Центробежное сцепление - это вариатор

Центробежное сцепление скутера

Устройство и принцип работы центробежного сцепления скутера (в народе: «заднего вариатора»)

По своей конструкции центробежное сцепление скутера, устанавливаемое на большинство моделей, гениально. И как все гениальное — просто.
В связи с этим оно отличается высокой надежностью, простотой обслуживания и ремонта.

Конструкция центробежного сцепления.

1. Барабан сцепления (колокол).
2. Первичный вал с платой и конусом ведомого шкива.
3. Колодка сцепления.
4. Вторичный вал.
5. Фрикционная накладка.
6. Пружина.
7. Втулка.
8. Подшипник.
9. Ремень вариатора.

Принцип работы

Крутящий момент от работающего на холостых оборотах двигателя с ведущего шкива предается на ведомый 2 посредством ремня вариатора 9. Происходит свободное вращение первичного вала вместе с платой сцепления. Так как обороты невелики, то усилие пружин 6 обеспечивает максимальное сдвижение колодок 3, и их контакта с барабаном 1, жестко установленном на вторичном валу 4, не происходит.

При повышении оборотов двигателя увеличивается угловая скорость вращения первичного вала 2 с платой сцепления. Соответственно увеличивается центробежная сила, показанная красными стрелками. Колодки 3, преодолевая упругость пружин 6, раздвигаются и посредством фрикционных накладок 5 входят в соприкосновение с барабаном 1. Происходит передача части крутящего момента вторичному валу с нарастанием пропорционально оборотам. Скутер трогается с места. С повышением оборотов сила, прижимающая накладки, возрастает, и трение скольжения постепенно становится статичным, полностью передавая движение на ведущее колесо. При сбрасывании оборотов все происходит в обратном порядке. Согласитесь, очень простая и удобная конструкция. Поэтому центробежное сцепление скутера так распространено.

Типичные неисправности сцепления

В основном владельцы производят ремонт центробежного сцепления скутера для замены колодок 2 в связи с износившимся фрикционным слоем. Обычно эта неисправность характеризуется необходимостью значительно повышать обороты двигателя для того, чтобы тронуться с места. Если же происходит заклинивание колодок, что достаточно редко, то это сопровождается вращением ведущего колеса на холостых оборотах.

Со временем пружины 1 растягиваются, что приводит сначала к неустойчивой работе двигателя на холостых оборотах, а затем и к неполному выключению сцепления. Это сопровождается «желанием ехать» на малых оборотах. При поломке пружины на холостых оборотах возникает вибрация и толчки, которые постепенно пропадают с увеличением оборотов и скорости. Ремонт заднего вариатора скутера, как многие называют сцепление, состоит в замене всех пружин. Иначе кроме разбалансировки получится неравномерный износ фрикционных накладок.

Износ барабана 4 обычно сопровождается появлением на его внутренней поверхности, контактирующей с колодками, концентрических борозд. При их появлении следует произвести проточку и шлифовку барабана, если есть такая возможность. Если же нет, то заменить барабан.

Низкая тяга, плохое движение под уклон, повышенный шум, который производит центробежное сцепление скутера, свидетельствует о выходе из строя подшипников вала. Их необходимо заменить, иначе может произойти заклинивание.

Плата сцепления обычно не доставляет проблем владельцу. Случаи ее разрушения очень редки и, в основном, связаны с заводским производственным браком.

Как видим, благодаря своей простоте, такая трансмиссия надежна и в случае ремонта не требует больших затрат и умения. Нужно просто быть внимательнее к различным проявлениям неисправностей и своевременно их устранять.

Статьи

Он используется для плавного изменения частоты вращения ведомого вала. В основном на всех типах мотороллеров установлен клиноременный вариатор. Он состоит из ведущего шкива, ведомого и клиновидного ремня и работает только в зависимости от количества оборотов двигателя, не реагируя на нагрузки (например при подъеме в гору, нагрузка на заднее колесо увеличивается, а передаточное число остается неизменным), что является одним из его недостатков.

Начнем с самого простого. Почему клиновидный ремень? Из рисунка видно, что ремень в разрезе имеет трапециевидную форму и «вклинивается» в шкив только своими боковыми поверхностями. При износе этих поверхностей, благодаря своей форме, он врезается глубже в шкив и все равно остается в хорошей сцепке с ним.

Как изменяется передаточное число? Устройство ведущего шкива (ведущий шкив вращается коленвалом) таково, что его щеки при воздействии центробежных сил плавно сжимаются и выталкивают клиновидный ремень все дальше и дальше от центра шкива. Ведомый же шкив при этом наоборот, разжимается, и ремень на нем плавно утопает все ближе и ближе к центру шкива. Чем больше обороты двигателя — тем больше сжимается ведущий шкив и разжимается ведомый, тем самым меняя передаточное число от коленвала к заднему колесу. Этот процесс хорошо виден на этих рисунках:

Двигатель не запущен:

Малые обороты двигателя:

Средние обороты двигателя:

Максимальные обороты двигателя:

На рисунках показаны также положения клиновидного ремня в разрезе на ведущем шкиве (слева) и ведомом (справа) при разных режимах работы двигателя.

Как устроен ведущий центробежный шкив вариатора? Довольно просто!
Разберемся в его конструкции, показанной на рисунке:

1 — неподвижная щека шкива, жестко прикрученная к цапфе (хвостику) коленчатого вала 5 болтом 8 с шайбой 6. Клиновидный ремень 2 размещен между щеками 1 и 3. Щека 3 устроена так, что свободно перемещается на валу 5. Перемещают ее ролики 4 которые упираются в упорную и неподвижную щеку 9. Под воздействием центробежной силы, ролики 4 расходятся от центра вала 5, тем самым сдвигая щеку 3 ближе к щеке 1 и выталкивая ремень 2 дальше от вала 5. Положения роликов 4 и щеки 3 на разных оборотах двигателя Вы уже видели на четырех рисунках выше.

Теперь немного о ведомом шкиве (рисунок ниже).

От ведущего шкива он отличается тем, что у него нет роликов, вместо них пружина (смотрите рисунок справа). В тот момент когда на ведущем шкиве щеки сближаются, выталкивая при этом ремень, на ведомом шкиве щеки (а именно двигается щека 5 по валу 7, щека 6 установлена жестко и неподвижна) наоборот, расходятся, сжимая пружину 3, и ремень опускается глубже, что опять таки видно на режимах работы двигателя выше на четырех рисунках. Благодаря пружине 3 клиновидный ремень всегда натянут, и натяжение его пропорционально увеличивается с увеличением оборотов. Это в свою очередь позволяет не проскальзывать ремню на более высоких оборотах, на которых нагрузка больше чем на более низких.

Существуют также более простые модели мотороллеров у которых отсутствует вариатор на ведущем валу. Вместо него установлен простой шкив и передаточное число от него к ведомому фиксированное на всех оборотах двигателя. Такие модели больше 50 км/ч. не развивают и «тупо» набирают обороты с места. Ведомый же шкив у них такой же как и у вариаторных — под пружиной и служит только для натяжения ремня. Единственный плюс такого устройства — ремень служит дольше.

Дальше вступает в работу автоматическое сцепление, которое находится в сборе с ведомым шкивом.

Что такое центробежное автоматическое сцепление? Это механическое устройство, которое автоматически, при определенных оборотах двигателя, с помощью центробежных сил соединяет вторичный вал вариатора с редуктором. Оно используется для плавного троганья мотороллера с места без каких либо ручек и педалей. Такое сцепление установлено в основном на всех типах мотороллеров, где установлен клиноременный вариатор.

