Отличие вариатора от автоматической коробки передач: Основные отличия вариатора от автомата | by Иван Сова

Содержание

Основные отличия вариатора от автомата | by Иван Сова

Еще недавно сложно было встретить автомобиль с автоматический коробкой передач. Но сегодня уже большинство моделей отечественного и зарубежного производства оснащаются ею. Более того, для покупателя новой машины предоставляется выбор — купить авто с АКПП или же с уже более продвинутой версией трансмиссии — вариатором. О вариаторной коробке передач наверняка слышал уже каждый человек, интересующийся автомобилями. Но далеко не каждый понимает, чем отличается автоматическая коробка передач от вариатора и что более надежнее для наших дорог. В этой статье мы поговорим подробнее на данную тему. Данная статья подготовлена автосервисом АКПП — https://akpp1.com.ua

Чем отличается вариатор от автомата

Чтобы понимать ключевое отличие двух типов трансмиссии, необходимо детально разобраться в их технической конструкции.

В основе работы автоматической коробки лежит два основных узла — ГДТ (гидротрансформатор) и редуктор. Целью ГДТ стоит переключение передач, он и отвечает за сцепление. Редуктор — это цельный механизм, который состоит из непрерывно сцепленных шестерней. В конструкцию АКПП также входит блок управления и тормозная лента.

Первые автомобили выпускались с АКПП с двумя передачами. В настоящее время передач может быть 8 и более. Кроме того, ранее передачи переключались с помощью рычага. В современных и дорогостоящих авто АКПП может подстраиваться под стиль вождения, адаптироваться под него и предоставлять водителю максимальный комфорт.

Автоматическая коробка переключения передач

Коробка вариатор — это самый современный вид трансмиссии в автомобиле. Несмотря на то, что патент на данный тип трансмиссии был заверен еще в 19 веке, только недавно она начала производиться и использоваться в автомобилях.

Для управления передачами, как и в авто с АКПП, установлен рычаг и две педали. Но конструктив вариатора кардинально отличается. Он не имеет зафиксированных передач и четко выраженных переключений. Конструкция обладает неограниченным количеством ступеней, система — придаточная между мотором и колесами. То есть, вариатор адаптируется к скорости автомобиля, что позволяет набирать ускорение гораздо плавнее. При этом водителю не нужно переключать передачи. Важно отметить, что автомобилям с установленным вариатором не свойственно “глохнуть”.

Вариаторная коробка

Рассмотрим, какие плюсы и минусы имеют два вида трансмиссии.

  • Комфорт во время езды. АКПП предоставляет абсолютный комфорт водителю во время движения авто. Водителю не нужно отвлекаться на переключение передачи, он может полностью сконцентрироваться на дороге. Особенно это актуально для новичков, которые еще теряются в передачах;
  • Плавное движение машины. Автомобиль с АКПП мягко трогается и останавливается, а также равномерно движется по дороге;
  • Коробка-автомат снижает нагрузку на ходоку авто и его движок, что позволяет продлить срок эксплуатации и экономить на ремонте;
  • Повышенный уровень безопасности. Автоматические коробки передач высокоинтеллектуальны, что помогает сократить количество ошибок водителя. Например, коробка не даст автомобилю завестись, если включена скорость или заблокирует ключ в зажигании, пока водитель не поставит режим парковки;
  • Лучшая проходимость. В вопросе комфортной езды авто по песку или ухабам АКПП нет равных;
  • Более дешевый ремонт.
  • Большая затрата топлива по сравнению с вариатором;
  • Если водитель без большого опыта вождения, то может наблюдаться снижение динамики и скорости;
  • Ограниченные возможности дрифта.
  • Очень плавный, без каких-либо рывков или скачков, набор скорости;
  • Отсутствие необходимости переключать передачи, что экономит время во время разгона и езды;
  • Экологически чистый;
  • Меньшее потребление топлива.
  • Коробка передач вариатор не способна длительное время ехать на высокой скорости;
  • Каждые 30–40 тысяч километров пробега необходимо менять фильтры и масло. К слову, масло необходимо специальное. Найти его в Украине достаточно сложно и оно дорогое;
  • Вариатор не устанавливается в автомобили мощностью выше 220 коней;
  • Ремонт очень дорогостоящий;
  • Ограниченное количество автомастерских и мастеров, специализирующихся на услугах восстановления вариаторной коробки. В Киеве, например, только несколько сервисов занимаются ремонтом вариатора — AKPP1 и еще несколько;
  • Если в вариаторе полетит один датчик, то полностью вся система не будет работать или будет работать с серьезными ошибками.

