8.2 Коробка передач с вариатором.

Вариатор – это механический узел, предназначенный для передачи усилия двигателя бесступенчато к ведущим колесам. В некотором смысле его можно назвать автоматической коробкой передач, но с совершенно другим принципом передачи крутящего момента.

Классический вариатор - это два раздвижных шкива, соединённых клиновидным ремнем. Вариатор, применяемый в автомобилях, является более сложным устройством, потому что существует необходимость введения «задней скорости» и пониженных передач.

В состав вариатора (клиноременный вариатор) входят следующие устройства:

Раздвижные шкивы – представляют собой две клиновидные «щеки» на одном валу. Приводятся в действие гидроцилиндром, который сжимает диски в зависимости от оборотов, или по управляющему сигналу от блока управления.

Клиновидный ремень – изготовлен из двух металлических лент, на которые нанизываются металлические пластинки специальной формы.

Гидротрансформатор – устройство преобразования и передачи крутящего момента, а также плавного начала движения.

Дифференциал – устройство распределения крутящего момента на ведущие колеса.

Планетарный механизм задней передачи – устройство, для обеспечения вращения вторичного вала в обратном порядке.

Гидравлический насос – устройство, которое приводится в действие гидротрансформатором и предназначено для создания давления рабочей жидкости. Давлением приводятся в действие исполнительные устройства (гидроцилиндры).

Блок управления – микропроцессорное устройство для управления исполнительными устройствами вариатора, в зависимости от сигналов, подаваемых с датчиков (местоположения коленвала, контроля расхода топлива, ABS, ESP и др.).

Существуют вариаторы не только с ременным приводом, но и цепным. В основном применяется в автомобилях Audi. Крутящий момент передается, так же как и в ременном приводе, только диски сжимают цепь, которая имеет клиновидные оси звеньев. Цепь передает усилие тянущее, а не толкательное как ремень.

Следующий тип вариатора – торовый. В состав такого вариатора входят два клиновидных диска. Один диск является ведущим, второй – ведомым. Между дисками находится ролик, который может перемещаться в вертикальном направлении и вращаться горизонтально вокруг своей оси. Таким образом, ролик может соприкасаться с разными радиусами дисков. При соединении ролика с малым радиусом ведущего диска и с большим ведомого, получается низшая передача. Если наоборот – высшая. Прямая передача – это момент соприкосновения ролика с одинаковыми радиусами дисков. Но такой вариант вариатора не получил большого распространения из-за дороговизны и применения специальных смазывающих материалов.

8.3 Требования к коробке передач.

• Обеспечение самых лучших тяговых и топливно-экономических качеств автомобиля

• Высокий КПД

• Лёгкость при управлении

• Переключение передач без ударов

• Бесшумность при работе

• Невозможность включения сразу двух передач или передачи заднего хода, когда автомобиль двигается вперёд

• Надёжное удержание передач во время их нахождения в нейтральном или включенном положениях

• Простота конструкции и небольшая стоимость

• Небольшие масса и габариты

• Удобство при обслуживании и ремонте

• Надёжность конструкции устройства

Чтобы создать условия для обеспечения наиболее лучших топливных и динамических характеристик, необходимо правильно выбрать количество ступеней переключения в коробке передач, а также их количество передаточных чисел. Положительные стороны, увеличения количества ступеней, заключается в том; что тяговые усилия автомобиля и топливная экономичность станут лучше, но минусы такого улучшения в усложнении её конструкции, возрастёт её масса и габариты, а также усложнится способ управления коробкой передач. При этом возрастёт время переключения передач, что может привести к потере динамики транспортного средства.  Удобность и лёгкость пользования напрямую зависит от способа переключения, её строение привода переключения и способа переключения передач. Переключение с одной на другую передачу происходит за счёт зубчатой муфты, подвижных кареток, фрикционных или электромагнитных элементов и муфт синхронизаторов. Наиболее простыми и компактными являются  коробки передач с каретками переключения. Но благодаря такому простому способу, переключение происходит с ударами в трансмиссии, вследствие этого необходимо использовать дополнительные усилия для перехода на другие передачи, нагружая тем самым выжимной диск сцепления и маховик двигателя. Такой способ не хорошо сказывается на ресурсе коробки передач и узлов сцепления. За счёт зубчатых муфт немного улучшается ситуация, но удары при переключении всё равно присутствуют. Благодаря зубчатым муфтам усложняется конструкция. Для достижения лучшего безударного переключения устанавливаются синхронизаторы. Тем самым усложняется конструкция и процесс сборки коробки. В основном в коробках передач применяют комбинированный метод, это когда на маленьких передачах используются зубчатые муфты и каретки, а на высоких синхронизаторы. Все эти детали на шум особо не влияют. На шум влияют устанавливаемые шестерни, если устанавливаются прямозубые шестерни, то шум будет сильным, при установке косозубых и шевронных шестерней шум становится значительней меньше.