Variator od A do Ž

Menjalnik tipa CVT iz potniške kabine mirujočega avtomobila se skoraj ne razlikuje od znanega stroja. Tukaj lahko vidite izbirno ročico in znane črke PNDR, ni pedala sklopke. Kako deluje brezstopenjski menjalnik CVT v sodobnih avtomobilih? Kakšna je razlika med toroidnim in klinastim variatorjem? O tem bomo razpravljali v naslednjem članku.

CVT - brezstopenjski menjalnik

Med različnimi menjalniki izstopa brezstopenjski variator, ki je odgovoren za prenos navora. Najprej malo zgodovinskega ozadja.

Zgodovina CVT

Ko gre za ozadje naprave variator, je omenjena osebnost Leonarda da Vincija (1452-1519). V delih italijanskega umetnika in znanstvenika je mogoče najti prve opise brezstopenjskega menjalnika, ki se je do XNUMX. stoletja močno spremenil. Srednjeveški mlinarji so prav tako poznali princip naprave. S pomočjo jermenskega pogona in stožcev so mlinarji ročno vplivali na mlinske kamne in spreminjali hitrost njihovega vrtenja.

Preden se je pojavil prvi patent za izum, je minilo skoraj 400 let. Govorimo o toroidnem variatorju, patentiranem leta 1886 v Evropi. Uspešna uporaba menjalnika CVT na dirkalnih motociklih je pripeljala do tega, da je bila v začetku XNUMX. stoletja na tekmovanju uvedena prepoved udeležbe opreme, opremljene s CVT. Da bi ohranili zdravo konkurenco, so se takšne prepovedi poznale v zadnjem stoletju.

Prva uporaba avtomobilskega variatorja sega v leto 1928. Nato so s prizadevanji razvijalcev britanskega podjetja Clyno Engineering pridobili avtomobil z menjalnikom CVT. Zaradi nerazvitosti tehnologije se stroj ni odlikoval z zanesljivostjo in visoko učinkovitostjo.

Na Nizozemskem se je zgodil nov krog zgodovine. Lastnik koncerna DAF Van Dorn je razvil in implementiral zasnovo Variomatic. Izdelki rastline so prva možnost množične uporabe.

Danes svetovno znana podjetja iz Japonske, ZDA, Nemčije aktivno izvajajo namestitev brezstopenjskih menjalnikov na avtomobile. Da bi ustrezala pogojem časa, se naprava nenehno izboljšuje.

Kaj je CVT

CVT pomeni brezstopenjski menjalnik. Prevedeno iz angleščine to pomeni "stalno spreminjanje prenosa." Pravzaprav se kontinuiteta kaže v tem, da voznik nikakor ne občuti spremembe prestavnega razmerja (ni značilnih sunkov). Prenos navora z motorja na pogonska kolesa se izvaja brez uporabe omejenega števila korakov, zato se prenos imenuje brezstopenjski. Če je oznaka CVT v oznaki konfiguracije avtomobila, potem govorimo o dejstvu, da se uporablja variator.

Vrste variatorjev

Strukturni element, ki je odgovoren za prenos navora s pogonske gredi na gnano gred, je lahko klinasti jermen, veriga ali valj. Če je navedena konstrukcijska značilnost izbrana kot osnova za razvrstitev, bodo pridobljene naslednje možnosti CVT:

• Klinasti jermen;
• klinopis;
• toroidno.

Te vrste menjalnikov se uporabljajo predvsem v avtomobilski industriji, čeprav obstaja veliko več možnosti za naprave, ki so odgovorne za gladko spremembo prestavnega razmerja.

Zakaj je potreben brezstopenjski menjalnik

Zahvaljujoč brezstopenjskemu menjalniku bo motor z notranjim zgorevanjem prenašal navor brez zakasnitve kadar koli svojega delovanja. Takšne zamude nastanejo, ko se spremeni prestavno razmerje. Na primer, ko voznik prestavi ročico ročnega menjalnika v drug položaj ali avtomatski menjalnik opravi svoje. Zaradi neprekinjenega prenosa avtomobil gladko dvigne hitrost, učinkovitost motorja se poveča in doseže se določena poraba goriva.

