Принцип работы вариатора на снегоходе

Что такое вариатор? Принцип работы вариатора

Вариатор — это бесступенчатая трансмиссия с внешним управлением, которая позволяет автоматически плавно изменять передаточное число, выбирая наиболее оптимальное согласно внешней нагрузке и оборотам двигателя, тем самым давая возможность максимально эффективно использовать его мощность. В технике существует множество различных конструкций такого типа, но на автомобиле получили распространение два вида вариаторов: клиноременной и тороидный.

Клиноременный вариатор как тип трансмиссии известен давно. Его главные детали — два раздвижных шкива и соединяющий их ремень, в сечении имеющий трапецеидальную форму. Если половинки ведущего шкива сдвинуть, они вытолкнут ремень, словно попавший между ними клин (отсюда и название «клиноременный»), наружу — радиус шкива, по которому работает ремень увеличится, следовательно, увеличится и передаточное отношение. А если половинки ведомого шкива, наоборот, раздвинуть, то ремень провалится внутрь и будет работать по меньшему радиусу — передаточное отношение уменьшится. Если оба шкива будут в промежуточном положении, то передача станет прямой.

Устройство и принцип работы вариатора

Клиноременной вариатор состоит из нескольких (как правило, одной- двух) ременных передач, где шкивы образованы коническими дисками, за счет сдвигания и раздвигания которых изменяются диаметр шкивов и, соответственно, передаточное число. Разные фирмы разработали каждая свою конструкцию клиноременного вариатора, так на Audi в трансмиссии Multitronic вместо ремня применяют цепь, а Honda ставит набранный из металлических пластин ремень, но принцип от этого не меняется.

Для трогания автомобиля с места используются обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.

Начнем с самого простого. Почему клиновидный ремень? Ремень в разрезе имеет трапециевидную форму и «вклинивается» в шкив только своими боковыми поверхностями. При износе этих поверхностей, благодаря своей форме, он врезается глубже в шкив и все равно остается в хорошей сцепке с ним. Как изменяется передаточное число? Устройство ведущего шкива (ведущий шкив вращается коленвалом) таково, что его щеки при воздействии центробежных сил плавно сжимаются и выталкивают клиновидный ремень все дальше и дальше от центра шкива. Ведомый же шкив при этом наоборот, разжимается, и ремень на нем плавно утопает все ближе и ближе к центру шкива. Чем 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, прикрепленных к посту.

Иначе устроен тороидный вариатор, который состоит из соосных дисков и роликов, передающих момент от одного диска к другому. Для изменения передаточного числа меняются положение роликов и их радиусы, по которым ролики обкатывают диски. И поскольку все усилие сосредоточено в пятне контакта, то для поворота роликов должны использоваться особые устройства, способные преодолевать силу прижатия ролика к диску. Так в ниссановском вариаторе Extroid применена специальная система, где управляемый электроникой прецизионный гидравлический механизм перемещает обоймы с роликами вверх или вниз на микроскопическую величину, а далее, из-за возникшего сдвига относительно оси дисков, ролик поворачивается сам.

Между прочим, принцип устройства под названием “вариатор” не нов — мысли о бесступенчатой трансмиссии стали посещать конструкторов практически сразу с началом применения поршневых ДВС на транспорте. Современное же развитие электроники и технологии материалов дало возможности усовершенствовать (остающиеся, однако, в принципе своем неизменными) конструкции вариаторов, и сейчас наблюдается, по-видимому, начало самого широкого распространения таких трансмиссий на автотранспорте.

Тем не менее вариаторы пока что не избавились от некоторых своих весьма существенных проблем. Так, очевидно, что самыми конструктивно слабыми местами существующих сегодня автомобильных вариаторов являются: для клиноременного эти самые ремни, а для тороидного — пятно контакта диска и ролика, где сила давления достигает 10 тонн. Поэтому здесь применяются специальные высокотехнологичные материалы, что делает надежность вариаторов достаточно высокой, близкой к надежности гидромеханических “автоматов”, но все же из-за нагрузок на ремень или пятно контакта вариаторы пока не могут “тянуть грузы”, а также работать с двигателями большой мощности.

На сегодняшний день рекордом для клиноременного вариатора оказывается 220 л.с. и 300 Нм, которые развивает V-образный 6-цилиндровый мотор Audi A6, “воспринятый” трансмиссией Multitronic, а для тороидного — “переваренный” Extroid (3-литровый двигатель Nissan Gloria и Cedric), развивающий 240 л.с. и 310 Нм.

Однако если для грузовиков вариаторы до сих пор непригодны, то для легковых автомобилей весьма приемлемы, и здесь у бесступенчатых трансмиссий, очевидно, большое будущее, тем более что и технологии материалов не стоят на месте.

Если сравнить динамические характеристики многих автомобилей, оснащаемых вариатором, может возникнуть недоумение — почему на одной и той же модели автомобиля разгон с вариатором происходит медленнее, чем с механической коробкой, ибо должно быть наоборот, раз вариатор лучше использует мощность двигателя? Все дело в привычке — многие клиенты были очень недовольны, что машина с вариатором “все время ноет на одной ноте”. Большинство же водителей привыкли к знакомому нарастающему шуму мотора, и многие фирмы идут клиентам навстречу, специально настраивая электронный блок управления трансмиссией. На самом же деле при нормальной настройке блока разгон, конечно, происходит быстрее.

В заключение отметим, что вариаторы является куда более совершенным типом трансмиссии по сравнению с традиционными автоматическими коробками передач. Совершенство проявляется в более лучшей динамике разгона, меньшем расходе топлива, более плавной езде у автомобилей оснащённых клиноременными вариаторами. И в тоже время, вариаторы проще по конструкции, чем традиционные «автоматы». Думается, что в недалёком будущем автомобили оснащённые вариаторами полностью вытеснят машины, оснащённые обычными «автоматами» и сильно потеснят машины с «механикой».