При выборе двух типов трансмиссии ориентируйтесь на свои потребности, предполагаемый тип вождения, а также бюджет. Не забывайте, что обслуживание вариатора гораздо дороже, чем АКПП. Но при этом вариаторная коробка подарит небывалую мягкость во время езды. Вариаторные коробки, выпускаемые сегодня, отличаются надежностью и практичностью. Именно поэтому многие автопроизводители выбирают именно этот вид трансмиссии для своих автомобилей. Однако автоматическая коробка передач в некоторых аспектах превосходит вариатор. В частности, низкая стоимость обслуживания и комфортная езда даже при сложных условиях.

вариатор или автомат, и чем они отличаются

Немногие знают, что, помимо автоматической и механической коробок передач, существует еще и вариатор. Механическая КПП имеет чаще всего пять скоростей, автоматическая КПП – около восьми, а вот сколько передач у вариатора и что такое вариатор на автомобиле? Ниже мы подробно рассмотрим эти вопросы, а также отличие вариатора от автомата и механики.

Содержание статьи

Что такое вариатор и «с чем его едят»?

Вариатор представляет собой устройство, которое является передающим между двигателем и колесами. Оно имеет способность плавного изменения скорости вращения ведущего и ведомого диска. Обычно вариатор ставится на достаточно дорогих автомобилях. Однако такие устройства с давних пор устанавливаются на мопедах, скутерах, а также снегоходах и водных мотоциклах. На автомобилях вариатор приобрел свою популярность достаточно недавно.

Чем отличается вариатор от автомата?

Отличия вариатора и автоматической коробки передач

Здесь существует несколько ответов, поскольку отличий достаточно много.

  • Во-первых, вариатор более спокойно начинает движение автомобиля. Он напоминает собой мощный электродвигатель. Кроме того, набирает скорость вариатор тоже тихо, без провалов, лишь с небольшим нарастающим шумом.
  • Во-вторых, авто с вариатором разгоняется куда быстрее, чем с автоматом. Это получается за счет того, что вариатор не затрачивает время на переключение передач, тем самым он быстрее набирает обороты.
  • В-третьих, вариатор намного спокойнее воспринимает перемены в движении авто. Так, для примера, авто с вариатором не заглохнет в пробке или светофоре, а также не сделает откат назад при подъеме. Начало движения, независимо от умений самого водителя, всегда будет плавным.
  • В-четвертых, у вариатора отсутствует многим нужное рычание мотора, он всегда гудит ровно и тихо. Это не устраивает любителей погонять с громким звуком. А также многим непривычно, что автомобиль быстро и четко разгоняется при тихом двигателе. Для некоторых это является недостатком, для других – преимуществом. Однако для тех, кто хочет слышать переключение передач и мощный звук двигателя, предлагается установка «типтроника», эмулирующего эти звуки.
  • В-пятых, дополнительно вариатор оснащен такой функцией, которая позволяет при нажатии газа до упора практически мгновенно изменять передаточное число, в результате чего автомобиль резко ускоряется.

Как отличить вариатор от автомата визуально? Под крышкой капота располагается название и номер трансмиссии, именно по этому номеру и можно отличить вариатор или автомат.
Стоит отметить, что нужно проехать на авто с вариатором, сразу же станет понятно, как определить вариатор или автомат. Звук, быстрый разгон, мягкое движение – все это говорит, что у Вас стоит вариатор.

Многие задают вопрос: что лучше вариатор или автомат? Для полноценного ответа следует рассмотреть плюсы и минусы автомата и вариатора.

