попытаемся развеять этот миф во второй части статьи.
ags72.ru
Устройство вариатора и принцип работы
С каждым годом в автомобильной отрасли происходят существенные изменения: разрабатываются все новые устройства и аппараты для облегчения вождения и улучшения качества поездки. Постепенно все общепринятые приборы заменяются наиболее удачными изобретениями. Не стала исключением и всеми известная коробка передач.
Если вы страстный автолюбитель, то наверняка не раз сталкивались с названием – бесступенчатый вариатор. Эта новинка наших дней была придумана много лет назад. Еще одаренным Леонардо да Винчи в 1490 году. Но воплотить ее в жизнь смогли только в 1950 годах. Первым легковым автомобилем с такой трансмиссией стала 600-я модель от фирмы «DAF». В ней установили вариатор под названием «Variomatic», затем эстафету перехватила компания «Volvo». Сейчас многие автомобильные компании стали поставлять на рынок свои автомобили именно с такой трансмиссией.
Отличие вариатора от других коробок передач
Механическая коробка (МКПП) имеет пять скоростей, автоматическая (АКПП) – восемь, а вариатор обладает неограниченным количеством передач. Но это не главная разница. Для уяснения ситуации, немного опишем принцип действия двигателя, чтобы понять, в чем удобство использования вариатора.
Устройство механической коробки передачИтак, в привычных ступенчатых коробках передач есть существенный недостаток – они имеют фиксированные передаточные числа, которых на дороге порой недостаточно. Даже при езде по абсолютно ровной поверхности двигатель должен, разгоняясь преодолевать внешнюю нагрузку – силу инерции, а затем, достигая идеального соотношения количества оборотов и передаточного числа, он набирает скорость. А после этого передача становится низкой. Для ее повышения необходимо использовать большее количество ступеней, а в коробках передач их заложено определенное количество. Да еще при переходе на каждую из них происходит рывок. Поэтому возникло решение убрать ступени трансмиссии. В результате получили вариатор. Он представляет собой идеальный вариант, в котором смена скоростей происходит плавно без скачков.
Этот аппарат постепенно изменяет крутящий момент на ведомом и ведущем диске. Он начинает свое движение плавно, в отличие от других коробок передач. Авто, оснащенное им, ведет себя так, как будто на нем стоит мощный электродвигатель. Скорость машины увеличивается плавно, без постороннего шума. Из-за того, что вариатору не требуется переключения передач, авто с ним набирает скорость быстрее, чем с другими КПП.
Клиноцепной вариатор
К тому же автомобиль с вариатором намного проще в управлении. С ним под силу справиться даже начинающему автолюбителю, так как такой вид трансмиссии не реагирует на манеру вождения водителя и не способен заглохнуть. Даже при стремительном разгоне двигатель работает очень тихо, по сравнению с другими коробками. Если полностью притопить педаль газа, то произойдет молниеносное ускорение автомобиля без характерного «рычания».
Как ездить на вариатореНекоторым не нравиться, что мотор никак себя не проявляет при смене скорости, но это непривычно тем, кто привык ездить на автоматике или спортивных машинах, где «рёв» добавляет адреналина водителю.
Эта трансмиссия обладает большими возможностями, это подтверждает и тот факт, что до 1994 года на гонках болидов Формулы-1 ее нельзя было использовать.
Ведущие автомобильные производители наладили выпуск моделей вариаторов, создаваемых на своем предприятии, а чтобы выделить их из основной массы каждая фирма дала определенное название изобретению. Бесступенчатая КПП «Lineartronic» была разработана Subaru, «Multimatic» производит Honda, Autotronic — Mercedes-Benz, Multitronic — Audi, а «Multidrive» — Toyota. Некоторые фирмы выпустили по два варианта вариатора:
- «X-Tronic» и «Hyper» от Nissan;
- «Ecotronic» и «Durashift CVT» — творения от Ford
Чтобы автолюбителям сразу было понятно, что на машине стоит вариатор ему присвоили обозначение CVT. В ней зашифровано три слова – постоянно изменяющаяся трансмиссия (Continuously Variable Transmission).