Рассмотрим принцип работы автоматического центробежного сцепления с помощью рисунка:

Вторичный вал клиноременного вариатора 2 (далее просто вал вариатора) установлен на первичном валу редуктора 4 (далее просто вал редуктора) на подшипниках 8, и благодаря этому два вала вращаются независимо друг от друга в тот момент когда мотороллер не заведен или работает на холостых оборотах.
На валу вариатора установлена пластина 2 к которой крепятся колодки 3 (с помощью втулок 7) с приклеенными к ним асбестовыми накладками 5. Колодки прижимаются под действием пружин 6 в направлении к центру вала вариатора. При определенных оборотах двигателя, под воздействием центробежных сил, пружины разжимаются и колодки 3 начинают двигаться в направлении, указанном стрелками с буквой С. При этом накладки 5 плавно прижимаются к диску 1, который жестко прикручен к валу редуктора 4, вал редуктора соединяется с валом вариатора и они начинают вращаться синхронно.

Как же получается так, что мотороллер плавно трогается с места? Очень просто. На оборотах двигателя, при которых мотороллер только начинает трогаться с места, сила С показанная стрелками на рисунке еще не велика, поэтому колодки проскальзывают (трутся) по диску 1, и он начинает вращаться, но еще с меньшей скоростью чем вал вариатора. С увеличением оборотов, когда эта сила возрастает, проскальзывание плавно уменьшается и наступает момент, когда колодки 3 с накладками 5 прижимаются так сильно, что сцепляются жестко и обороты вторичного вала вариатора 2 беспрепятственно передаются редуктору 4 и становятся равными.

Дальше вступает в работу редуктор, но об этом уже другая статья.

Центробежное сцепление это вариатор

Сообщение новичок » 21 апр 2014, 20:18

Как вставить фото — тут
Как вставить видео — тут
Инструкции по форуму — тут

Сообщение Polk » 23 апр 2014, 21:16

Добрый день.
Спасибо за тему, сам бы не решился

Хотелось бы начать с самого востребованного элемента трансмиссии малой техники на моторах типа Honda GX
Это центробежное сцепление.
Его назначение и задачу описывать незачем. Но вот где его взять и еще для своих параметров и задач, всегда ставит в тупик. С этим я первый раз столкнулся когда сделал минимобиль МикроБ в 2003 году. Первые образцы были со скутеровскими двухтактными моторами honda dio, которые плохо работали зимой и сгорали при крутых спусках с закрытой заслонкой. И я перешел на четырехтактные моторы, первые я снимал с электростанций (раньше отдельно сложно было найти). Генераторы выбрасывал, а вот моторы ставил сначало с самодельным вариаторм, а потм переделывал сцепление от скутера, но всё это жило недолго, совсем недолго.
И в это время сделал своё первое сцепление с двумя колодками и накладками от задних колодок ВАЗ. За перве два года этог сцепление прошло три рейстайленга и сейчас оно производится серийно в трех размерностях и огромном количестве модификаций под конкретную задачу.
Сфера применения: от наших снегоходов, снегокатов, болотоходах, картингов до циркулярных пил, лебедок, дизельных вентиляторных установок до валов отбора мощьности на маленьких тракторах. Даже для запуска планеров заказывали.
Вот фото сцеплений:

http://fotki.yandex.ru/users/box647/view/882405/

http://fotki.yandex.ru/users/box647/view/882406/

«Центробежное сцепление» на Яндекс.Фотках

А это первый носитель и испытатель моих сцеплений.
Сухой вес 280 кг. грузоподьемность 2 человека. Скорость с мотором 6,5 л/с. до 25 км/час. (скорость ограничена)

«минимобиль МикроБ» на Яндекс.Фотках

«микромобиль МикроБ» на Яндекс.Фотках

Сообщение новичок » 23 апр 2014, 21:19

Как вставить фото — тут
Как вставить видео — тут
Инструкции по форуму — тут

Сообщение Polk » 23 апр 2014, 22:35

Сцепление должно позволять снимать момент с двигателя разными способами: с помощью цепи, с помощью ремня и т.п.
Соответственно цепь может быть с любым шагом: 12,7 мм. (Восход, Минск, мотороллер), 15,875 мм. (ИЖевская), а так же используется цепь привода ГРМ ВАЗ 2123 (Нива) с шагом 9,525 мм.
Ременная передача так же может быть разной: это и полиремень от привода генератора на автомобилях, а так же простыми клиновыми ремнями.
Ниже привожу копоновочные размеры для моторов до 6,5 л/с с валом Ф 18мм. 19,05мм. и 20,0мм. самые распространенные в производстве самоделок.
В этом случае каждый выбирает своё, ни вчем себе не отказывая Да и компоновку можно выбрать одну из двух, в зависимости от устройства трансмиссии:
КОМПОНОВКА №1