Плюсы и минусы автомата и вариатора

Виды коробок переключения передач

Можно точно определить по эксплуатационным характеристикам коробки вариатора и автомат, в чем разница между ними и какие есть плюсы и минусы.

Коробка автомат облегчает вождение автомобилем за счет автоматического переключения скоростей. Водитель может более уверенно и спокойно управлять автомобилем, особенно в пределах города. Кроме того, благодаря самостоятельному переключению передач, мотор меньше изнашивается за счет меньшей на него нагрузки.
Однако есть и минусы в коробке автомат: она обладает низким КПД из-за потерь в гидротрансформаторе. Из-за этого расход топлива увеличивается.

Автомат разгоняется плавно, но медленно, в сравнении с вариатором.

Управлением вариатора занимается компьютер, способный в зависимости от движения машины и его условий точно выбрать передаточное число. Благодаря этому, двигатель не перегружается и работает в экономичном режиме. Большое количество передач позволяет мотору работать в щадящем режиме, а также для авто плавно переключать скорости и быстро разгоняться.

Однако и у автомата, и вариатора есть один большой минус: они очень сложно поддаются ремонту.

Найти мастера по ремонту вариатора очень сложно и дорого.

Но есть все же отличие вариатора от автомата и робота по вопросу ремонта: если автомат уже более или менее изучен, и достаточно многие сервисы берутся за его ремонт, то вариатор является неизвестным новым механизмом.

Кроме того, вариатор требует наличие своего специального масла, которое отличается в зависимости от механизма.

Вариатор или автомат, что надежнее?

Если говорить о том, какая коробка надежнее, стоит обратить внимание на рекомендации по использованию КПП. Так, надежность вариатора полностью зависит от стиля езды, профилактики и ухода. Вариатор не приспособлен для гоночных машин и агрессивного вождения. Большое отличие вариатора от автомата и робота – для него нужна специальная жидкость, которая не только имеет более высокую стоимость, но и не может быть заменена жидкостью от другой модели авто.

Буксировать авто с вариатором или осуществлять таким авто буксировку другой машины или прицепа крайне не рекомендуется.

Для долгосрочного использования вариатора необходимо постоянно следить за уровнем и состоянием спецжидкости.

Работа вариатора обеспечивается работой таких датчиков, как датчик давления, скорости, ABS, положения коленвала. Если хоть один из них выйдет из строя, то коробка станет неправильно работать, в результате чего может случиться череда поломок.
Но, несмотря на минусы вариатора, большинство мастеров говорят, что вариатор станет будущим всех автомобилей и заменит привычные КПП.

Как правильно использовать вариатор?

Что такое вариатор на автомобиле

Перечислим несколько рекомендаций, чтобы вариатор служит долго и качественно и чтобы избежать дорогостоящего ремонта:

  • Прежде всего, нужно приобретать автомобиль с хорошим вариатором, для этого нужно совершить несколько действий, таких как проверить вариатор при покупке автомобиля, проверить все документы, особенно учесть гарантию.
  • В зимнее время года следует не напрягать вариатор, особенно на старте. Все элементы КПП должны быть прогреты.
  • Необходимо периодически проверять уровень и состояние спецжидкости, а также вовремя ее менять.
  • Стоит помнить, что вариатор не приспособлен для агрессивного вождения и гонок.
  • Регулярно проверять все датчики, от которых зависит работа вариатора.
  • При возникновении каких-либо проблем с вариатором, следует сразу же обращаться в сервис, не стоит пытаться решить проблему своими силами.

Подробнее об отличиях вариатора и автомата, их плюсах и минусах – смотрите в видео на нашем сайте!

Чем робот отличается от автомата

Современные автомобили оборудуются разными типами коробок передач и потребителю особенно при покупке своей первой машины бывает тяжело сделать правильный выбор среди этого разнообразия трансмиссий.

Поэтому в этой статье попробуем понять, чем отличается коробка автомат от робота или вариаторной трансмиссии, именно этот вопрос волнует многих будущих автовладельцев.