Принцип работы вариатора и его устройство
Бесступенчатая коробка плавно изменяет крутящий момент в заданных промежутках регулирования. Это достигается за счет ее особой конструкции, которая состоит из следующих компонентов:
- вариатора;
- механизма сцепления;
- аппарата для передачи реверса;
- процессора с исполнительным устройством.
В качестве автоматического сцепления выступают разные виды устройств. Без них крутящий момент сразу же передавался бы на колёса, а так указанный узел будет отвечать за плавную передачу движения. Сцепление может быть:
- центробежным – технология «Transmatic»;
- мокрым многодисковым – представители «Multimatic» и «Multitronic»;
- электромагнитным — вариатор «Hyper»;
- гидротрансформаторным.
Последний вид применяется на большинстве авто. Он обеспечивает плавную работу двигателя без рывков и продлевает жизнь вариатору. На высоких оборотах входит в режим полного зацепления, при котором исключается проскальзывание. Но часть его мощности может уходить в нагрев. А бывают случаи, что он перегревается, об этом становиться известно по зажигающейся красной лампочке на приборной доске.
Устройство вариатора
Работа вариатора осуществляется с помощью электронного блока. Он отвечает за следующие функции:
- управление сцеплением;
- изменение передаточного отношения между валами вариатора;
- контролирование работы планетарного редуктора;
- обеспечение действия реверсивного аппарата.
К электронному блоку передается информация от множества датчиков. Поэтому его работа взаимосвязана с показателями оборотов двигателя, давления в шинах, ABS и т. д. Сбор информации фильтруется в аппарате, и он автоматически настраивается на нужное передаточное число.
Но вариаторы не могут самостоятельно производить задний ход авто, поэтому для этих целей предусмотрен планетарный редуктор. Принцип действия, которого схож с работой в автоматической коробке.
Водитель при управлении транспортом с CVT проделывает практически те же действия, что и при использовании АКПП. Но они немного упрощаются, он выбирает только режим, а остальное выполняет за него удобное устройство вариатора. Также оно позволяет повторить некоторые манипуляции, возможные в привычных КПП. Например, можно зафиксировать определенное передаточное соотношение. Некоторые водители не чувствуют разгона машины, и потому относят постоянную частоту оборотов коленвала к недостаткам аппарата, но к этому надо привыкнуть и со временем удобство бесступенчатой коробки станет очевидным.
Виды вариаторов
Существуют несколько разновидностей. Они отличаются между собой по своей конструкции.
Клиноременной механизм
Это самый распространенный агрегат. В основном он состоит из одной передачи, реже из двух. Такой вариатор имеет два шкива, которые между собой соединяются клиновидным ремнем. Один шкив ведущий, а второй ведомый. Вначале между ними закладывалась армированная резина, но затем ее заменили стальные пластины. Они способны передавать больший крутящий момент, обладают меньшим радиусом изгиба и долговечны.
Конструкция шкивов состоит из двух конусовидных половин, которые имеют уклон к оси вала. Эти конструкции при движении то отдаляются, то приближаются друг к другу. Ремень не что иное, как металлическая лента, имеющая покрытие. А также встречаются варианты, когда она состоит из тросов, они являются наиболее прочными.
Принцип работы
Принцип действия
При раздвижении шкивов лента уходит внутрь, когда они сближаются — ремень приобретает форму клина. В последнем случае радиус шкива увеличивается, а вместе с ним становиться больше и передаточное число, а в предыдущем варианте все наоборот. В промежутках между этими состояниями ремень становится прямым. Для смещения шкивов используются пружины, а также центробежная сила, создаваемая гидравлическим приводом. Он управляется электроникой, которая способна создать оптимальные условия для бесперебойной работы мотора. Водитель выбирает режим, а она настраивает работу CVT. За счет этого происходит увеличение его ресурса, снижение износа и уменьшение использования топлива.