«компоновка центробежного сцепления» на Яндекс.Фотках

КОМПОНОВКА №2

«компоновка центробежного сцепления» на Яндекс.Фотках

Шкив под полиремень КОМПОНОВКА №1
/url]
«[url=http://fotki.yandex.ru/users/box647/view/882429/]компоновка центробежного сцепления» на Яндекс.Фотках

Такое сцепление, при правильном передаточном отношении трансмиссии, позволяет с мотором 6,5 л/с работать на машинках общим весом до тонны!
Привожу в пример видео:

Сообщение Копай » 23 апр 2014, 22:46

Сообщение Ed. » 23 апр 2014, 22:58

Сообщение Polk » 24 апр 2014, 06:26

Про сцепления я продолжу, попозже.

Смысл вариатор или двухступенчатый редуктор?
Сцепление нам позволяет реализовать одну передачу, я говорю как в автомобиле.
Первая передача — силовая, хорошо трогается, тянет, но скучно ехать
Вторая передача — неплохо трогается, тянет, ехать веселее, но далеко ехать опять же скучно.
Третья передача — трудно трогается, только по ровной поверхности, скорость приличная, весело только одному (так как уже двоем не тянет), ну и конечно греется и снашивается сцепление.
И люди кому нужно два режима из этих трех ставят две звезды или два шкива. По полю едут весело и быстро, а вот по горкам и полесью неспешно и уверенно. Это ручная КПП, но как на тракторе, ОСТАНОВИЛСЯ включил поехал, снова ОСТАНОВИЛСЯ переключил и поехал.
Вариатор это все делает за вас и тяга на старте хорошая и скорость, если нет нагрузки, приличная. НО Трогаемся за счет пробуксовки ремня и он соответственно греется, зимой это прощается, а вот летом при частом старт-стоп ремень от температуры расслаивается
На моем МикроБе его хватало при прокате на сутки. Конечно бывают ремни и стойкие к температурам, но это и ценник и доступность.
Скутера пошли по пути решения этой проблемы совместив вариатор и сцепление и получили достаточно устойчивую и надежную трансмиссию. Итакая трансмиссия не всегда доступна в самоделостроении, стандартной под эти двигателя нет, а создать это примерно пол года-год. У меня уже есть она, и до нее доберусь и раскажу

Устройство сцепления, настройка

Сцепление скутера

Что такое центробежное автоматическое сцепление? Это механическое устройство, которое автоматически, при определенных оборотах двигателя, с помощью центробежных сил соединяет вторичный вал вариатора с редуктором. Оно используется для плавного начала движения скутера с места без каких либо ручек и педалей. Такое сцепление установлено в основном на всех типах скутеров, где установлен клиноременный вариатор.

Рассмотрим принцип работы автоматического центробежного сцепления с помощью рисунка:

На валу вариатора установлена пластина 2 к которой крепятся колодки 3 (с помощью втулок 7) с приклеенными к ним асбестовыми накладками 5. Колодки прижимаются под действием пружин 6 в направлении к центру вала вариатора. При определенных оборотах двигателя, под воздействием центробежных сил, пружины разжимаются и колодки 3 начинают двигаться в направлении, указанном стрелками с буквой С. При этом накладки 5 плавно прижимаются к диску 1, который жестко прикручен к валу редуктора 4, вал редуктора соединяется с валом вариатора и они начинают вращаться синхронно.