Naprava in princip delovanja variatorja

Vprašanja o tem, kakšna je naprava variatorja in kakšno je načelo njegovega delovanja, bomo obravnavali podrobneje. Toda najprej morate ugotoviti, kateri so glavni strukturni elementi.

Glavne komponente

CVT menjalnik vključuje pogonsko in gnano jermenico, jermen (veriga ali valj), ki ju povezuje, in krmilni sistem. Jermenice se nahajajo na gredi in izgledajo kot dve polovici stožčaste oblike, obrnjeni drug proti drugemu z vrhovi stožcev. Posebnost stožcev je, da se lahko zbližajo in razhajajo v določenem območju. Natančneje, en stožec se premika, drugi pa ostane negiben. Gibanje jermenic na gredi nadzira nadzorni sistem, ki prejema podatke iz vgrajenega računalnika vozila.

Tudi glavne komponente CVT so:

• pretvornik navora (odgovoren za prenos navora od motorja do vhodne gredi menjalnika);
• telo ventila (oskrbuje z oljem vrteče se jermenice);
• Filtri za zaščito pred nastajanjem kovin in usedlinami;
• radiatorji (odstranite toploto iz škatle);
• planetarni mehanizem, ki zagotavlja vzvratno gibanje avtomobila.

Variator klinastega jermena

Variator klinastega jermena predstavljata dva drsna in raztezna jermenica, povezana s kovinskim jermenom. Z zmanjšanjem premera pogonske jermenice se istočasno poveča premer gnane jermenice, kar pomeni reduktor. Povečanje premera pogonske jermenice povzroči pregon.

Spreminjanje tlaka delovne tekočine vpliva na gibanje stožca pogonskega jermenice. Gnani škripec spreminja svoj premer zahvaljujoč napetemu jermenu in povratni vzmeti. Že majhna sprememba tlaka v menjalniku vpliva na prestavno razmerje.

Naprava za pas

CVT jermen v obliki jermena je sestavljen iz kovinskih kablov ali trakov. Njihovo število lahko doseže do 12 kosov. Trakovi so nameščeni drug nad drugim in pritrjeni skupaj z jeklenimi sponkami. Kompleksna oblika nosilcev omogoča ne le pritrditev trakov, temveč tudi zagotavljanje stika z jermenicami, potrebnimi za delovanje menjalnika.

Zaščito pred hitro obrabo zagotavlja premaz. Prav tako preprečuje zdrs jermena čez jermenice med delovanjem. V sodobnih avtomobilih je uporaba usnjenih ali silikonskih pasov nedonosna zaradi majhnega vira dela.

Variator V-verige

Variator V-verige je podoben klinastemu jermenu, le da veriga igra vlogo oddajnika med pogonsko in gnano gredjo. Za prenos navora je odgovoren konec verige, ki se dotika stožčaste površine jermenic.

Zaradi večje prilagodljivosti je različica CVT z V-verigo zelo učinkovita.

Načelo njegovega delovanja je popolnoma enako kot pri menjalniku z jermenskim pogonom.

Verižna naprava

Veriga je sestavljena iz kovinskih plošč, od katerih ima vsaka povezovalna ušesa. Zaradi premične povezave med ploščami v zasnovi verige zagotavljajo prožnost in ohranjajo navor na dani ravni. Zaradi povezav, razporejenih v vzorcu šahovnice, ima veriga visoko trdnost.

Pretržna sila verige je večja od sile jermena. Vložki za ušesa so narejeni iz zlitin, ki so odporne na hitro obrabo. Zapirajo se s pomočjo vložkov, katerih oblika je polcilindrična. Konstrukcijska značilnost verig je, da se lahko raztegnejo. To dejstvo vpliva na delovanje brezstopenjskega menjalnika, zato zahteva posebno pozornost med načrtovanim vzdrževanjem.

Toroidni variator

Toroidni tip menjalnika CVT je manj pogost. Pomembna značilnost naprave je, da se namesto jermena ali verige tukaj uporabljajo vrtljivi valji (okoli svoje osi, nihalna gibanja od pogonskega škripca do gnanega).