Технические особенности вариатора для снегоходов

Основная роль вариатора в трансмиссии снегохода ? это плавно изменять частоту вращения вала коробки передач, который является одновременно его ведомым валом. Таким техническим решением при разгоне устройства обеспечивается оптимальная работа двигателя с максимальной реализацией его мощности при больших нагрузках.

Вторая не маловажная роль вариатора в снегоходе ? это при непредвиденных нагрузках на ходовую часть (например, пеньки и камни под снегом при езде по целине) предохранять его коробку передач и коленчатый вал двигателя клиноременной передачей, которая способна демпфировать возникающие удары в трансмиссии за счет проскальзывания ремня в шкивах.

Устройство вариатора для снегохода

Вариатор для снегохода состоит со следующих узлов:

  • ведущий шкив с центробежным регулятором (крепится на коленчатом валу двигателя);
  • ведомого шкива с нагрузочно-кулачковой муфтой (крепится на вариаторный вал КП снегохода);
  • клиноременная передача.

Принцип работы вариатора заключается в согласовании вращения ведущего и ведомого шкивов при передаче мощности двигателя на приводящую цепь снегохода, так как при увеличении скорости прямо пропорционально возрастает и сопротивление снега транспортному средству.

Во время эксплуатации транспортного средства вариатор, изменяя в автоматическом режиме передаточное число между шкивами, уравнивает мощность нагрузки, возникающей на цепи снегохода, с мощностью, которую вырабатывает двигатель. А все ДВС свою мощность могут увеличивать только за счет большего расхода топлива и выдавать ее при этом большим числом оборотов коленчатого вала.

Между двумя шкивами натягивается клиноременная передача, которая и доводит крутящий момент, создаваемый двигателем, с коленчатого вала на коробку передач и дальше через нее на ведомую ось снегохода. Изменение передаточного числа в зависимости от повешения оборотов двигателя происходит из-за особого строения вариатора.

На холостом ходу двигателя подвижный ведущий клиновидный диск вариатора полностью разжат, и ремень практически лежит на валу. Поэтому ведущий шкив при этом имеет наименьший диаметр. Когда увеличиваются обороты двигателя, то подвижный диск сжимается центробежным регулятором и выталкивает ремень наверх, тем самым делая больше диаметр шкива.

С подвижным диском ведомого шкива все происходит с точностью до наоборот: при холостом ходу клиновидный ремень входит в сцепление с пазами сжатого шкива сверху, а при увеличении оборотов ? опускается вниз к валу, потому что подвижный диск ведомого шкива разжимается нагрузочно-кулачковой муфтой. Таким образом, при максимальных оборотах двигателя передаточное число с ведущего на ведомый вал вариатора будет максимальным.
[ads-pc-1]

Неисправности вариатора

Износ и дефекты ремней, которые возникают в процессе эксплуатации ? это лучший индикатор не только неисправностей вариаторов для снегоходов, но и КП, двигателя и ходовой части устройства.

Если даже лучший ремень более интенсивно изнашивается с одной стороны, то это означает, что поверхность соответствующего шкива или повреждена, или износилась. Устраняется неисправность заменой дефектной детали. Таким образом, проявляют себя также:

  • неотрегулированная муфта сцепления;
  • ослабленное крепление ведущего шкива на двигателе.

В этом случае дефектная деталь заменяется, муфту нужно отрегулировать, а крепление подтянуть.

Ремень при работе может проскальзывать и при этом ускорено, но равномерно стираться по трем причинам:

? Он имеет слабое натяжение между шкивами ? нужно натянуть его, увеличивая межосевое расстояние между шкивами. Натяжение проверяется усилием в 10?12 кг на верхнюю часть клиноременной передачи ? прогиб при этом должен быть около 30 мм.

? На систему клиноременной передачи попадает масло ? нужно бензином протереть шкивы и заменить сальник на подшипнике.

? Ослабла или сломалась пружина на шкиве ? заменяется дефектная деталь.

Износ пятнами на ремне может возникать из-за:

  • поломки ведомого шкива ? дефектная деталь заменяется;
  • подклинивания гусеницы (может застрять камушек, рассыпаться подшипник и т. п.) ? гусеница проверяется, и помеха или неисправность устраняется;
  • повышенных оборотов двигателя при холостом ходу ? нужно отрегулировать холостой ход ДВС.

Вибрация снегохода во время его эксплуатации может возникать также из-за неисправностей в вариаторе:

  • в ведущем шкиву появился люфт ? вышедшая из строя деталь заменяется;
  • поставлен ремень с несоответствующим вариатору углом клина ? расходную деталь нужно срочно заменить;
  • повышенные обороты холостого хода не дают переключаться скоростям в КП ? отрегулировать холостой ход ДВС.

Несоосность шкивов вариатора и биение ведущего шкива может во время работы вариатора под нагрузкой вырывать материал с боков ремня или даже скручивать и растрепывать его. Лучший способ устранения такой неисправности ? это замена ведущего шкива и тщательная регулировка вариатора.

Подбор ремней для популярных в России снегоходов

Лучший ремень для любой популярной модели снегохода тот, который имеет длину, ширину и угол клина, которые рассчитаны конструкторами вариатора и указаны в инструкции по эксплуатации конкретного изделия. Эти характеристики такой расходной запчасти, как ремень, владелец транспортного средства должен знать, выбирая его.