Как же получается так, что скутер плавно трогается с места? Очень просто. На оборотах двигателя, при которых скутер только начинает трогаться с места, сила С показанная стрелками на рисунке еще не велика, поэтому колодки проскальзывают (трутся) по диску 1, и он начинает вращаться, но еще с меньшей скоростью чем вал вариатора. С увеличением оборотов, когда эта сила возрастает, проскальзывание плавно уменьшается и наступает момент, когда колодки 3 с накладками 5 прижимаются так сильно, что сцепляются жестко и обороты вторичного вала вариатора 2 беспрепятственно передаются редуктору 4 и становятся равными.

Тюнинговый мотор

Почему на форсированных моторах так важно производить сцепление на более высоких оборотах, можно увидеть на диаграмме. Применение, например, гоночных выхлопных систем позволяет увеличить пиковую мощность, но сдвигает пик в область более высоких оборотов. Но из-за этого возникает провал на низких оборотах.

Синяя линия показывает типичный стандартный мотор. Он включает сцепление примерно на 4500 об/мин. Максимальная мощность 4,5 лс достигается при 7000 об/мин. Этот пункт мы называем оборотами пиковой мощности. Стандартный двигатель держит мощность 4-4,5 лс на очень длинной «полочке» оборотов в 5000-8000. Красная кривая показывает двигатель с гоночной выхлопной системой и расширенными фазами газораспределения. Мощность 8-9 лс здесь достигается в узком диапазоне оборотов (8000-9500), но при этом она в 2 раза выше, чем у стандартного мотора! До 5000 оборотов стандартный мотор имеет мощность на 1 лс больше, чем тюнинговый. Чтобы преодолеть этот провал, делают так, чтобы сцепление срабатывало при 7000 об/мин.

Надеемся, теперь становится лишиний раз ясно, что одно дело — получить прирост пиковой мощности, а другое — правильно его реализовать.

Настройка

Стандартное сцепление настраивается исключительно заменой пружинок на более жесткие. Большинство производителей выпускает специальные наборы из нескольких комплектов пружинок различной жесткости. Можно, конечно, уменьшить массу колодок, сточив их в каком-нибудь месте, но такой способ настоятельно не рекомендуется . Во-первых, потребуется много попыток, прежде чем Вы добьетесь нужного результата, а во-вторых, масса всех трех колодок должна быть строго одинакова — этого не так просто добиться в домашних условиях. Не стоит забывать также, что возможности родного сцепления лимитированы материалом колодок. На выских оборотах он будет передавать вращение с избыточным проскальзыванием, а это преждевременный износ и нагрев.

Производители тюнинговых узлов сцепления предлагают разные технологии настройки: сменные пружинки, изменяемое преднатяжение пружинок, сменные накладки-грузики, регулирующие массу колодок. Безусловно, это позволяет настраивать сцепление быстро и точно. Не последнюю роль играет и иной материал рабочих накладок, который позволяет минимизировать проскальзывание. Подводя итог, можно сказать, что для тюнинга Sport достаточно заменить пружинки в родном сцеплении. Тем, кто осознанно выбрал тюнинг Racing, рекомендуется заменить весь узел сцепления.

Polini Evo 2G

Отдельное слово — фавориту среди тюнинговых узлов — Polini Evo 2G. Запатентованная технология с двумя колодками и нетрадиционным механизмом регулировки позволяет этому устройству на голову обходить конкурентов. Технология регулировки проста, как и все гениальное, и в то же время обеспечивает высочайшую точность работы. Главным отличием от всех остальных изделий на рынке является то, что пружины здесь работают на сжатие, а не растяжение — это существенно увеличивает надежность (при классической компоновке пружинки иногда рвутся под напряжением). Плюс новая конструкция позволила изменять преднатяжение пружин вращением регулировочных гаек — такого Вы нигде больше не встретите. Регулируется преднатяжение с точночтью до десятых милиметра.

Плюсы и минусы использования автоматического сцепления на вездеходной технике

Приветствую! Как на самодельные, так и на серийно выпускаемые вездеходы часто устанавливаются китайские двигатели Лифан или их аналоги под другими марками. Эти моторы обычно устанавливаются вместе с понижающим редуктором и автоматическим сцеплением, либо с вариатором. И в том, и в другом случае сцепление получается автоматическим; при увеличении оборотов двигателя вездеход страгивается с места.

