Как работает вариатор — это очень интересная и довольно простая в основе концепция.
Основная идея: В отличие от обычных коробок передач с фиксированными передачами (1-я, 2-я, 3-я и т.д.), вариатор не имеет шестеренок. Он обеспечивает бесступенчатое изменение передаточного числа. Это значит, что передач бесконечно много, и коробка может плавно и постоянно подбирать самое эффективное соотношение между оборотами двигателя и скоростью колес.
Главные компоненты вариатора (самая распространенная клиноремённая схема):
1. Ведущий шкив (первичный): Соединен с коленчатым валом двигателя.
2. Ведомый шкив (вторичный): Соединен с карданным валом, который передает вращение на колеса.
3. Ремень или цепь: Соединяет оба шкива. Современные ремни сделаны из множества стальных пластин, соединенных металлическими лентами, что позволяет им передавать большой крутящий момент.
4. Гидравлическая система управления: Создает давление для сдвигания и раздвигания шкивов.
5. Электронный блок управления (ЭБУ): "Мозг" системы, который определяет, какое передаточное число нужно в данный момент.
Принцип работы: "Волшебные конусы"
Ключевой элемент — каждый шкив состоит из двух конусообразных половинок, которые могут сдвигаться и раздвигаться.
· Когда половинки шкива сдвигаются, ремень выталкивается наружу и проходит по большему диаметру.
· Когда половинки шкива раздвигаются, ремень проваливается внутрь и проходит по меньшему диаметру.
Теперь представим, как это создает "передачи":
Режим "старт с места" или "тяга" (низкая "передача")
· Ведущий шкив (от двигателя): Его половинки раздвинуты. Ремень вращается на малом диаметре. Это как маленькая звездочка на велосипеде.
· Ведомый шкив (на колеса): Его половинки сдвинуты. Ремень вращается на большом диаметре. Это как большая звездочка на велосипеде.
Что это дает: Двигателю нужно сделать много оборотов (маленький шкив), чтобы колеса (большой шкив) сделали всего один оборот. Это обеспечивает высокий крутящий момент для уверенного старта и подъема в гору.
Режим "скорость" или "трасса" (высокая "передача")
Теперь ситуация меняется на противоположную:
· Ведущий шкив (от двигателя): Его половинки сдвигаются. Ремень теперь вращается на большом диаметре (большая "звездочка").
· Ведомый шкив (на колеса): Его половинки раздвигаются. Ремень вращается на малом диаметре (маленькая "звездочка").
Что это дает: Двигателю нужно сделать всего один оборот (большой шкив), чтобы колеса (маленький шкив) сделали много оборотов. Это позволяет двигаться на высокой скорости при низких оборотах двигателя, что экономит топливо и снижает шум.
Плавное изменение
Весь фокус в том, что шкивы меняют свой диаметр плавно и одновременно, под управлением компьютера. Не существует фиксированных положений "первая", "вторая" передача. Компьютер постоянно вычисляет оптимальное соотношение диаметров шкивов, чтобы двигатель работал в самом эффективном диапазоне оборотов для текущей нагрузки и скорости.
Почему двигатель "гудит" на одной ноте?
Это самый характерный признак работы вариатора. При резком разгоне электроника сразу устанавливает такое соотношение шкивов, при котором двигатель выходит на обороты своей максимальной мощности (например, 5000 об/мин). Двигатель "зависает" на этих оборотах, а разгон происходит за счет плавного изменения диаметров шкивов. Со стороны кажется, что мотор "ревет", а acceleration отсутствует, хотя на самом деле автомобиль разгоняется эффективно.
Имитация переключения передач
Многим водителям не нравится эта "ватность" и монотонность. Поэтому производители добавили режимы, где вариатор искусственно "перескакивает" между виртуальными передачами, создавая ощущение работы классической АКПП. Это чисто программная функция для комфорта водителя, а не необходимость.
Итог: Вариатор — это элегантная механическая система, которая обеспечивает плавность хода и топливную экономичность за счет бесступенчатого изменения передаточного числа между двигателем и колесами.