Читайте также  Диностартер от муравья принцип работы

Естественно, что долговечность и уверенная работа ремня в вариаторе снегохода также зависит и от резинотехнического материала, из которого он сделан. Кроме оригинальных изделий, для снегохода ?Буран?, например, подходят РТИ от чешской Rubenа ArtiCa и от WORLD MOTORS. Для снегоходов фирмы Yamaha, кроме оригинальных изделий, подходят РТИ от известных производителей Gates и Carlise. Да, собственно, все ремни для популярных снегоходов выпускаются со стандартными техническими характеристиками, которые зависят от мощности транспортного средства и межосевого расстояния между шкивами вариатора.

Но резинотехнические изделия, сделанные из самых износостойких и прочных материалов с применением полимерных нитей, не будут отрабатывать свой положенный срок, если сам вариатор будет иметь дефекты и неисправности.

Вариатор «Сафари»: технические характеристики, установка, регулировка и отзывы

Чтобы иметь возможность плавно регулировать скорость в различных мотобуксировщиках и мини-снегоходах применяется специальный механизм. Его называют вариатором. Эта система плавно переключает передаточное отношение, позволяя управлять транспортным средством представленного типа.

Одним из популярных механизмов в этой сфере является вариатор «Сафари». Что собой представляет эта техника, будет рассмотрено далее.

Общая характеристика

Производится установка вариатора «Сафари» на мотобуксировщик, снегоход отечественного производства «Тайга», «Буран». Также он подойдет для транспортных средств малой механизации. Представленный вариатор относится к категории устройств клиноременных передач. Он имеет бесступенчатую автоматику.

Особых отличий между конструкциями для разных марок снегоходов нет. Незначительная разница существует в весе грузиков и форме вариаторного профиля.

Технические характеристики вариатора «Сафари» позволяют выполнять регулировку двух параметров. К ним относится обороты мотора и сопротивление движению транспортного средства. Конструкция включает в себя ведомый и ведущий шкив. Первый из представленных конструкционных элементов в комплекте с основным механизмом не поставляется. Если обороты мотора достигают уровня 2200 об./мин, шкив примет на себя роль сцепления. Он разобщит вал реверса и двигателя.

Устройство

Установка и регулировка вариатора «Сафари» требует ознакомления с инструкцией производителя. В ней объясняется принцип работы устройства, а также правила его монтажа и эксплуатации.

В состав механизма входит центробежный регулятор. Он включает в себя неподвижный и подвижный конус с грузиками. Последний из них вращается на осях. Также в состав механизма входят упор с роликами. По ним перемещаются грузики. У системы есть крышка и пружина.

Неподвижный конус с упором соединяются с валом при помощи резьбы. К коленчатому валу воротком привинчивается неподвижный конус. Холостой ход создается при помощи пружины. Ремень вариатора «Сафари» должен находиться на расстоянии от конусной поверхности на расстоянии 1-3 мм. Так происходит регулировка холостого хода. Зазор меняется при помощи колец, которые находятся между выступом и упором вала.

Работа механизма

Технические характеристики вариатора «Сафари» указаны в инструкции. Производитель указывает габариты механизма. Диаметр системы составляет 210 мм. Его длина достигает 167 мм. Масса при этом равняется 3,8 кг.

Работа вариатора происходит по определенной схеме. Регулятор системы вращается. При этом появляются центробежные силы. Они начинают воздействовать на грузики. Центробежная сила стремится их развернуть таким способом, чтобы конус подвижного типа отодвинулся от упора. Ремень при этом сжимается в шкивовой канавке.

Возвратная пружина оказывает противодействие центробежной силе. Ее действие грузики способны преодолеть. Это справедливо, если количество оборотов не падает меньше 2200 об./мин. При увеличении этого показателя происходит захват ремня направляющими. При этом увеличивается сила его воздействия до рабочего значения. Этого достаточно для создания крутящего момента. Сопротивление может быть преодолено.

Установка шкива

Установка вариатора «Сафари» производится в соответствии с инструкцией производителя. Для этого необходимо навернуть шкив на коленчатый вал мотора снегохода. Потребуется сдвинуть подвижный конус. При этом появится отверстие под вороток. Далее следует затянуть механизм. Для этого применяется вороток.

Кожух и ремень системы нужно правильно установить. При этом необходимо применить данные, представленные в руководстве по эксплуатации транспортного средства.

Шкив можно при потребности демонтировать. Для этого его снимают с хвостовика вала коленчатого типа. С вариатора снимается кожух. Далее демонтируется ремень. Подвижный конус сдвигается. При этом станет доступным отверстие под вороток. При помощи распорки необходимо застопорить конус. Далее зафиксировать потребуется коленчатый вал на двигателе. Для этого применяют металлический предмет, который установлен под зуб электрозапускной шестерни. Воротком демонтируется вал.

Регулировка ремня

Регулировка вариатора «Сафари» также производится по установленной производителем методике. Этот процесс необходим, если ремень был приобретен таких торговых марок, как Pubena, Optibelt и т. д. В этом случае его габаритные размеры будут несколько отличаться от стандартных. Это ремни 14х33х1120. Стандартные его габариты, для которых регулировка не потребуется, составляют 14х34,5х1120.

Процесс производится после монтажа на снегоход шкива. Сначала проверяется расстояние между кромками конусов и шкивом (ведомым). Если ремень имеет габаритные размеры 14х33х1118, оно должно составить 33 мм (±0,5 мм). Если вложить его в канавку шкива, бортики не должны выступать больше, чем на 2 мм. В этом случае регулировка считается правильной.