Но на вездеходной технике вполне может использоваться и обычное сцепление, как в автомобиле. Опираясь на свой опыт эксплуатации самодельного трайка из мотоцикла Урал, я постараюсь выделить основные преимущества и недостатки автоматического сцепления по сравнению с принудительным.

Видео по статье:

Напомню, что изначально трицикл был с родными Ураловскими двигателем, КПП и, соответственно, сцеплением. Сейчас же там установлен китайский двигатель Forza (аналог Lifan) с понижающим редуктором и автоматическим сцеплением, плюс КПП от “классики”. Подробнее про трайк можете почитать в этой статье. Конечно, это не совсем вездеход, но, думаю, основные принципы управления те же.

Преимущества автоматического сцепления

Итак, не углубляясь в особенности работы центробежного сцепления или вариатора, перечислим основные достоинства данного решения на вездеходе:

Простота конструкции. Сцепление срабатывает автоматически в результате центробежной силы, что уже исключает необходимость применения гидравлических или механических приводов. Если взять в пример понижающий редуктор с центробежным сцеплением для двигателя Лифан, то его конструкция предельно проста. Ломаться там почти нечему, разве что диски со временем стираются. С вариатором чуть посложнее.
Двигатель не глохнет при перегрузках. Если, скажем, на автомобиле мы будем страгиваться на низких оборотах, то двигатель, скорее всего, заглохнет. В случае с автоматическим сцеплением такая ситуация исключена. И это является огромным плюсом на бездорожье.
Удобство. Не нужно выжимать сцепление: поддал газу — поехал, сбросил газ — остановился или переключил передачу.

Теперь недостатки:

Сложнее контролировать крутящий момент на колесах. Например, с автоматическим сцеплением ехать внатяг на холостых оборотах не получится.
При езде на малых оборотах диски автоматического сцепления быстро изнашиваются, т.к. центробежной силы недостаточно для их сжатия, что способствует их проскальзыванию.
Невозможность мгновенного выключения сцепления. Пока обороты двигателя не снизятся до холостых, сцепление не отключится. Это мешает при переключении передач и, например, попытке выбраться из ямы враскачку.

Вот вроде бы все основные моменты, касающиеся использования автоматического сцепления на вездеходной технике.

Вывод

Что касается моего самодельного трайка, то после установки китайского мотора с центробежным сцепление, ехать по бездорожью стало гораздо легче. Можно страгиваться на любой передаче вплоть до третьей, при этом двигатель не заглохнет даже в тяжелых условиях, чего нельзя было сказать об Ураловском моторе. Конечно, тут дело еще в передаточных числах трансмиссии; первая передача с Ураловским двигателем была слишком быстрой для бездорожья.

Пишите в комментариях, что думаете по поводу использования автоматического сцепления на вездеходной технике.

Плюсы и минусы использования автоматического сцепления на вездеходной технике: 4 комментария

У меня делема. Хочу купить мотосабачку на 380 гусянке. Не могу выбрать с понижающим редуктором или с вариатором сафари. Что вы скажите про вариатор?

Пока ничего интересного — нет опыта эксплуатации вариатора

Здравствуйте а если зведочку поставить на 32 зуба какой эфект будет на 6.5 двигателе спасибо заранее

Здравствуйте. Повысится скорость, снизится тяга. Через пару недель будем на трицикл ставить ведомую звезду на 26 зубьев вместо 37. Посмотрим, что из этого выйдет. Будет видео

Что такое вариатор (CVT) и как им пользоваться

Вариатор (CVT) — вид КПП, подразумевающий бесступенчатое изменение передаточного числа, что обеспечивает плавный разгон и снижение скорости без рывков, как это происходит в классическом «автомате». Такая «коробка» выделяется большей эффективностью, сниженным расходом горючего, отсутствием шума и постоянной тягой. Ниже рассмотрим, как появилась вариаторная КПП, из каких элементов она состоит, и как работает. Отдельно выделим виды, плюсы и минусы, а также советы по использованию такой трансмиссии.