Отличие робота от автомата

Коробка автомат. Как вы знаете, в состав автоматической коробки передач входят два основных узла — это гидротрансформатор и редуктор. Гидротрансформатор обеспечивает плавное и безрывковое переключение передач, по сути, он работает вместо сцепления, которое есть на машинах с механической коробкой передач.

Редуктор автомата состоит из определённого набора шестерёнок и пакетов фрикционных дисков, они находятся в зацеплении и образуют несколько ступеней: 4, 5, 6 и даже 8,9.

Из-за особенностей конструкции, автоматическая коробка передач исходя от оборотов мотора и нагнетания масляного давления сама переключает ступени (скорости), без вмешательства водителя. Благодаря такому переключению скоростей, электроника используется по минимуму — такая система использовалась ранее(в полностью гидравлических АКПП, автомобилях выпущенных перимущественно до 2000 года). В современных Автоматических коробках передач, самые передовые технологии работают для повышени эффективности и увеличения комфорта владельцев автомобилей(ЭБУ АКПП И Двигателя тесно связаны между собой. Работа Коробки Передач, теперь напрамую зависит не только от оборотов двигателя, но и от сигналов полученных от педали газа или тормоза, датчиков температуры масла АКПП или охлаждающей жидкости ДВС, сигналов системы ABS. Электронные компоненты играют всё более важную роль в работе Автоматический Коробки Передач. Это позволяет максимально снизить расход топлива и выполнять переключения передач менее заметными для водителя, а при необходимости ускорения — перейти на необходимую передачу намного быстрее, чем на полностью гидравлических коробках. Но и здесь есть свои минусы: увеличение электронных компонентов влечет и большие затраты при ремонте АКПП — к примеру на современных автомобилях некоторых производителей очень часто выходит из строя электронная плата управления АКПП, замена или ремонт которой естественно увеличивает затраты на ремонт АКПП.

КПП робот что это? Если сказать просто, то на механическую коробку передач поставили блок управления, который состоит из гидропривода и сервопривода (электронный узел). Вот этот блок, без вмешательства человека, заведуют сцеплением и переключением передач.

Принцип работы робота как у механики, только всё происходит автоматически — гидравлика с электронным управлением всё сделает сама.
К роботам можно так-же отнести и современные коробки с сухим или мокрым сцеплением — (DSG у VAG группы, PowerShift у Ford, Speedshift DCT от Mercedes-Benz и многие другие)

Вариаторная коробка передач или Вариатор(CVT). Этот тип трансмисии стал широко популярен среди всех крупных автомобильных концернов как Азиатских так и Европейских. Работа Вариаторной(CVT) трансмиссии принципиально отличается от работы Автоматической или Роботизированной коробки переключения передач. В ней используется ременная(ремень состоит из секторов закрепленных специальной лентой, выполненный из металла) или цепная передача. Ремень или цепь работает между ведущим и ведомым шкивом, а изменение передаточного отношения происходит за счет увеличения или уменьшения радиуса по которому работает цепь или ремень — это можно сравнить с работой шестеренок на спортивном велосипеде: когда вы выбираете переднюю(которая непосредственно установлена на валу с педалями) шестеренку меньшего диаметра, а задняя шестерня(которая на заднем колесе велосипеда) выбрана большего диаметра, то для движения по дороге нужно большее количество оборотов передней шестеренки, но при этом усилие для вращения нужно совсем небольшое(это сравнимо с 1й передачаей на автоматической или механической коробке), и постепенно разгоняясь, можно изменять передаточное отношение меняя переднюю шестерню на больший диаметр, а заднюю на меньший — так увеличится скорость и при этом уменьшатся обороты для поддержания этой скорости. В вариаторах это произходит очень плавно, поэтому эту коробку называют безступенчатой. В вариаторных трансмиссиях присутвует и гидротрансформатор, который выполняет функцию как и в АКПП передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии. Но есть и исключения — в некоторых случаях вариатор устанавливается и без гидротрансформатора(в таких случаях передача крутящего момента происходит за счет шлицевого соединения — вал из вариатора вставляется в шлицы на маховике ДВС). По последним тенденциям производители Вариаторов вообще хотят отказаться от использования гидротрансформаторов, это позволит снизить потери мощьности и увеличить топливную экономичность!

