Для того, чтобы понять, что такое вариатор и его место в современных механизмах, сначала дадим определение редуктору. Редуктор – это механизм, который передает и преобразует крутящий момент. Основными параметрами редуктора являются: КПД, передаточное число, максимальная передаваемая мощность.
Простейшим редуктором является механизм из двух сцепленных зубчатых колес, установленных на валах в общем корпусе, либо из двух шкивов, соединенных гибким ремнем. Редуктор передает вращение от одного механизма другому. Классический пример: передача вращения от двигателя к колесам.
Если редуктор имеет возможность ступенчатого переключения между разными передаточными числами, то его обычно называют коробкой переключения передач (КПП). По методу управления КПП бывают ручного переключения – механическая КПП (МКПП) и автоматического переключения (АКПП). АКПП в свою очередь могут подразделяться на разные подвиды.
Редуктор с плавным изменением передаточного числа называется вариатор (от латинского variator – «изменитель»). Его можно условно назвать КПП с бесконечным количеством ступеней переключения.
Современные вариаторы условно относят к АКПП с бесступенчатым переключением передач, хотя логичнее их выделить в отдельный вид.
На современной технике можно выделить 4 основных применяемых типов КПП:
- МКПП (механика)
- Гидравлическая АКПП (классический автомат)
- Роботизированная АКПП (робот)
- Вариатор (вариаторная АКПП)
На страницах нашего сайта мы будем рассматривать только вариаторные коробки передач.
История вариатора
Сам принцип вариатора был придуман еще Леонардо да Винчи в 1490 году, а первый патент на вариатор был выдан в конце 19 века.
Применение вариаторов на серийных автомобилях началось в 50-х годах 20 века – это были автомобили под маркой DAF.
Несколько десятилетий вариаторы не могли найти широкого распространения и применялись очень редко и, как правило, на автомобилях и мототехнике с небольшой мощностью двигателя из-за ограничений по передаче большого крутящего момента, а также на прочих механизмах, где альтернативы вариаторам не было.
Сегодня вариаторы переживают второе рождение. Новые материалы и технологии позволяют вариаторам достичь требуемого уровня надежности и снимают многие ограничения, которые не возможно было обойти раньше.
В будущем вариаторы, несомненно, смогут заметно потеснить так привычные нам механические и автоматические коробки передач. И это уже заметно прямо сейчас.
Типы вариаторов
Вариаторы по своему устройству делятся на несколько видов. Вот некоторые из них:
- Фрикционные вариаторы
- Лобовые
- Конусные
- Шаровые
- Многодисковые
- Тороидальные
- Волновые
- Дискошариковые
- Клиноременные
- Вариаторы зацепления
- Цепной
- Высокомоментный
В современной технике широкое применение нашли только: клиноременные, цепные, конусные и тороидальные вариаторы. Остальные типы вариаторов применяются достаточно редко.
Преимущества и недостатки
Основным преимуществом вариаторов по сравнению с другими коробками передач является плавность изменения передаточного отношения. Это позволяет двигателю всегда работать на оптимальных оборотах.
Из первого преимущества вытекает также экономичность по сравнению с классической АКПП.
Немаловажным фактором для комфортной езды является отсутствие типичных рывков переключения между передачами и отсутствие потерь времени на переключение.
Вариаторы, как правило, очень компактны – это еще один плюс в копилку этого типа коробки передач.
Из минусов вариатора можно отметить меньший по сравнению с другими КПП максимальный передаваемый момент и дороговизну обслуживания.
Первый недостаток накладывает ограничение для применения вариаторов на внедорожниках, хотя некоторые современные вариаторы «переваривают» уже мощность двигателя более 200 л.с.
А второй недостаток вытекает из-за сложности ремонта и настройки вариатора, а также из-за цены расходных материалов и запчастей.
Еще одним спорным недостатком считается низкая надежность вариатора по сравнению с классическими коробками.
Применение вариаторов
Где сегодня применяются вариаторы? Вариаторными механизмами сейчас оснащаются:
- Автомобили
- Мотоциклы
- Мотороллеры
- Скутеры
- Квадроциклы
- Гидроциклы
- Снегоходы
- Конвейеры
- Станки
- Мешалки
- Прочие механизмы
Альтернативы вариаторам
Вариатор не единственное решение для реализации бесступенчатой передачи. Альтернативными вариантами являются:
- Электрическая передача
- Гидрообъемная передача
- Гидродинамическая передача
- Комбинированная трансмиссия
Каждое из решений применимо в тех или иных случаях и заслуживает отдельного обсуждения вне рамок проекта «ПроВариаторы.ру».
А напоследок предлагаем вам посмотреть видео на тему «Что такое вариатор»:
А вот в этом видео очень наглядно как работает вариатор на примере мотоцикла:
