Вариаторы также называют бесступенчатыми коробками передач, потому как они обеспечивают плавную передачу крутящего момента, тем самым эффективно синхронизируясь с коленчатым валом. Отсутствие этих рывков обеспечивает комфорт в движении, а также существенную экономию топлива. Ввиду ограничения нагрузки на саму конструкцию вариатора их применение на грузовых автомобилях невозможно.

Основные элементы вариатора

Количество узлов коробки передач вариаторного типа достаточно велико, мы же рассмотрим только основные из них:

• механизм, обеспечивающий разъединение коробки и двигателя, а также передающий и регулирующий крутящий момент.
• передача вариаторного типа или вариатор, благодаря которому и назвали этот тип коробки.
• Реверсный механизм, обеспечивающий наличие заднего хода.
• Система управления скоростями и ускорениями механизма вариатора.

Первый узел имеет сложное строение, поэтому опишем его подробнее:

• Полностью автоматическое сцепление, работающее на центробежной силе.
• Дополнительное сцепление, которое работает при помощи мощного электромагнита и управляется электроникой.
• Гидравлический лопастной трансформатор.

В зависимости от модели вариатора все эти части могут применяться в коробках как раздельно, так и совместно. Это общее устройство, однако вариаторы имеют несколько устоявшихся компоновок, каждую из которых мы рассмотрим.

Клиноременные вариаторы

Крутящий момент в этом типе вариатора передаёт один или пара специальных особо прочных ремней. Вращается этот ремень через два шкива, которые образуются двумя дисками, имеющими форму конуса. Благодаря такой форме и подвижности получается шкив переменного диаметра, что даёт возможность управлять крутящим моментом. Сближаются и раздвигаются эти конусы при помощи трёх составляющих: гидравлики, опорных пружин и центробежного момента. У конусов имеет определенный угол наклона, который позволяет свести трение при перемещении ремня по поверхности к расчётному минимуму.

Первые коробки такого типа выходили из строя из-за ресурса ремня. Сейчас же используются плетеные из пружинящей проволоки ремни, которые имеют запас прочности вплоть до 2 000 000 километров пробега. Также существуют ремни, сделанные из большого количества полос стали, склепанных между собой фасонными крепежными элементами. Такая конструкция ремня даёт хорошую гибкость, а эксперты в области автомобилестроения отмечают, что именно она дала возможность для развития вариатора в качестве отдельного вида коробки передач.

Клиноцепные вариаторы

Цепь, которая используется вместо ремня, имеет большое количество сочленений, при этом она имеет большую гибкость, чем ремень. Такая система более чувствительна, ведь достаточно точечного касания для передачи управления. Конусы изготавливают из особо прочных сталей, потому как при соприкосновении с цепью возникают большие нагрузки. Обычно используется даже сталь, что и для высоконагруженных подшипников. КПД системы с цепью значительно выше, при этом практически не возникает потерь энергии.

Тороидные вариаторы.

Это самый редкий тип вариатора, однако, он имеет компактные размеры, но достаточно сложен в обслуживании. Роль регулятора скоростей выполняет соосная система из двух валов особой формы, каждый из которых образует часть поверхности классического математического тороида определенного радиуса закругления. Между валами зажата роликовая система, которая может менять свой диаметр. Чем больше диаметр – тем меньше сцепление, и наоборот.

Как работает вариатор.

Конструкция вариатора не позволяет дать обратный ход, поэтому без дополнительных механизмов включение задней передачи невозможно. Для этого в коробках такого типа устанавливается классический планетарный редуктор, состоящий из короны, водила, солнца и сателлитов.

В вариаторе возможно управление только при помощи электроники, потому как необходима полная синхронизация движения конусообразных шкивов на движение и отдаление. Причём используется многокритериальное управление, зависящее от режима работы двигателя, работы сцепления и состояния планетарного механизма в данный момент движения.

Управление осуществляется при помощи рычага из салона автомобиля, а набор опций полностью идентичен тому, который используется на АКПП.

В целом же вариатор всегда выбирает такой диаметр шкива, при помощи которого в данный момент движения получается максимальный КПД. Всё это вычисляется электроникой.

Вместо заключения.

Какую коробку выбрать – АКПП или вариатор, можно решить только после тест-драйва. Те, кто использует автомобиль для повседневных поездок по городу, скорее всего, не ощутят никакой разницы. Единственное, что может мешать водителю психологически, так это то, что при нажатии на педаль газа и последующем ускорении определенное время может не происходить изменение оборотов двигателя, к чему достаточно сложно привыкнуть.