Variator fra A til Å

En girkasse av CVT-typen fra kupeen til en stasjonær bil er praktisk talt umulig å skille fra en kjent automatisk maskin. Her kan du se girspaken og de kjente bokstavene PNDR, det er ingen clutchpedal. Hvordan fungerer en kontinuerlig variabel CVT-transmisjon i moderne biler? Hva er forskjellen mellom en toroidal og en kileremvariator? Dette vil bli diskutert i den følgende artikkelen.

CVT - kontinuerlig variabel girkasse

Blant variantene av girkasser skiller seg ut en trinnløs variator, som er ansvarlig for å overføre dreiemoment. Først litt historisk bakgrunn.

CVT historie

Når det kommer til bakgrunnen til variatorapparatet, nevnes personligheten til Leonardo da Vinci (1452-1519). I verkene til den italienske kunstneren og vitenskapsmannen kan man finne de første beskrivelsene av en kontinuerlig variabel overføring som har endret seg alvorlig i det XNUMX. århundre. Middelalderens møllere kjente også til prinsippet som lå til grunn for enheten. Ved å bruke et beltedrev og kjegler, handlet møllere manuelt på møllesteinene og endret rotasjonshastigheten.

Nesten 400 år gikk før det første patentet for en oppfinnelse kom. Vi snakker om en toroidal variator patentert i 1886 i Europa. Den vellykkede bruken av CVT-transmisjoner på racermotorsykler førte til at det på begynnelsen av XNUMX-tallet ble introdusert et forbud mot deltakelse av utstyr utstyrt med CVT-er i konkurransen. For å opprettholde sunn konkurranse gjorde slike forbud seg gjeldende gjennom hele forrige århundre.

Den første bruken av en bilvariator dateres tilbake til 1928. Deretter, gjennom innsatsen fra utviklerne av det britiske selskapet Clyno Engineering, ble det oppnådd en bil med en CVT-type girkasse. På grunn av underutviklingen av teknologien ble maskinen ikke preget av pålitelighet og høy effektivitet.

En ny runde med historie fant sted i Holland. Eieren av DAF-konsernet, Van Dorn, utviklet og implementerte Variomatic-designet. Anleggets produkter er den første varianten av massepåføring.

I dag øver verdensberømte selskaper fra Japan, USA, Tyskland aktivt på installasjon av kontinuerlig variable girkasser på biler. For å møte tidens forhold, blir enheten stadig forbedret.

Hva er CVT

CVT står for Continuous Variable Transmission. Oversatt fra engelsk betyr dette "kontinuerlig endring av overføring." Faktisk manifesteres kontinuitet ved at endringen i girforhold ikke føles av sjåføren på noen måte (det er ingen karakteristiske støt). Overføringen av dreiemoment fra motoren til drivhjulene realiseres uten bruk av et begrenset antall trinn, så overføringen kalles kontinuerlig variabel. Hvis betegnelsen CVT finnes i merkingen av bilkonfigurasjonen, snakker vi om det faktum at en variator brukes.

Typer variatorer

Det strukturelle elementet som er ansvarlig for å overføre dreiemoment fra drivakselen til den drevne akselen kan være en kilerem, kjede eller rulle. Hvis den spesifiserte designfunksjonen er valgt som grunnlag for klassifisering, vil følgende CVT-alternativer bli oppnådd:

• V-belte;
• kileskrift;
• toroidal.

Disse typene girkasser brukes hovedsakelig i bilindustrien, selv om det er mye flere alternativer for enheter som er ansvarlige for en jevn endring i girforhold.

Hvorfor trinnløs overføring er nødvendig

Takket være den trinnløse girkassen vil forbrenningsmotoren overføre dreiemoment uten forsinkelse når som helst. Slike forsinkelser oppstår når girforholdet endres. For eksempel når sjåføren skifter den manuelle girspaken til en annen posisjon eller automatgiret gjør jobben sin. På grunn av den kontinuerlige girkassen tar bilen jevnt opp hastighet, effektiviteten til motoren øker, og en viss drivstofføkonomi oppnås.