Плюсы и минусы автомата, робота и вариатора

Чтобы лучше понять, чем отличается автоматическая коробка передач от роботизированной, давайте рассмотрим их эксплуатационные характеристики.

1. АКПП значительно снизила нагрузку на водителя при управлении автомобилем, особенно это заметно при движении в городских условиях. Современные автоматические коробки передач (адаптивные) способны даже подстраиваться под каждого водителя, под его стиль езды. Также, автомату свойственно мягкое и незаметное переключение скоростей.

Есть у автоматической коробки передач и минусы — это повышенный расход топлива, особенно в городе, увеличение времени разгона(отбор некоторого количества мощности ДВС для работы АКПП).

2. Робот относится к механике, значит обслуживание и ремонт будет дешевле, чем у автомата. Но это только на коробках с обычным приводом сцепления и переключением передач, а таких автомобилей всё меньше — их вытесняют с рынка современные и более эффективные двух дисковые роботы с сухим или мокрым сцеплением, а ремонт таких коробок на порядок дороже чем АКПП или Вариатора. Расход топлива у автомобиля с коробкой роботом(как классическим так и современным) приравнивается к МКПП, а в условиях города даже ниже, что не может не радовать.

Роботы передают крутящий момент от мотора к колёсам автомобиля без существенных потерь, чего не скажешь об автомате. Большой плюс роботизированной коробки в том, что она поддерживает ручное переключение скоростей, чего нет у многих автоматов.А современные роботизированные коробки имеют самые лучшие показатели по скорости переключения передач.

АКПП или вариатор? Что лучше и в чем отличия?

Как работает вариатор

Некоторые автолюбители при покупке автомобиля впадают в ступор, когда нужно выбрать тип коробки передач между вариатором и «автоматом». Давайте разберемся в устройстве каждого из них по отдельности. Изучим их составляющие изнутри и постараемся вникнуть в принцип действия и особенности работы механизмов.

Вариатор Lexus LS600h

В основе деятельности АКПП стоят две основных составляющих — редуктор и гидротрансформатор. Редуктор отвечает за факт сцепления плюс само переключение всех скоростей. Хочется отметить, что суть переключения похожа на таковое в автомобиле с механической КП. Редуктор автомата делает весь процесс завершенным механизмом.

График разгона автомобиля с вариатором и АКПП-4

Вариатор же, это механизм, работающий отдельно от переключения передач. Можно сказать, что он только лишь аналог АКПП, им управляет компьютер, который проверяет темп движения авто. Но это не главный факт. Главное сводится к тому, что на авто, обладающем им, нет закрепленных ступеней передач. При смене передач будут слышны не отчетливые щелчки-переключения, а происходить равномерная смена одного передаточного числа на другое. Такой вариант гарантирует отсутствие рывков авто при начале движения. Возьмите на заметку данную особенность. Она позволит владельцу авто с таким типом КП наслаждаться передвижением в автомобиле, не отвлекаясь на технические особенности, позволит меньше напрягать органы внимания и зрения. Удобно передвигаться на автомобиле с вариаторной КП по городу, когда необходимо оперативно реагировать на изменяющуюся обстановку, быть в гуще динамики движения. Этот показатель так же повышает уровень безопасности авто в комплектации с вариатором.

10-скоростная АКПП от Ford

Теперь по пунктам выделим основные принципиальные отличия механизмов:

1. Автоматическая коробка передач обладает менее стремительной динамикой, нежели автомат вариаторного типа.

2. Машины с автоматической коробкой передач имеют ощутимо больший расход топлива, по сравнению с вариатором.

3. Ремонт автомата более дешевый, и сделать его можно гораздо оперативнее, чем вариаторных коробок, конструкция которых требует высокого профессионализма, специнструмента и навыков в работе.