Если ремень выступает из направляющих шкива больше, чем допустимо, необходимо отвернуть болт при помощи съемника. Далее демонтируется ведомый конус неподвижного типа. С вала нужно снять шпонку, а на вал устанавливается 1-2 кольца. Сборка производится в обратной последовательности.

Продолжение процесса регулировки

Установка вариатора «Сафари» на «Буран» или иной тип снегоходов, а также его регулировка, требует четкого выполнения установленной последовательности действий. Настройки необходимо произвести в области между торцами конусов шкивов неподвижного типа. Расстояние между ними должно составлять 55 мм (±0,5 мм). Если этот показатель не соответствует установленному производителем значению, потребуется настроить его в пазах основания под мотором. Для этого мотор в этой области нужно переместить.

После установки ремня потребуется включить нейтраль. Ведомый шкив поворачивается несколько раз. Ремень при этом должен выйти на его внешний диаметр. Проверяется натяжение. Для этого в центр линии ремня необходимо немного надавить. Прогиб не должен быть слишком большим. При силе 11 кгс прогиб должен составлять 32 мм (±5 мм).

При обслуживании снегохода «Буран», вариатор «Сафари» требует еще нескольких манипуляций в процессе настройки. Регулировка ремня производится при помощи трех винтов. Они входят в комплект ЗИП. Их потребуется вкрутить в соответствующих местах ведомого неподвижного диска. На холостом ходу необходимо проверить движение ремня. Он не должен заклинивать. Ремень опирается на шкивовый вал. Между ним и конусами должен быть зазор. Если потребуется отрегулировать это расстояние, можно устанавливать специальные кольца между валом и упором.

Несколько советов

Устанавливая вариатор «Сафари» на мотобуксировщик своими руками , необходимо учесть несколько советов профессиональных механиков. Они помогут понять некоторые тонкости проведения процесса регулировки и эксплуатации системы.

Ремни кевларового типа практически никогда не пробуксовуют. Поэтому в процессе регулировки можно немного уменьшить преднатяг этого элемента конструкции. Ремень привода в этом случае станет выходить на шкив меньшего диаметра проще. Когда обороты мотора будут небольшими, скорость транспортного средства будет достаточно большой. Это позволяет значительно экономить топливо.

Если приводной ремень проваливается ниже дисков, мотобуксировщик будет стартовать тяжелее. В этом случае необходимо произвести ремонт. Старый ремень износился. Его потребуется заменить новым конструкционным элементом.

Техобслуживание

Вариатор «Сафари» требует периодического техобслуживания. Эту процедуру выполняют через каждые 3 тыс. км пробега. Потребуется смазать вал. Он находится под разрезной втулкой. Смазка должна быть универсальной типа литола. Это предотвратит преждевременное разрушение металлических деталей.

На осях утяжелителей, а также состояние материала вкладышей необходимо проверять через каждые 6 тыс. км пробега. Степень износа можно определить, измерив расстояние люфта. Он не должен достигать более 1 мм. Также определяется величина зазора направляющих и вкладышей конуса подвижного типа. Здесь должен определяться зазор не более 1,5 мм.

Чтобы резина не наволакивалась на вал, двигатель должен прогреваться исключительно в нейтральном положении. Если на этом конструкционном элементе появляется налет из резины, его необходимо удалить при помощи ветоши. Материал смачивается перед очисткой в бензине.

Разборка механизма

Вариатор «Сафари» может потребовать разборки. Регулятор в этом случае потребуется снять с транспортного средства. Неподвижный конус в этом случае потребуется закрепить в токарном станке (можно применять иной удобный способ).

Между деталями подвижного конуса потребуется вставить дюралевый пруток. Можно применять в этом случае деревянные бруски. Конус необходимо отвернуть вместе с крышкой и упором. Если немного постучать в районе ребер конуса, процесс демонтажа будет значительно проще.

Далее следует выкрутить 6 болтов, удерживающих крышку на подвижном конусе. Когда останется всего 2 болта, ее необходимо придерживать. В противном случае пружина может сильно «выстрелить». Когда очередь дойдет до упора, необходимо снять только вкладыши. Оси и ролики необходимо хорошо промыть. Для этого применяется керосин или бензин. Вставив новые вкладыши, можно собрать упор в обратной последовательности. Смазка не должна попасть на поверхности конусов дисков.

Отзывы специалистов

Отзывы о вариаторе «Сафари» предоставляют в различных источниках профессионалы и обычные пользователи. Специалисты утверждают, что это качественное оборудование. Чтобы вариатор служил долго, необходимо обратить внимание на некоторые вопросы при выборе.

Крестовина механизма и пружина должны быть усиленными. Стоимость подобного оборудования составляет около 3600-3700 руб. Визуально следует оценить качество материала. Литье не должно иметь дефектов и вкраплений посторонних частиц. Поверхность должна быть гладкой.

Чтобы шкив в процессе настройки не отвернулся с вала, мотор нельзя запускать при снятом кожухе и ремне. Следуя рекомендациям инструкции, можно ожидать от оборудования длительного срока эксплуатации.

Отзывы покупателей

Отзывы о вариаторе «Сафари», которые оставляют покупатели, говорят о высоком качестве представленного механизма. При своевременном техобслуживании система работает стабильно. Это надежное оборудование, стоимость которого остается неизменно приемлемой. Среди всех разновидностей вариаторов для мотобуксировщиков, «Сафари» признан одним из самых качественных устройств.

Рассмотрев особенности вариаторов «Сафари», правила их настройки, установки и эксплуатации, можно использовать представленную технику длительное время.

Вариатор снегохода – принципы работы ведущего и ведомого шкивов

CVT — переменная передача непрерывного действия.