История появления вариатора

Первопроходцем в вопросе изобретения «постоянно меняющейся трансмиссии» считается Леонардо да Винчи. Именно он придумал устройство еще в конце XV века. При этом официальный патент получен только через несколько столетий, что существенно затормозило развитие направления.

В середине XX века CVT (Continuously Variable Transmission) стали использоваться в мотоциклах, в еще спустя полвека они стали востребованы в авиации. Первую машину с вариатором выпустил производитель Daf в 1958-м. Используемые в то время механизмы имели низкий уровень надежности. Так, резиновые ремни быстро выходили из строя, а трансмиссия часто нуждалась в ремонте.

Через некоторое время инженер из Нидерландов Хуб Ван Дорн придумал ремень из стали, который придал системе большей надежности и позволил использовать вариаторную КПП на мощных автомобилях, а в 1980-х стартовал полноценный выпуск машины с такими коробками.

В течение длительного времени вариатор был существенно доработан. В частности, стали использоваться более качественные материалы, изменился диаметр, улучшилась гидравлическая составляющая, оптимизирован вопрос электронной части и т. д.

Устройство вариатора и принцип работы

Вариатор CVT работает за счет бесступенчатого изменения момента вращения в определенных пределах моментов. Это становится возможным, благодаря использованию следующих составляющих:

вариаторная передача;
устройство, обеспечивающее реверс, и необходимое для движения назад;
процессор для управления системой;
сцепление для передачи момента вращения и отсоединения КПП.

В роли последнего узла могут использоваться следующие виды сцепления:

центробежное;
гидротрансформаторное;
многодисковое мокрое;
электромагнитное.

Наиболее распространенным является гидротрансформаторный вариант, обеспечивающий плавность движения автомобиля и продлевающий срок службы КПП. Одним из слабых мест является риск перегрева механизма, из-за чего многие автовладельцы жалуются на зажигание соответствующей лампочки на приборной панели. Для снижения трения применяется масло CVT, обеспечивающее безошибочную работу устройства.

Основная контрольная функция ложится на управляющий блок. Именно он берет на себя задачу управления сцеплением, увеличения/уменьшения скорости, контроль редукторного механизма и работу реверса. Для корректной работы на электронный блок поступают данные от многих датчиков, контролирующих тормозную систему, давление в колесах, обороты мотора и т. д.

Принцип действия прост. Водитель выбирает режим движения с помощью ручки КПП, после чего начинает работать вариатор. Устройство само выбирает необходимое передаточное число с учетом скорости движения и нажатия на педаль газа. В этот момент происходит раздвижение или сближение шкивов, соединенных ременной передачей, и, соответственно, изменение передаточного числа.

Когда шкивы раздвигаются, ремень вращается с небольшим диаметром. Если сравнивать с МКПП, это характерно для максимальной скорости. В ситуации, когда устройства сдвигаются, ременная передача работает по максимальному диаметру. В результате машина движется медленно, как на самой низкой скорости для МКПП (первой).

Разновидности вариаторов

При использовании CVT необходимо понимать, что они бывают нескольких видов. Кратко рассмотрим особенности каждого из вариантов:

Клиновидный ременной. Конструктивно состоит из пары шкивов, объединенных клиновой ременной передачей. Шкив состоит из пары дисков-конусов, которые сближаются или отдаляются с помощью гидравлики и специального пружинного механизма. Конусы находятся под 20-градусным углом, что обеспечивает плавное перемещение с минимальным сопротивлением. Современные коробки вариаторы имеют ремни, изготовленные из стальных полос, отличающихся большей прочностью, минимальной шумностью и высокой степенью надежности.
Клиновидный цепной. По названию ясно, что в таких видах CVT применяется цепочка, которая сформирована из множества пластик. Передача момента осуществляется посредством фиксации со специальными дисками-конусами. В точках соприкосновения появляется высокая нагрузка, которая приводит к нагреву, что компенсируется за счет системы охлаждения. Такие устройства отличаются более высоким КПД, но в них нет реверса, что требует применения дополнительного устройства.
Тороидный. В таком типе вариаторной КПП не предусмотрено ни цепной, ни ременной передачи. Конструктивно устройство состоит из 2-х валов с зафиксированными между ними роликовыми механизмами. Скорость меняется посредством изменения позиции роликов, а сам момент передается, благодаря контакту рабочих участков. Такой тип CVT применяется реже всего, но именно этот тип считается наиболее перспективным.

