Слайд 1 ПМ.01. Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта
МДК 01.01 Устройство автомобилей
Раздел 4. Конструкция автомобиля
Тема ВАРИАТОР
УРОК № 121
Учебник МАДИ
Основы конструкции автомобиля, Глава 3 Трансмиссия, стр. 133,
Иванов A.M., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и др.
Учебник Автомобили:Теория и конструкция автомобиля и двигателя, Глава 32 Коробка передач,
стр. 415. В.К.ВАХЛАМОВ, М.Г.ШАТРОВ, под редакцией д-ра техн. наук, профессора А. А. ЮРЧЕВСКОГО
Учебник для студ. учреждений сред. проф. Образования Автомобили: Устройство автотранспортных средств,
Глава 14.Трансмиссия, стр. 291, Пузанков А.Г.
Слайд 2Вариатор (обиходное название – вариаторная коробка передач) является бесступенчатой коробкой
передач, т.е. обеспечивает в заданном диапазоне плавное изменение передаточного числа
Слайд 3 Вариаторная коробка передач имеет общепризнанное название (аббревиатуру) CVT –
Continuously Variable Transmission
(в переводе – постоянно изменяющаяся трансмиссия).
Слайд 4Хронология инноваций в вариаторе
Слайд 51490 - да Винчи показал общественности свои эскизы бесступенчатой трансмиссии (к автомобилям
она, разумеется, не имела в то время никакого отношения).
Слайд 61886 - подан первый патент на тороидальную CVT
Слайд 71935 - Dodge получает патент США на тороидальный вариатор.
Слайд 81939 - впервые введена полностью автоматическая коробка передач на основе
планетарной системы передач
Слайд 91958 - Daf (Нидерланды) также начинает оснащать свои автомобили вариатором
Слайд 101989 - Subaru Justy GL - первое американское производство автомобилей на вариаторах.
Слайд 112002 - Saturn дебютирует с коробкой-вариатором
Слайд 122002 - Российские Лады (2112) получили возможность оснащаться вариатором вместо
механической КПП.
Слайд 132014 - Всё большее число новых автомобилей иностранных марок оснащаются вариаторами,
и доля рынка автомобилей на CVT приближается к доле таковых
на автомате.
Слайд 14Основное преимущество вариатора по сравнению с другими коробками передач заключается
в эффективном использовании мощности двигателя
за счет оптимального согласования нагрузки на
автомобиль с оборотами коленчатого вала, тем самым достигается высокая топливная экономичность. непрерывное изменение крутящего момента, отсутствие рывков обеспечивают высокий уровень комфорта при передвижении на автомобиле с вариатором.
Слайд 16Ввиду ограничений по мощности вариаторы на сегодняшний день применяются только
на легковых автомобилях, правда диапазон их использования вследствие технического прогресса
постоянно расширяется..
Слайд 17Другой минус вариаторной коробки передач заключается в достаточно высокой технической
и технологической сложности конструкции
Слайд 18Из всего многообразия различных видов вариаторов на автомобилях нашли применение
только два - клиноременный и тороидный вариаторы
Слайд 19Наибольшее распространение получил клиноременный вариатор.
Слайд 20Первый клиноременный вариатор Variomatic был установлен на легковой автомобиль DAF
в 1959 году.
Слайд 21Его приемник вариатор Transmatic с 1984 года устанавливался на автомобили
Fiat и Ford
Слайд 22Его приемник вариатор Transmatic с 1984 года устанавливался на автомобили
Ford
Слайд 23В настоящее время клиноременный вариатор используется многими автопроизводителями. Ряд конструкций
вариаторов имеют собственные названия:
Слайд 24В настоящее время клиноременный вариатор используется многими автопроизводителями. Ряд конструкций
вариаторов имеют собственные названия
Слайд 25Вариаторы CVT также устанавливаются на некоторые модели автомобилей
Слайд 26Клиноременный вариатор удачно выписывается в трансмиссию гибридного автомобиля. Например, вариатор
является элементом системы Hybrid Synergy Drive, используемой в Toyota Prius
Слайд 27Самым известным тороидным вариатором является вариатор Extroid, устанавливаемый на автомобили
фирмы Nissan.
Слайд 28Самым известным тороидным вариатором является вариатор Extroid, устанавливаемый на автомобили
фирмы Nissan
Слайд 30Устройство и работа вариатора
механизм, обеспечивающий передачу крутящего момента и разъединение
коробки передач от двигателя (нейтральное положение коробки передач);
собственно вариатор
(вариаторная передача);
механизм, обеспечивающий движение задним ходом;
система управления.