Читайте также  Принцип работы камеры видеофиксации скорости

Основные компоненты, составляющие CVT:

  • ведущий шкив вариатора снегохода;
  • ведомый шкив вариатора снегохода;
  • ремень вариатора снегохода.

Назначение вариатора:

  • сцепление, подключающее и отключающее трансмиссию;
  • передача мощности без смены шестеренок.

РАБОТА ВАРИАТОРА

При возрастании скорости вращения коленвала снегохода и достижении системой зна­чения низшего передаточного числа, ремень вариатора снегохода начинает вращать ведомый шкив.

Система шкив-ремень-шкив превращается в вариатор (CVT), который автоматически принимает положение оптимального передаточного отношения для текущего состояния двигателя (его выходной мощности).

ВЕДУЩИЙ ШКИВ

Ведущий шкив вариатора снегохода установлен на коленчатом вале и вращается вместе с ним с одинако­вой угловой скоростью.

Ведомый шкив соединен с входным валом коробки переключения передач и враща­ется со скоростью от нулевой до максимальной.

Неподвижный фланец и направляющая чашка установлены и зафиксированы на ко­ленчатом вале. Подвижный фланец находится под воздействием возвратной пружины. Через нажимные рычаги действует на рампу направляющей чашки.

При увеличении скорости вращения коленчатого вала, нажимные рычаги раздвига­ются под действием центробежной силы. Рычаги давят на рампу, заставляя подвижный фланец смещаться по направлению к приводному ремню. В это же время возвратная пружина сжимается.

Параметры работы ведущего шкива вариатора определяются жесткостью возврат­ной пружины, формой рампы и весом нажимных рычагов.

Изменение передаточного отношения реализовано путем сжимания и разжимания ведущего и ведомого шкивов, что заставляет приводной ремень снегохода вращаться вокруг изме­няющихся диаметров каждого шкива. Для сжимания фланцев ведущего шкива вариатора используется центробежная си­ла.

Являясь радиальной силой, центробежная сила подлежит преобразованию в осевую силу, которую можно использовать для перемещения подвижного фланца ведущего шки­ва вариатора.

Эту задачу выполняют нажимные рычаги, давящие на рампу, либо ролики, сме­щающиеся по рампе, в зависимости от конструкции ведущего шкива.

Назначение возвратной пружины — возвращать подвижный фланец ведущего шки­ва и связанные с ним подвижные части в положение разобщения с приводным ремнем на малых оборотах двигателя.

Жесткость пружины рассчитывается для определенного давления на рычаги и углы рампы, чтобы обеспечить сцепление с приводным ремнем на строго определенной скоро­сти вращения двигателя.

При увеличении скорости вращения шкива возрастает центробежная сила, что, в конечном счете, приводит к преодолению сопротивления пружины и приводной ремень зажимается между подвижным и неподвижным фланцами.

При уменьшении скорости вращения шкива уменьшается центробежная сила, и воз­вратная пружина возвращает подвижный фланец в сторону нейтрального положения.

Сжимающая сила, являющаяся составляющей центробежной силы, используется непосредственно для перемещения подвижного фланца ведущего шкива.

Эта сила прикладывается к рампе. Профиль рампы управляет величиной силы сжа­тия.

Со временем на профиле рампы могут образоваться углубления. Это приводит к то­му, что ведущий шкив начинает медленно сбрасывать обороты, т. к. нажимные рычаги за­стревают в положении полной нагрузки.

Угол наклона рампы переменный на всем протяжении профиля. Угол варьируется с тем, чтобы достичь необходимой прижимной силы для передачи через ремень крутящего момента на соответствующем рабочем диаметре шкива.

Профиль обеспечивает необходимый угол взаимодействия с роликом рычага в точке касания. Этот угол определяет, какая часть центробежной силы должна быть преобразо­вана в осевую составляющую.

Осевая составляющая перемещает подвижный фланец, а оставшаяся часть центро­бежной силы поглощается компонентами фланца.

Скорость увеличения и уменьшения передаточного отношения

Два фактора, влияющие на скорость увеличения и уменьшения передаточного от­ношения:

  • радиус вращения нажимных рычагов,
  • соотношение между скоростью вращения коленчатого вала и центробежной силой.

Эти две составляющие влияют на увеличение центробежной силы в значительно большей степени, чем увеличивающееся сопротивление возвратной пружины.

Скорость фрикционного сцепления ведущего шкива

Жесткость пружины оказывает важнейшее влияние на скорость, при которой веду­щий шкив вариатора зажимает приводной ремень. Чем жестче пружина, тем выше ско­рость «схватывания» и наоборот.

Ведущий шкив LITE

Некоторое количество снегоходов комплектуется ведущими шкивами вариатора LITE. Данный тип ведущего шкива обеспечивает плавность работы вариатора и достаточ­ную надежность.

Подвижный фланец приводится в движение с помощью трех пластиковых блоков, перемещающихся по направляющим, приклепанным к чашке. Эти блоки настроены по ве­су при помощи заменяемых настроечных шайб. Предусмотрено по шесть шайб на блок. Возвратная пружина подобрана в соответствии с выходными параметрами двигателя. Па­раметры возвратной пружины и вес блоков также взаимосвязаны. Если вес блоков сколь­жения уменьшается, возрастают обороты двигателя и, наоборот, если вес блоков увели­чить — обороты двигателя уменьшаться.

1 — неподвижный фланец, 2 — подвижный фланец, 3 — возвратная пружина, 4 — приводной ремень, 5 — блок скольжения, 6 — шайбы, 7 — направляющая чашка, 8 — болт крепления.