Клиноцепной вариатор
Вместо ремня в такой конструкции используется цепь. Отсюда и название вида. Звено такого устройства представляет собой несколько пластинок, которые между собой объединяются цилиндрическими осями. Они обеспечивают наименьший радиус изгиба. Цепь изготовлена из высокопрочной стали, так как при работе постоянно находится в контакте с конусовидными дисками и претерпевает сильные нагрузки. Такая работа сопровождается высокими температурами, и чтобы их снизить в вариаторе предусмотрели охлаждение жидкости в принудительном порядке.
За счет использования цепи удалось уменьшить радиус изгиба, он может быть 25 мм, поэтому такой вид вариатора имеет больший диапазон передаточных чисел. Клиноцепной вид отличается от своих аналогов наибольшим КПД, но из-за этого имеет и самую высокую стоимость. Такой вариатор был впервые применен на моделях Audi.
Тороидный вид вариатора
Он не содержит ни цепи, ни ремня. Движение дисков, которые применяются вместо шкивов, происходит при помощи роликов, создающих крутящий момент между ними. Передаточное число меняется при смене положений роликов и изменением их радиусов, которые обкатывают диски. Их поворот осуществляется за счет определенных устройств. Они способны регулировать силу прижатия роликов к дискам. В каждом таком вариаторе автомобильные фирмы применяют свои устройства. Например, компания Ниссан в своем аппарате «X — Tronic» заложила гидравлический механизм, управляемый электроникой. Он перемещает ролики вверх и вниз на самые малые расстояния, а затем из-за сдвига они проворачиваются самостоятельно.
Принцип работы
Такой вид вариатора применяется реже всех, но за ним будущее.
Достоинства и недостатки вариатора
Любое изобретение имеет какие-то недоработки, не стал исключением и CVT. Его слабые стороны пытаются устранить, а пока они существуют, стоит о них знать:
- Такие коробки передач не устанавливают на мощные авто, хотя уже есть несколько экземпляров именно с ними.
- Ремонт CVT требует больших материальных затрат, и к тому же его осуществляют не на всех СТО. Очень сложно найти специалиста, который бы хорошо разбирался в устройстве данного типа.
- Работа вариатора зависит от показаний множества датчиков, и если вдруг выйдет из строя хотя бы один из них, то это может привести к неправильной работе всей системы трансмиссии.
- Такой аппарат требует заполнения внутренней его части специальной жидкостью, которая отличается высокой стоимостью в сравнении с аналогами, предназначенными для АКПП. А также ее уровень необходимо постоянно контролировать.
- Трансмиссия испытывает большие нагрузки.
- С данной коробкой передач существуют определенные ограничения по буксировке автомобилей, а также при использовании прицепов.
Но машина с вариатором имеет множество существенных преимуществ:
- Удобство поездки на автомобиле с бесступенчатой КПП.
- Плавность движения машины – стремительный разгон и торможение не вызывает рывков, как при использовании других коробок передач.
- Стабильность показателей при достаточно продолжительном движении.
- За счет оптимальной нагрузки на двигатель и продуманности работы автомата происходит существенная экономия топлива.
- Уровень вредных веществ, создаваемых отработанными газами ниже, чем в автомобилях с АКПП И МКПП.
- Безопасность езды на обледенелых дорогах, так как вариатор исключает пробуксовку колес.
- Электронное управление работой двигателя увеличивает срок его износа, предотвращает от частых ремонтов.
- Авто с вариатором ездит намного тише, чем с обычными коробками.
Новинки вариаторов
С каждым годом все больше автопредприятий ставят на свои модели CVT. При этом постоянно улучшая их характеристики и внедряя в агрегаты новые технологии. Одним из последних изобретений является общее детище компании Nissan и JATCO — облегченный и уменьшенный вариатор. Он выполнен в виде аппарата клиноременного типа совмещенного с новой коробкой передач. Данный вид отличается своими серьезными характеристиками:
- имеет наибольшее передаточное число. Его диапазон увеличен на двадцать процентов от обычного вариатора, поэтому он способен быстрее набирать скорость и тормозить. Это число 7.3:1. Оно выше, чем на автоматической коробке передач с семью ступенями;
- масса нового изобретения уменьшена на 13%;
- оснащен ASC. Эта система подбирает наилучшее передаточное число во время движения, при разгоне и торможении.