Enheten og prinsippet for drift av variatoren

Spørsmål om hva variatorens enhet er og hva prinsippet om dens drift vil bli diskutert mer detaljert. Men først må du identifisere hva som er de viktigste strukturelle elementene.

Hovedkomponenter

CVT-transmisjonen inkluderer en drivende og drevne trinser, et belte (kjede eller rulle) som forbinder dem, og et kontrollsystem. Remskivene er plassert på akslene og ser ut som to halvdeler av en konisk form, vendt mot hverandre med toppen av kjeglene. Det særegne ved kjeglene er at de kan konvergere og divergere i et gitt område. Mer presist, en kjegle beveger seg, mens den andre forblir ubevegelig. Bevegelsen av remskivene på akslingene styres av et kontrollsystem som mottar data fra kjøretøyets kjørecomputer.

Hovedkomponentene i CVT er også:

• momentomformer (ansvarlig for å overføre dreiemoment fra motoren til inngangsakselen til girkassen);
• ventilhus (leverer olje til roterende trinser);
• filtre for å beskytte mot produksjon av metall og avleiringer;
• radiatorer (fjern varme fra boksen);
• planetmekanisme som gir omvendt bevegelse av bilen.

Kileremvariator

Kileremvariatoren er representert av to glidende og ekspanderende trinser forbundet med et metallbelte. Ved å redusere diameteren på drivremskiven skjer det en samtidig økning i diameteren på den drevne remskiven, noe som indikerer et reduksjonsgir. Økning av diameteren på drivremskiven gir en overdrive.

Endring av trykket på arbeidsvæsken påvirker bevegelsen av kjeglen til drivremskiven. Den drevne remskiven endrer diameter takket være et strammet belte og en returfjær. Selv en liten trykkendring i girkassen påvirker girforholdet.

Belteanordning

Det belteformede CVT-beltet består av metallkabler eller strips. Antallet deres kan nå opptil 12 stykker. Listene er plassert over hverandre og festet sammen med stålstifter. Den komplekse formen på brakettene tillater ikke bare å feste strimlene, men også å gi kontakt med remskivene som er nødvendig for driften av overføringen.

Belegget gir beskyttelse mot rask slitasje. Det forhindrer også at beltet glir over trinsene under drift. I moderne biler er det ulønnsomt å bruke lær- eller silikonbelter på grunn av den lille ressursen til delen.

V-kjedevariator

V-kjedevariatoren ligner på kileremmen, bare kjeden spiller rollen som en sender mellom driv- og drevne aksler. Enden av kjedet, som berører den koniske overflaten av remskivene, er ansvarlig for overføringen av dreiemoment.

På grunn av sin større fleksibilitet er V-kjedeversjonen av CVT svært effektiv.

Prinsippet for driften er nøyaktig det samme som for en girkasse med remdrift.

Kretsenhet

Kjedet består av metallplater, som hver har koblingsører. På grunn av den bevegelige forbindelsen mellom platene i kjededesignet gir de fleksibilitet og holder dreiemomentet på et gitt nivå. På grunn av lenkene arrangert i et sjakkbrettmønster, har kjedet høy styrke.

Kjedets bruddkraft er høyere enn beltets. Klappinnsatser er laget av legeringer som motstår rask slitasje. De lukkes ved hjelp av innsatser, hvis form er halvsylindrisk. Designfunksjonen til kjeder er at de kan strekkes. Dette faktum påvirker driften av den kontinuerlig variable transmisjonen, derfor krever det nøye oppmerksomhet under planlagt vedlikehold.

Toroidal variator

Den ringformede typen CVT-girkasse er mindre vanlig. Et bemerkelsesverdig trekk ved enheten er at i stedet for et belte eller kjede, brukes roterende ruller her (rundt dens akse, pendelbevegelser fra drivremskiven til den drevne).