Слайд 31механизм, обеспечивающий передачу крутящего момента и разъединение коробки передач от
двигателя (нейтральное положение коробки передач);
Слайд 32собственно вариатор (вариаторная передача);
Слайд 33механизм, обеспечивающий движение задним ходом;
Слайд 34Для передачи крутящего момента и разъединения вариатора от двигателя использоваться
следующие механизмы
центробежное автоматическое сцепление (вариатор Transmatic);
электромагнитное сцепление с электронным
управлением (вариатор Hyper );
многодисковое мокрое сцепление с электронным управлением (вариаторы Multitronic, Multimatic);
гидротрансформатор (вариаторы Autotronic, Ecotronic, Extroid, Lineartronic, Multidrive, Xtronic).
Слайд 35Для передачи крутящего момента и разъединения вариатора от двигателя использоваться
следующие механизмы
Слайд 36Самое популярное соединение двигателя и вариатора с помощью гидротрансформатора, который
обеспечивает высокую плавность передачи крутящего момента и, соответственно, долговечность коробки
передач
Слайд 37Клиноременный вариатор состоит из одной, реже двух ременных передач
Слайд 38Передача включает два шкива, соединенные клиновидным ремнем. Шкив образуют два
конических диска, которые могут сдвигаться или раздвигаться, обеспечивая тем самым
изменение диаметра шкива
Слайд 39Для сближения конусов используется гидравлическое давление, центробежная сила, усилие пружин.
Конические диски имеют угол наклона 20°, при котором обеспечивается перемещение
ремня по поверхности шкива с наименьшим сопротивлением.
Слайд 40Первые клиноременные вариаторы имели резиновый ремень, который отличала низкая долговечность
(50000км) недостаточная гибкость (минимальный радиус изгиба 90мм) и связанный с
ней узкий диапазон регулирования.
Слайд 41Большинство современных вариаторных коробок передач используют гибкий металлический ремень, который
изготавливают из нескольких (10-12) полос стали и связанных с ней
фасонных частей в виде бабочки
Слайд 42Передача вращения осуществляется за счет сил трения между шкивами и
боковой поверхностью ремня. Ремни данной конструкции имеют высокую прочность, долговечность,
гибкость (минимальный радиус изгиба 30мм) низкий уровень шума
Слайд 43Именно металлический клиновидный ремень открыл дорогу для широкого применения вариаторов
на автомобилях. Ремень изготавливается из металлических пластин конической формы.
Слайд 44На вариаторах Multitronic, Lineartronic вместо ремня применена металлическая цепь
Слайд 45На вариаторах Multitronic, Lineartronic вместо ремня применена металлическая цепь
Слайд 46Такие коробки передач имеют название клиноцепной вариатор
Слайд 47Металлическая цепь состоит из пластин соединенных осями. Такая конструкция цепи
обеспечивает лучшую гибкость (радиус изгиба 25мм)
Слайд 48Металлическая цепь вариатора
В отличие от клиноременного вариатора крутящий момент передается
торцевой поверхностью цепи при ее точечном контакте с коническими дисками.
В местах контакта возникают высокие напряжения, которые компенсируются за счет изготовления конических дисков из высокопрочной (подшипниковой) стали. Клиноцепной вариатор имеет наименьшие потери при передаче крутящего момента и наивысший коэффициент полезного действия.
Слайд 49В силу особенностей конструкции вариаторная передача не может обеспечить реверсивного
движения. Для осуществления движения задним ходом в коробке передач применяются
дополнительные механизмы. В качестве такого механизма обычно используется планетарный редуктор, устройство и принцип работы которого подобен автоматической коробке передач.
Слайд 50В вариаторной коробке передач применяется, как правило, электронная система управления,
которая осуществляет синхронное изменение диаметра шкивов вариатора в соответствии с
режимами работы двигателя, управление сцеплением и обеспечивает работу планетарного редуктора.
Слайд 51В вариаторной коробке передач применяется, как правило, электронная система управления
Слайд 52Непосредственное управление вариатором производится с помощью рычага селектора.
Слайд 53Режимы управления аналогичны режимам автоматической коробки передач. В вариаторной коробке
передач может быть реализована функция выбора фиксированных передаточных отношений (аналогичная
функции Tiptronic)
Слайд 54Данная функция решает в основном психологическую проблему, связанную с использованием
вариатора на автомобиле, а именно - негативное восприятие водителем постоянной
частоты вращения двигателя при разгоне.
Слайд 55В ряде конструкций вариаторов функция имеет свое название: Sportronic у
Mitsubishi
Слайд 56В ряде конструкций вариаторов функция имеет свое название Autostick у
Chrysler
Слайд 57Принцип работы клиноременного вариатора заключается в согласованном изменении диаметров шкивов
в зависимости от режимов работы двигателя. Диаметр шкива изменяется с
помощью специального привода
Слайд 58В начале движения автомобиля ведущий шкив вариатора имеет наименьший диаметр
(конические диски максимально разжаты). Ведомый диск при этом имеет максимальный
диаметр (конические диски максимально сжаты).
Слайд 59При увеличении числа оборотов двигателя диаметр ведущего шкива увеличивается, а
ведомого – уменьшается, соответственно и уменьшается передаточное число
Слайд 60Устройство ведущего шкива таково, что его щеки при воздействии центробежных
сил плавно сжимаются и выталкивают клиновидный ремень все дальше от
центра шкива.
Слайд 61Ведомый шкив при этом наоборот, разжимается, и ремень на нем
плавно утопает все ближе к центру шкива.
Слайд 62Чем больше обороты двигателя - тем больше сжимается ведущий шкив
и разжимается ведомый, тем самым меняя передаточное число от коленвала
к заднему колесу. Этот процесс хорошо виден на рисунках:
Слайд 63Изменяя радиус огибания ремнём ведущего и ведомого шкива, можно плавно менять
передаточное отношение
Слайд 64При дальнейшем разгоне вариатор поддерживает оптимальные обороты двигателя, при которых
реализуется максимальная мощность и обеспечивается наилучшая динамика автомобиля.
Слайд 65Особенности конструкции тороидного вариатора
Слайд 66Особенности конструкции тороидного вариатора
Слайд 67Тороидный вариатор включает два соосных вала со сферической (тороидной) поверхностью,
между которыми зажаты ролики
Слайд 68Изменение передаточного числа в тороидном вариаторе производится за счет изменения
положения роликов, а передача крутящего момента за счет сил трения
между рабочими поверхностями колес и роликов
Слайд 69Как изменяется передаточное число?
Слайд 70Между валами зажаты ролики, их тоже видно на рисунке выше,
которые изменяя свое положение меняют передаточное число от ведущего к
ведомому валу, при этом крутящий момент передается от роликов к валам за счет сил трения.
Слайд 71Основной проблемой, влияющей на надёжность работы всей системы и на
КПД передачи крутящего момента, является пятно контакта роликов со сферическими
валами.
Слайд 72Усилие прижатия в пятне контакта может быть колоссальным, в некоторых
вариаторах оно может достигать 10 т., поэтому, помимо того, что
материал в них должен быть высокотехнологичным, система управления тоже должна быть очень надежной.
Слайд 73К примеру, на вариаторе Extroid, который применяется на некоторых моделях
Nissan, установлен специальный гидравлический механизм управляемый электроникой, перемещая ролики с
диапазоном в микроны
Слайд 74В заключение можно отметить, что за вариаторами будущее, так как
по сравнению с обычной АКПП, они проще в конструкции, а
значит, дешевле, они мягче передают крутящий момент, а значит, поездка становится комфортней, они экономят топливо, а значит поездка становится дешевле
Слайд 76УРА !!!! ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Учебник МАДИ Основы конструкции автомобиля, Глава 3
Трансмиссия, стр. 133,
Иванов A.M., Солнцев А.Н., Гаевский В.В.
и др.
Учебник Автомобили:Теория и конструкция автомобиля и двигателя, Глава 32 Коробка передач, стр. 415. В.К.ВАХЛАМОВ, М.Г.ШАТРОВ, под редакцией д-ра техн. наук, профессора А. А. ЮРЧЕВСКОГО
Учебник для студ. учреждений сред. проф. Образования Автомобили: Устройство автотранспортных средств, Глава 14.Трансмиссия, стр. 291, Пузанков А.Г.
Сделать презентации на тему: «Устройство и принцип работы клиновидного вариатора».
Сделать презентации на тему: «Устройство клиновидного ремня».
Сделать презентации на тему: «Устройство и принцип работы тороидного вариатора ».
Сделать презентации на тему: «История создания и применения тороидного вариатора».
Сделать презентации на тему: «История создания и применения клиновидного вариатора».