Специальная жидкость для вариатора от Liqui Moly

4. Автомату необходим больший объем заливаемого трансмиссионного масла и менять его нужно чаще, чем у вариатора. При этом жидкость для вариатора гораздо менее распространена в продаже и стоит примерно в 2 раза дороже, хотя требуется ее меньше. За ее уровнем нужно постоянно следить.

5. Гидротрансформатор — основной компонент автомата, он отвечает за переключение скоростей, сопровождающийся толчками и щелчками, а вариатор работает без переключения скоростей, движение автомобиля плавное — на заметку любителям комфорта и спокойствия. Шумность вариатора постоянна при работе двигателя, она не очень высока и к ней легко привыкнуть. При этом «газовать», демонстрируя окружающим «табун лошадей» под капотом — тоже не получится.

6. Вариатор позволяет двигателю работать в более оптимальных для него режимах, чем АКПП. Соответственно — меньший износ и вероятность поломки двигателя.

Цепь для вариатора

7. На модели с мощными силовыми агрегатами (200 л.с. и более) редко устанавливают вариаторы, хотя ситуация постепенно улучшается.

8. На буксировку автомобиля с вариатором, а также его движение с буксировкой другого авто или прицепом есть серьезные ограничения. Также следует основательно прогревать трансмиссию и быть осторожным с повышенными нагрузками в зимнее время года.

9. Залог беспроблемной работы вариатора — исправные сигналы от как минимум четырех электронных датчиков: скорости, ABS, давления, положения коленвала. Ошибки или «глюки» в этих взаимосвязях могут привести к поломке.

[youtube]hbewlngu5Zg[/youtube]

Что надежнее автомат или вариатор?

Дата: 20. 12.2014

Понятие «вариатор» появилось в середине прошлого века, и на данный момент этот тип трансмиссии уже занял заслуженное место у производителей скутеров, байков и снегоходов. Современная автоиндустрия начала осваивать данную коробку передач не так давно, но ведущие компании уже выпустили модели, укомплектованные коробкой этого типа. В среде автолюбителей возникают сопутствующие вопросы: что лучше выбрать, автомат или вариатор; какая коробка надежнее; в чем состоит их отличие; какие преимущества и недостатки у данных коробок? Для того чтобы разобраться в этих вопросах следует выяснить, что представляют собой эти типы трансмиссий.

Вариатор (бесступенчатая коробка передач) — это устройство, которое передает крутящий момент от двигателя к колесам автомобиля. Благодаря тому, что работа вариаторам не требует переключения передач, он способен очень плавно менять скорости вращения дисков.

Автомат — тип трансмиссии, состоящий из 2 основных компонентов: гидротрансформатора, обеспечивающего функцию сцепления, а также переключение передач и редуктора.

Основные отличия вариаторов от автоматов

Транспортные средства, укомплектованные как вариатором, так и автоматом, имеют по 2 педали, что значительно упрощает процесс вождения и позволяет водителю не отвлекаться. Управление бесступенчатой коробкой происходит с помощью компьютера, именно он после анализа условий движения, выбирает наиболее приемлемое передаточное отношение. Благодаря этому работа двигателя происходит в щадящем режиме, плавно и без рывков. Также благодаря оптимизации работы двигателя, при наличии вариатора отсутствует звук, характерный для набора скорости.

Обе коробки требуют больших затрат при ремонте. Причем при поломке вариатора необходимо обращаться только к официальным дилерам, в связи с малоизученностью трансмиссии этого типа. Ремонт автомата, провести легче, но он потребует больших финансовых вложений.

Обе коробки требуют регулярной замены масла. Трансмиссионная смазка для вариатора отличается высокой ценой, но ее требуется меньше, а саму замену нужно проводить реже. Масло в автомате можно менять самостоятельно, в продаже есть огромный ассортимент смазочных материалов для АКПП, но заниматься заменой нужно чаще и требуемый объем масла гораздо больше.

Автомобили с вариатором и автоматом требуют специального режима при буксировке и имеют ряд ограничений для этого.

Сравнение бесступенчатых коробок и автоматов

Автомобили, оснащенные вариатором, имеют ряд преимуществ и недостатков по сравнению с автоматами.