Фиксирующая крышка удерживает возвратную пружину на своем месте. В центре этой крышки имеется втулка, служащая опорой вала неподвижного фланца. На другой стороне подвижного фланца расположена втулка, установленная в отливку. D-образный, или шестигранный выступ на валу неподвижного фланца предупреждает проворачивание направляющей чашки. Резьба, расположенная внутри коленчатого вала служит для фик­сации ведущего шкива вариатора на коленчатом валу двигателя. Направляющая чашка и подвижный фланец ведущего шкива вариатора имеют на своих поверхностях отметки в виде буквы «V». Эти отметки должны быть совмещены.

Ведомый шкив

Ведомый шкив вариатора закреплен на промежуточном валу трансмиссии.

1 — неподвижный фланец; 2 — подвижный фланец; 3 — пружина; 4 — приводной ремень.

Подвижный фланец поджат пружиной, что обусловливает поджим приводного рем­ня. При увеличении передаточного отношения, приводной ремень смещается к внутрен­нему диаметру и раздвигает фланцы.

Пружина необходима для приложения к подвижному фланцу усилия, достаточного для зажима приводного ремня в положении низкого передаточного отношения.

Жесткость пружины имеет относительно слабое влияние на характер изменения пе­редаточного отношения.

Ремень вариатора для снегохода

Ремень вариатора для снегохода — важнейшая составляющая в передаче мощности от одного шкива к другому во время ускорения, замедления и при постоянной скорости.

Эволюция в технологии изготовления ремней вариаторов для снегохода и их материалов основана на длительном опыте, что обусловливает производство эффективных и надежных при­водных ремней.

Используйте только специальные, определенные производителем приводные ремни вариаторов, указанные в спецификациях для каждой модели. Эти ремни откалиброваны как составная часть конкретной трансмиссионной системы.

Ремни вариатора для снегоходов, отличающиеся составом, компоновкой материалов, углами, длиной, сущест­венно изменяют характеристики работы CVT.

Как устроен вариатор

Вариатор — особый подвид автоматических коробок передач. Придуманный много лет назад, распространение он получил только сейчас.

Листая автомобильные каталоги, многие встречали такую фразу: «На автомобиль устанавливается бесступенчатый вариатор». Или могли увидеть это словосочетание в таблице технических характеристик. Что такое механическая коробка передач, знают все (кроме, разве что, американцев), к «автомату» тоже давно все привыкли (особенно американцы). А вот вариатор — зверь малоизвестный. А ведь он далеко не новинка.

Вы удивитесь, но принадлежит это изобретение не Хонде и даже не Мерседесу. Патент на вариатор был выдан в конце XIX века! Более того, первый вариатор придуман и вовсе в 1490 году. Его автором оказался добродушный бородач Леонардо да Винчи.

Первый работоспособный автомобиль с этим типом трансмиссии, правда, появился не в эпоху Возрождения, а попозже — лет через пятьсот, в годах. Вариатор ставился серийно на автомобили DAF (в то время под этой маркой выпускались не только грузовики, но и легковушки). Потом нечто похожее начали делать и на Volvo, но широкое распространение вариаторы получили лишь сейчас.

По сути, вариатор (наиболее распространённое англоязычное обозначение — CVT — continuously variable transmission) — это, простите за тавтологию, вариация на тему автоматической коробки передач. И автомобиль, оборудованный им, на первый взгляд, ничем не выдаёт себя — педалей всего две и рычаг переключения режимов трансмиссии — P, R, N, D — такой же, как и у машины с традиционной АКПП. Всё привычно. Но работает вариатор совершенно . В нём нет фиксированных первой, второй, десятой передач. Попробуйте представить себе, сколько звёзд в нашей Вселенной или сколько песчинок на всех пляжах Земли вместе взятых — у вариатора передач всё равно намного больше. И «переключение» между ними происходит плавно и незаметно.

здесь нет толчков при трогании и «переключении». И не зря мы написали это слово в кавычках: переключений как таковых тут и нет. Вариатор непрерывно и плавно изменяет передаточное число по мере разгона или замедления автомобиля.

Вариаторы бывают нескольких типов: клиноремённые со шкивами переменного диаметра, цепные, тороидальные… Первый тип — самый распространённый. Посмотрим, как он устроен.

Вот наглядный пример: возьмём два карандаша (цилиндра), лежащих параллельно на некотором расстоянии друг от друга. Стягиваем их резинкой и начинаем крутить один из них. Тут же начинает крутиться и второй — с той же скоростью. Но если карандаши будут разного диаметра, начинается совсем другая история — пока один из них, что побольше, сделает один оборот, второй, скажем, два.

Вариатор устроен похоже, только диаметр «карандашей» у него постоянно меняется. У него два шкива, каждый из которых сделан в виде пары конусов, обращённых острыми концами друг к другу. А между шкивами зажат клиновый ремень.

Теперь, если каждая из пар конусов может двигаться друг к другу и обратно, мы получим шкивы с переменным рабочим диаметром. Ведь при раздвижении конусов ремень, соприкасающийся с ними своими рёбрами, будет как бы проваливаться к центру шкива и обегать его по малому радиусу. А при сближении конусов — по большому радиусу.

Осталось только снабдить оба шкива системой (как правило, это гидравлика, но может быть и иной сервопривод), которая будет строго синхронно сдвигать половинки первого шкива и раздвигать половинки второго. И если один шкив находится на ведущем валу (который идёт от двигателя), а второй — на ведомом (который ведёт к колёсам), то можно организовать изменение передаточного отношения в весьма широких пределах.

Остаётся ещё добавить узел, отвечающий за изменение направления вращения выходного вала (для заднего хода), а это может быть, скажем, обычная планетарная передача. И вот готова коробка-вариатор.

