Вариатор CVT на основе воротаЕсли сравниваться вариатор с обычной трансмиссией, представляющей собой весьма сложное сочетание шестерен, захватов, тормозов, и управляющих устройств, то его можно смело назвать образцом простоты.
Большинство вариаторных трансмиссий состоят из трех компонентов:
-
Входного “движущего” ворота с изменяемым диаметром;
-
Выходного “движимого” ворота с изменяемым диаметром;
-
Металлического или резинового ремня
Также, CVT включает многочисленные микропроцессоры и сенсоры, но перечисленные элементы являются ключевыми.
Устройство вариатора
Сердцем вариатора можно назвать ворот с изменяемым диаметром. Он состоит из двух двадцатиградусных конусов, направленных остриями друг к другу. Между конусов в желобе протянут ремень. Резиновые ремни, как правило, имеют V-образную форму.
При нахождении конусов в крайних положениях ремень находится в нижней части желоба. При этом уменьшается радиус петли. При сближении конусов ремень поднимается выше, что приводит к увеличению радиуса. Чтобы изменить расстояние между половинками ворота в вариаторах используется гидравлический пресс, центробежная сила или пружины
Вороты с изменяемым диаметром используют парами. Первый ворот, называемый “движущим” (drive pulley или driving pulley), подсоединяется к коленчатому валу двигателя. Его также часто называют “входным”, т.к. через него энергия от двигателя передается на трансмиссию. Второй ворот называют “движимым” (driven pulley). Он позволяет передавать крутящий момент колесному валу. Из-за этого его часто называют “выходным” воротом.
Для сохранения натяжения ремня при увеличении радиуса одного ворота, второй синхронно его уменьшает. За счет изменения радиусов воротов относительно друг друга, обеспечивается получение бесконечного количества ступеней. Так, при уменьшении радиуса “движущего” ворота и увеличении радиуса “движимого”, происходит снижение скорости вращения, и, как следствие, передача является пониженной. Если радиус на “входном” вороте увеличивается, а на втором снижается, при этом скорость вращения начинает возрастать, и получается повышенная передача.
Благодаря простоте и отсутствию ступеней CVT трансмиссия считается идеальным решением не только для автомобилей, но и для многих других видов техники. Так, вариаторы уже длительное время устанавливают на промышленных прессах, скутерах и тракторах. В вариаторе в этом случае используется ремень из плотной резины, который может скользить и растягиваться, что снижает эффективность трансмиссии.
Ремень вариатора
Появление новых материалов повышает надежность и эффективность вариаторов. Важным моментом стало появление металлических ремней, используемых для соединения воротов. Они представляют собой несколько (как правило, 9 или 12) тонких стальных полос, скрепляемых металлическими зажимами. Ремни из металла не проскальзывают, обладают высокой прочностью. Это позволяет использовать вариаторы совместно с двигателями высокой мощности. Также снижается уровень шума, создаваемый трансмиссией во время работы.