Разница между вариатором и классической АКПП

Автовладельцы-новички часто не могут выбрать, что лучше —вариатор или автомат(обычная АКПП). В обоих случаях речь идет об автоматическом переключении скоростей, но принцип действия отличается. В отличие от CVT, который обеспечивает плавное изменение передач, в стандартной коробке-автомат процесс происходит ступенчато.

Конструктивно АКПП состоит из управляющего механизма (гидравлика, электроника), гидротрансформатора для сцепления и планетарной «коробки». Устройство работает следующим образом:

Мотор через специальные валы передает момент вращения на гидравлический трансформатор.
Происходит передача усилия на планетарное устройство.
Последнее получает сигналы от управляющего блока и включает нужную скорость.

Иными словами, в классической АКПП функцию сцепного устройства берет на себя гидравлический трансформатор. В отличие от рассмотренной выше коробки, ремень вариатора обеспечивает плавное изменение момента без малейших дерганий в момент переключения.

Достоинства и недостатки

При рассмотрении особенностей вариаторной КПП необходимо понимать ее слабые и сильные места.
К преимуществам CVT можно отнести:

Плавное изменение скоростного режима. В отличие от гидротрансформаторной коробки-автомат вариатор обеспечивает увеличение и уменьшение скорости без малейших толчков / рывков.
Повышенный срок службы мотора. При правильной эксплуатации, своевременной замене масла в вариаторе и выполнении других регламентных работ устройство обеспечивает плавную передачу момента на двигатель и тем самым продлевает его ресурс.
Более экономный расход горючего, благодаря высокому КПД механизма. В среднем коэффициент полезного действия больше на 7-10%, если сравнивать с классической коробкой-автомат.
Экологическая чистота механизма. В процессе работы вариаторная система выбрасывает в атмосферу меньше опасных компонентов (если сравнивать с другими «коробками»).
Быстрый разгон. Отсутствие рывков способствует экономии времени в момент набора скорости, что обеспечивает лучшую динамику для автомобиля.
Легкость управления. Достаточно выбрать нужный режим на ручке, чтобы начать движение.

Несмотря на преимущества, CVT имеет и ряд минусов:

Трудности обслуживания. Ремонт и замена вариатора — очень дорогостоящая операция, за которую берутся единицы мастеров. Иногда приходится обзвонить не одно СТО, чтобы найти подходящий вариант.
Высокая стоимость масла. Для заливки в CVT применяются специальные смазывающие составы, имеющие более высокую цену.
Раз в 100-150 тыс. километров требуется замена ремня, что является дорогим удовольствием.
Зависимость от электроники. Вариаторная КПП в процессе работы получает сигналы от многих датчиков. Если какой-то из них сбоит, система будет работать неправильно, а это ведет к необходимости ремонта вариатора и дополнительным расходам.
Сравнительно небольшой ресурс. Вариаторная коробка не любит большие нагрузки, поэтому выходит из строя быстрей МКПП. В частности, для нее может оказаться критичной буксировка в снегу или грязи.
Повышенный риск поломки из-за неправильной эксплуатации.

Производители постоянно работают над совершенствованием вариатора и устраняют недостатки. Многие слабые места, связанные с низкой надежностью, остались в прошлом. Но ресурс устройства во многом зависит от самого автовладельца и следования ряду правил.

Итоги

Вариаторные КПП — привлекательный вариант с позиции плавности хода, КПД, ускорения и расхода топлива. Но такой вид трансмиссии требует внимания в процессе обслуживания и правильной эксплуатации. Ошибки в вопросе применения могут привести к выходу из строя механизма, необходимости его ремонта или даже замены.