Кстати, интересный вопрос — какой тут используется ремень? Разумеется, простой ремень из резины и ткани, наподобие тех, что вращают генераторы и прочее навесное оборудование, здесь не прожил бы и тысячи километров. Ремни в клиноремённых вариаторах имеют сложное устройство.

Читайте также  Принцип работы бендикса на стартере

Это может быть стальная лента с неким покрытием или набор стальных тросов (лент) сложного сечения, на которые нанизано огромное число тонких поперечных стальных пластинок трапецевидной формы, края которых и контактируют со шкивами. Кстати, именно таким образом удалось создать толкающий ремень, передающий мощность не только той его половиной, которая бежит от ведомого к ведущему шкиву, но и противоположной. Обычный ремень при попытке передать сжимающее усилие просто сложился бы, а наборный стальной — обретает жёсткость.

А ещё в качестве клинового ремня может выступать широкая пластинчатая стальная цепь, соприкасающаяся с конусами своими краями. Именно такой «ремень» работает в вариаторах машин Audi.

Интересно, что для смазки цепи применяется особая жидкость, которая меняет своё фазовое состояние под сильным давлением, возникающим в месте контакта со шкивом. Благодаря этому цепь может передавать значительное усилие, практически не проскальзывая, несмотря на очень маленькую площадь контакта.

Как именно вариатор будет менять передаточное число при разгоне, зависит от выбранной программы управления. Если при разгоне на обычном автомобиле мы на каждой передаче раскручиваем двигатель, затем переходим на следующую передачу и так далее, то при наборе скорости автомобиля с вариатором мотор остаётся на одних и тех же оборотах (скажем, на оборотах, соответствующих максимальному крутящему моменту), зато плавно меняется передаточное отношение.

Это создаёт несколько странные ощущения. Жмём газ в пол, мотор выходит на большие обороты, да так и остаётся на них в течение всего разгона, воя как пылесос. Зато темп разгона — высокий, да и на переключения между ступенями время не тратится.

Впрочем, в некоторых случаях вариатор настраивают так, чтобы разгон с ним больше напоминал увеличение скорости с обычной коробкой передач, с постепенным ростом оборотов мотора.

Разумеется, при попытке заехать на холм и при замедлении авто, несмотря на нажатие педали газа, умный вариатор не оставит «включённой» высокую передачу. Шкивы для уверенного штурма высоты быстро передвинутся обратно — чтобы увеличить крутящий момент на выходе из коробки.

А ещё на некоторых машинах можно выбрать режим с несколькими «виртуальными» передачами (с 6 или даже 8), задаваемыми электроникой. Передачами, между которыми вариатор будет резко перескакивать, словно классическая коробка «автомат». Ещё в этом случае можно переключать «передачи» по собственному желанию. Как на «автомате» с ручным секвентальным (последовательным) режимом.

Таким образом, у вариатора масса достоинств. Но есть и недостатки. Например, сравнительно небольшая, по современным меркам, «перевариваемая» мощность двигателя. Не зря такие коробки начали своё шествие по миру на машинах малого класса. Да и сейчас мощные автомобили — все сплошь и рядом укомплектованы либо «механикой», либо классическими «автоматами», либо роботизированными коробками.

Правда, прогресс идёт. И тут нельзя не вспомнить рекордсменов. Скажем, на Audi A4 2.0 TFSI клиноремённый вариатор Multitronic (с цепью) без проблем справляется с потоком в 200 «лошадей».

Можно возразить, что класс D — это ещё не всё. Для автомобилей представительского и бизнес-класса, и тем более для крупного внедорожника — 200 сил уже не назовёшь такой уж большой величиной. Но достижения самых современных вариаторов на этом не исчерпываются. Так, на кроссовер Nissan Murano с 3, V6 мощностью 234 лошадиные силы ставят клиноремённый вариатор . Это одна из самых крупных и тяжёлых моделей, оснащённых вариатором. А что будет завтра?

Второй недостаток вариаторов — сравнительно дорогое обслуживание и ремонт, специальная, а значит, недешёвая, трансмиссионная жидкость. Ремённые вариаторы могут через каждые тысяч километров пробега требовать замены ремня. Масло при этом стоит несколько дороже, чем для «автомата», но зато менять его можно чуть реже — ориентировочно через тысяч километров для разных моделей автомобилей.

И всё же вариаторы получают всё большее и большее распространение на машинах самых разных классов, к тому же и стоят они, обычно, дешевле хороших «автоматов» классического типа.

Поскольку вариаторы располагают бесконечным числом передач, они позволяют двигателю работать на наиболее выгодных режимах — нужна ли нам (на светофорных гонках) максимальная мощность, или, напротив, плавность и наименьший расход топлива (при спокойной езде). Потому модели с вариаторами отличает, при прочих равных, высокая экономичность, сочетающаяся с не менее приличной динамикой.

Кстати, в последнее время наметилась тенденция к росту числа передач у классических «автоматов». В последних моделях встречается уже 8 передач (на легковой, заметим, машине). И делается это именно для сочетания высокой динамики и экономичности. Скоро увидим автоматы с десятью ступенями или даже с двенадцатью? А вот вариаторы уже находятся там, куда обычные автоматы с их переключаемыми планетарными рядами никогда не придут. Ведь число передач у вариатора бесконечно.

ВАРИАТОР НА СНЕГОХОДЕ

Создание силовой передачи — главная трудность, возникающая перед каждым конструктором мотонарт. От того, насколько рационально будет осуществлена передача крутящего момента с коленчатого вала двигателя на ведущее колесо (барабан) гусеницы, зависят тяговые свойства машины. Общее передаточное отношение: двигатель — ведущее колесо движителя, достаточное для обеспечивания проходимости в самых тяжелых дорожных условиях, как показали расчеты, должно составить 1 ÷ 10.