Вариатор фирмы JATCO
Сейчас представители компании «Porsche» подтверждают, что ведут разработки по совершенствованию вариатора. Они улучшают характеристики комфортности поездки, разгона и торможения. Увеличивают КПД и уменьшают расход топлива. Хотят сделать такой вариант бесступенчатой трансмиссии, при котором вариатор станет схож с 8-ми ступенчатой АКПП.
Стремление усовершенствовать вариатор и проводимые новые разработки его видов еще раз доказывают, что за ним будущее. Возможно, скоро он полностью заменит привычные механизированные, роботизированные и автоматизированные коробки передач. В особенности делается упор на его гибридные виды, при которых мотор будет работать в оптимальном режиме, а получаемая энергия будет сохраняться в накопителе, а затем расходоваться на движение авто.
autoleek.ru
Для чего нужен вариатор? | Приводная техника/компоненты привода
Для чего нужен вариатор?
Опубликовано : 27 Сен 2011 | Рубрика: Вариаторы
Для того, чтобы стронуть с места автомобиль или преодолеть подъём, особенно для грузового автомобиля, требуется значительная мощность.
Под вариатором угла опережения зажигания следует понимать такое устройство, которое смещает штатную кривую зависимости углов опережения зажигания. Это смещение происходит на определенное значение в зависимости с определенным алгоритмом.
Смещать данный угол необходимо в ситуации, когда на автомобиле используется топливо, которое отличается от оптимального топлива для данного авто. Чаще всего такая потребность возникает при переходе с бензина на газ. При этом не важно, какой именно газ вы выбрали, сжатый природный или сжиженный нефтяной.
Как работает вариатор и что он дает двигателюИтак, для чего же нужно изменять угол опережения зажигания? Здесь, в общем-то, нет ничего сложного. Все дело в том, что у газа, у любого газа, октановое число выше, чем у бензина, даже самого дорогого. Поэтому, если двигатель машины рассчитан на определенное октановое число, то при использовании топлива с большим октановым числом, в двигателе со временем прогорят выпускные клапана и упадет мощность двигателя.
Вот именно по этим причинам и происходят такие многочисленные поломки в данной сфере, и это вовсе не от использования газа, а от того, что не установлено такое устройство как вариатор. Если вы переводите свой автомобиль на газовое топливо, то должны установить устройство опережения зажигания в обязательном порядке.
Также, если на машине не будет скорректировано зажигание, в инжекторных машинах при повышенной температуре выхлопных газов вскоре выйдет из строя каталитический нейтрализатор.
А для того, чтобы компенсировать повышенное время горения газа, его нужно раньше поджечь, а значит нужно увечить угол опережения зажигания. После чего газ будет успевать сгорать в цилиндре, и вместе с этим будет увеличиваться и мощность автомобиля. По крайней мере, он ее не будет терять. А вот расход топлива наоборот пойдет на убыль, и станет меньше, чем было до установки вариатора.
Это очень полезное устройство для каждого автомобиля, на котором устанавливается газовое оборудование. Оно сдвигает в более раннюю сторону те сигналы, которые говорят машине об угловом положении коленвала. Тем самым он улучшает динамику и экономичность вашего автомобиля.
Также вам стоит помнить о том, что это устройство подключается непосредственно на газовую систему, и при работе на бензине ваш угол зажигания останется таким же, как и был.
Для перекачки масла в шлангах вам могут понадобится рукава дюритовые. Их изготавливают с соблюдением всех технологий и норм на самом совершенном оборудовании.
Loading ... mosprivod.ru
