Устройство, принцип работы и разновидности вариаторов
Практически все современные транспортные средства снабжаются трансмиссией, способной регулировать величину и направление крутящего момента. Этой цели служат классические механические коробки передач, автоматические устройства и роботизированные технологии. Однако все описанные методики ограничивают выбор передаточного числа фиксированным количеством точных значений. Совсем иначе устроен и работает вариатор – он способен плавно регулировать передачу в заданном диапазоне, соотнося ее с фактическими условиями работы. Попробуем разобраться, какие конструктивные особенности обеспечивают вариатору эту возможность и какие разновидности подобных устройств существуют.
Вариатор включает ведущий и ведомый элемент, конструкция и связь которых зависит от типа устройства, но в любом случае предполагает автоматизированную механическую регулировку передаточного числа. Кроме того, большинство вариаторов комплектуется модулями отключения (нейтральной передачи), заднего хода и управления. Вариатор обеспечивает рационализацию использования мощности двигателя и соответственно – расхода топлива, синхронизацию режимов работы силового агрегата и ведущих механизмов, быструю и качественную обратную связь при изменении условий движения, и, как следствие, удобство в эксплуатации. Наибольшее распространение получили три вида вариаторов:
- ременные – в качестве связующего элемента выступает ремень, а регулируемым является диаметр шкивов, которые состоят их двух раздвижных дисков;
- цепные – связь обеспечивает цепь, изменяется диаметр шестерен;
- тороидальные – включают два сферических барабана неизменного диаметра с расположенными между ними роликами, изменение передачи осуществляется изменением взаимного расположения барабанов.
В современных автомобилях чаще всего используют вариаторы, снабженные клиновыми ремнями из тонких металлических пластин, или клиноцепные вариаторы. Оба механизма отличаются высокой механической прочностью, долговечностью и надежностью, схожи в реализации процесса регулировки. Раздвижение рабочих дисков достигается за счет повышения крутящего момента, что, в свою очередь, связано с возрастанием нагрузки на силовой агрегат. При уменьшении нагрузки крутящий момент также снижается, что влечет сближение дисков под воздействием источника запасенной энергии. К разновидностям таких источников относят центробежные силы, внутреннее давление гидравлических систем, сжатие пружин.
Технологический прогресс последних лет привел к значительным совершенствованиям в конструкции вариаторов, которые теперь способны на равных конкурировать с другими видами трансмиссий. Вполне вероятно, что вскоре они займут лидирующие позиции в этой сфере.