Силовая передача (рис. 1) разделена на два самостоятельных участка. Первый позволяет изменять передаточное отношение между двигателем и промежуточным валом. Этот узел обычно либо мотоциклетная коробка передач, либо наиболее практичная конструкция — клиноременный вариатор.

Рис. 1. Схема силовой передачи мотонарт: 1 — лента гусеницы, 2 — снегозацеп, 3 — подкладка на внутренней стороне ленты, 4 — ведомая звездочка цепи бортовой передачи, 5 — паразитная звездочка, 6 — цепь бортовой передачи, 7 — ведущий вал, 8 — ведущее колесо гусеницы, 9 — ведущая звездочка бортовой передачи, 10 — ведомый вал вариатора, 11 — опора пружины ведомого шкива, 12 — направляющий штырь, 13 — подвижный диск ведомого шкива, 14 — неподвижный диск вариатора, 15 — клиновидный ремень, 16 — ведущий шкив вариатора, 17 — барабан колодочного тормоза, 18 — подвижный диск ведущего шкива вариатора, 19 — педаль тормоза, 20 — вал двигателя, 21 — двигатель, 22 — карбюратор, 23 — магнето, 24 — картер двигателя, 25 — выхлопной трубопровод двигателя, 26 — грузики автоматической регулировки, 27 — пружина подвижных кронштейнов катков, 28 — подвижные кронштейны, 29 — каток.

Второй участок силовой передачи имеет неизменяемое передаточное отношение. Он почти аналогичен для мотонарт всех типов. У этих машин, имеющих значительно меньшую инерцию, чем мотоцикл, переключение коробки перемены передач обычно сопровождается рывками и является основной причиной разрыва цепей.

Вариатор (рис. 2), представляющий собой бесступенчатую коробку скоростей, плавно, автоматически (без вмешательства водителя) изменяет передаточное отношение между ведущим и ведомым валами в зависимости от действующей на гусеницу нагрузки.

Рис. 2. Схема работы клиноременного вариатора: А — положение холостого хода, Б — положение максимальных оборотов. 1 — ведущий шкив вариатора, 2 — шариковый подшипник, 3 — клиновидный ремень, 4 — ведомый шкив вариатора.

Вариатор состоит из ведущего и ведомого шкивов, соединяемых клиновидным ремнем, передающим усилие за счет трения. Каждый шкив включает неподвижный и подвижный в осевом направлении диски. В зависимости от количества оборотов двигателя диски благодаря наличию автоматического регулятора занимают относительно друг друга положение, соответствующее необходимому передаточному отношению при данной нагрузке.

При увеличении оборотов двигателя диски ведущего шкива сжимаются, расположенный между ними клиновидный ремень переходит на больший диаметр.

Ведущий шкив вариатора (рис. 3) установлен на выходном конце коленчатого вала двигателя и крепится на его конусном хвостовике с помощью шпонки, передающей крутящий момент от двигателя. Шкив затягивается на конусе законтривающимся болтом. Он также состоит из двух дисков, а также подшипника холостого хода (см. рис. 2) и механизма автоматического регулирования. Подвижный диск перемещается в осевом направлении по шлицам хвостовика неподвижного диска.

Рис. 3. Конструктивная схема работы ведущего шкива вариатора: А — положение холостого хода, Б — положение максимальной передачи. 1 — чашка центробежного регулятора, 2 — кронштейн, 3 — ось грузика, 4 — грузик, 5 — упорный фланец подвижного шкива, 6 — направляющая пружины, 7 — пружина, 8 — болт, 9 — внутренний шестигранник, 10 — упор чашки, 11 — шлицованный хвостовик, 12 — подвижный диск, 13 — неподвижный диск, 14 — клиновидный ремень, 15 — наружная обойма шарикоподшипника, 16 — внутренняя обойма, 17 — хвостовик коленчатого вала двигателя, 18 — направляющая пружины, 19 — шпонка крепления неподвижного диска, 20 — двигатель.

Их взаимное положение регулируют грузики, навешенные на осях кронштейнов, приваренных к кожуху. Цилиндрическая пружина постоянно стремится раздвинуть диски ведущего шкива и при вращении механизма уравновешивает осевую силу, возникающую от центробежных сил грузиков.

Ведомый шкив вариатора (рис. 4) также состоит из двух дисков. При этом неподвижный диск посажен на шлицы выходного вала (см. рис. 1) ведущей звездочки бортовой передачи. Этот диск имеет ступицу и шесть направляющих штырей, по которым в осевом направлении перемещается подвижный диск шкива. Направляющие штыри передают крутящий момент.

Рис. 4. Схема работы ведомого шкива клиноременного вариатора: А — положение максимальных оборотов, Б — положение холостого хода. 1 — подвижный шкив, 2 — направляющий штырь, 3 — втулка подвижного шкива, 4 — пружина, 5 — опора пружины, 6 — шайба, 7 — болт крепления, 8 — клиновидный ремень, 9 — неподвижный диск шкива, 10 — ступица неподвижного шкива, 11 — вал привода ведущей шестерни бортовой передачи.

Во время работы шкивы вариатора вращаются синхронно. Ведущий при увеличении оборотов двигателя смещается, и ремень вращается по большему диаметру, увеличивая передаточное отношение и соответственно скорость мотонарт. Ведомый же шкив раздвигается ремнем, описывающим меньшую окружность.

Наличие клиноременного вариатора позволяет регулировать скорость движения мотонарт только за счет изменения оборотов коленчатого вала двигателя, то есть изменением положения дроссельной заслонки карбюратора.