Driftsprinsippet er den samtidige bevegelsen av rullene på overflaten av halvdelene av remskivene. Overflaten på halvdelene har form som en toroid, derav navnet på overføringen. Hvis kontakten med drivskiven er realisert på linjen med største radius, vil kontaktpunktet med den drevne skiven ligge på linjen med minste radius. Denne posisjonen tilsvarer overdrivemodusen. Når rullene beveger seg mot den drevne akselen, gires giret ned.

CVT i bilindustrien

Bilmerker utvikler sine egne alternativer for trinnløs girkasse. Hver bekymring navngir utviklingen på sin egen måte:

1. Durashift CVT, Ecotronic - amerikansk versjon fra Ford;
2. Multitronic og Autotronic - tyske CVT-er fra Audi og Mercedes-Benz;
3. Multidrive (Toyota), Lineartronic (Subaru), X-Tronic og Hyper (Nissan), Multimatic (Honda) – disse navnene finnes blant japanske produsenter.

Fordeler og ulemper med CVT

Som en manuell eller automatisk girkasse har en trinnløs girkasse sine fordeler og ulemper. Fordelene er:

• komfortabel bevegelse med bil (posisjon "D" på velgeren stilles inn før bevegelsen starter, motoren akselererer og bremser bilen uten rykk som er karakteristisk for mekanikk og automatisk);
• jevn belastning på motoren, som er kombinert med den nøyaktige driften av girkassen og bidrar til drivstofføkonomi;
• reduserte utslipp av skadelige stoffer til atmosfæren;
• dynamisk akselerasjon av bilen;
• manglende hjulslipp, noe som øker sikkerheten (spesielt når det gjelder kjøring i isete forhold).

Av minusene med en kontinuerlig variabel overføring trekkes oppmerksomheten mot seg selv:

• konstruktiv begrensning på kombinasjonen av en variator med kraftige forbrenningsmotorer (så langt kan vi bare snakke om noen få kopier av biler med en slik tandem);
• begrenset ressurs selv med regelmessig vedlikehold;
• dyre reparasjoner (kjøp);
• høy risiko ved kjøp av bruktbil med CVT (fra "pig in a poke"-serien, siden det ikke er sikkert kjent hvordan den forrige eieren betjente bilen som ble solgt);
• et lite antall servicesentre der mesterne ville ta opp reparasjonen av enheten (alle vet om CVT-er);
• begrensning på sleping og bruk av tilhenger;
• avhengighet av overvåkingssensorer (ombordcomputer i tilfelle feil vil gi feil data for drift);
• dyr girolje og kravet om konstant overvåking av nivået.

CVT-ressurs

Nyansene i driften (veiforhold, kjørestil) og hyppigheten av vedlikehold av en CVT-transmisjon påvirker ressursen til enheten.

Hvis produsentens anvisninger ikke følges, hvis de vanlige vedlikeholdsforskriftene brytes, nytter det ikke å regne med lang levetid.

Ressursen er 150 tusen km, overføringen pleier som regel ikke mer. Det er isolerte tilfeller da CVT ble endret som en del av garantireparasjonen på biler som ikke passerte 30 tusen km. Men dette er et unntak fra regelen. Hovedenheten som påvirker levetiden er beltet (kjedet). Delen krever oppmerksomhet fra sjåføren, for med stor slitasje kan CVT-en gå i stykker.

Funn

Når det gjelder biler med trinnløs dreiemomentoverføring er det grunn til negative vurderinger. Årsaken er at noden krever regelmessig vedlikehold, og ressursen er liten. Spørsmålet om man skal kjøpe en bil med CVT, bestemmer alle på egen hånd. Transmisjonen har fordeler og ulemper. Avslutningsvis kan du gi en advarende kommentar - når du kjøper en bruktbil som det er en CVT på, må du være ekstremt forsiktig. Eieren av en brukt bil kan skjule funksjonene til driften, og CVT i denne forbindelse er et følsomt alternativ for en mekanisk girkasse.