Načelo delovanja je hkratno gibanje valjev na površini polovic jermenic. Površina polovic ima obliko toroida, od tod tudi ime menjalnika. Če je stik z pogonskim diskom realiziran na premici največjega polmera, potem bo točka dotika z gnanim diskom ležala na premici najmanjšega polmera. Ta položaj ustreza načinu overdrive. Ko se valji premikajo proti gnani gredi, se prestava prestavi navzdol.

CVT v avtomobilski industriji

Avtomobilske znamke razvijajo lastne možnosti za brezstopenjski menjalnik. Vsak koncern poimenuje razvoj na svoj način:

1. Durashift CVT, Ecotronic - ameriška različica iz Forda;
2. Multitronic in Autotronic - nemški CVT Audi in Mercedes-Benz;
3. Multidrive (Toyota), Lineartronic (Subaru), X-Tronic in Hyper (Nissan), Multimatic (Honda) - ta imena najdemo med japonskimi proizvajalci.

Prednosti in slabosti CVT

Tako kot ročni ali avtomatski menjalnik ima tudi brezstopenjski menjalnik svoje prednosti in slabosti. Prednosti so:

• udobno premikanje z avtomobilom (položaj "D" na izbirniku je nastavljen pred začetkom gibanja, motor pospeši in upočasni avto brez sunkov, značilnih za mehaniko in avtomatiko);
• enakomerna obremenitev motorja, ki je združena z natančnim delovanjem menjalnika in prispeva k varčni porabi goriva;
• zmanjšane emisije škodljivih snovi v ozračje;
• dinamično pospeševanje avtomobila;
• manjkajoče zdrsovanje koles, kar poveča varnost (predvsem pri vožnji v poledici).

Od minusov brezstopenjskega menjalnika je treba opozoriti nase:

• konstrukcijska omejitev kombinacije variatorja z močnimi motorji z notranjim zgorevanjem (zaenkrat lahko govorimo le o nekaj avtomobilih s takim tandemom);
• omejen vir tudi z rednim vzdrževanjem;
• draga popravila (nakup);
• velika tveganja pri nakupu rabljenega avtomobila s CVT (iz serije "prašič v žapu", saj ni natančno znano, kako je prejšnji lastnik upravljal prodani avto);
• majhno število servisnih centrov, v katerih bi se mojstri lotili popravila naprave (vsi poznajo CVT);
• omejitev vleke in uporabe priklopnika;
• odvisnost od nadzornih senzorjev (vgrajeni računalnik v primeru okvare bo dal napačne podatke za delovanje);
• drago olje za menjalnike in zahteva po stalnem spremljanju njegove ravni.

vir CVT

Nianse delovanja (pogoji na cesti, slog vožnje) in pogostost vzdrževanja menjalnika CVT vplivajo na vir delovanja naprave.

Ob neupoštevanju navodil proizvajalca, če so kršeni predpisi rednega vzdrževanja, je zaman računati na dolgo življenjsko dobo.

Vir je 150 tisoč km, menjalnik praviloma ne doji več. Obstajajo osamljeni primeri, ko je bil menjalnik CVT v okviru garancijskega popravila na avtomobilih, ki niso prevozili 30 tisoč km. Toda to je izjema od pravila. Glavna enota, ki vpliva na življenjsko dobo, je jermen (veriga). Del zahteva pozornost voznika, saj se lahko CVT z močno obrabo popolnoma zlomi.

Ugotovitve

Ko gre za avtomobile z brezstopenjskim prenosom navora, obstaja razlog za negativne ocene. Razlog je v tem, da vozlišče zahteva redno vzdrževanje, njegov vir pa je majhen. Vprašanje, ali kupiti avto s CVT, se vsak odloči sam. Prenos ima prednosti in slabosti. Na koncu lahko podate opozorilni komentar - pri nakupu rabljenega avtomobila s CVT morate biti zelo previdni. Lastnik rabljenega avtomobila lahko skrije značilnosti delovanja, variator pa je v tem pogledu občutljiva možnost za mehanski menjalnik.