Основные достоинства бесступенчатых КПП:

  • Разгон у них более стремительный, без рывков, что объясняется отсутствием необходимости переключения передач; набор скорости происходит без «провалов», в отличие от автоматов.
  • Автомобили, укомплектованные трансмиссией этого типа, прощают водителям некоторые ошибки при вождении. Например, на светофоре машина не заглохнет, не покатится назад при движении в гору, а процесс движения с места всегда будет плавным и комфортным, независимо от навыков и опыта водителя.
  • Благодаря выбору оптимального режима работы двигателя, автомобили с вариатором более экономичны.
  • Нагрузки на двигатель и другие элементы привода оптимизированы, по сравнению с автомобилями, укомплектованными автоматом, они в меньшей мере подвержены износу и требуют более редкого ремонта.
  • Уровень шумов, которые издают автомобили с бесступенчатой КПП, примерно вдвое ниже, чем у оборудованных автоматом.
  • Также уровень выброса вредных веществ в отработанных газах у транспортных средств с такой коробкой намного меньше.

Кроме преимуществ, автомобили с вариаторами имеют и ряд недостатков:

  1. Бесступенчатая коробка в основном не устанавливается на автомобили с мощным двигателем.
  2. После отключения на длительное время аккумуляторной батареи, включается режим принудительной калибровки работы КПП, который длится на протяжении первых 100 километров пробега.
  3. Ремонт вариаторов обойдется значительно дороже, к тому же специалистов, способных его произвести, найти тяжело.
  4. У автомобилей с этой КПП имеются ограничения при буксировке прицепа или другого транспортного средства.
  5. Для правильной работы вариаторов учитываются показатели огромного количества датчиков: скорости, положения коленчатого вала, контроля АБС, давления и многих других; при их выходе из строя трансмиссия будет работать некорректно.

Надежность вариаторов, используемых в автомобилях Тойота Королла

Короллы, оснащенные вариатором, появились еще в 2006 году. Надежность коробок этого типа у моделей до 11 поколения не является высокой и вызывала нарекания владельцев. Это было обусловлено такими причинами:

  • Вариаторы работали в основном за счет трения, что вызывало интенсивный износ ремня и рабочих поверхностей самой коробки.
  • Корректная работа этой КПП зависит от показаний большого количества электронных приборов; выход из строя одного из них способен вызвать сбой работы вариатора.

Исходя из этого, можно заключить, что у автомобилей Тойота Королла, выпущенных до 2013 года, коробка автомат надежнее, чем бесступенчатая КПП.

У Королл 11 поколения после долгой и кропотливой работы указанные недостатки вариаторов удалось устранить, поэтому новые модели с автоматом не выпускаются. Новая бесступенчатая коробка передач CVT Mulridrive S позволяет чувствовать себя надежно и уверенно за рулем автомобиля, а также существенно экономить на расходе топлива.

Правила использования бесступенчатых коробок автомобилей Тойота Королла

Для большей надежности работы вариатора следует соблюдать основные правила их эксплуатации:

  1. При использовании в зимний период не стоит давать на вариатор сильных нагрузок, особенно, если он не успел прогреться. Оптимальный температурный режим значительно продлит срок его эксплуатации.
  2. Состоянию и уровню жидкости в коробке этого типа нужно уделять особое внимание, вовремя ее менять и доливать.
  3. Так как этот тип трансмиссии не приспособлен для участия в гонках, не стоит ее перегружать.
  4. Своевременно производите осмотр датчиков, проверяя их целостность и работоспособность.
  5. При обнаружении каких-либо неполадок в вариаторе не пытайтесь устранить их самостоятельно, лучше обратитесь на специализированную СТО.

Другие статьи

Отличие автомата от вариатора и робота

Коробка автомат, вариатор, робот — в чём разница ?

Сегодня автоматические коробки передач устанавливаются на всё большее число новых автомобилей. А на некоторые автомобили, например, так вообще ставят только «автомат», а вариант с «механикой» покупателю даже не предлагается. Ещё до покупки автомобиля, полезно знать, какие бывают автоматические коробки и в чём их отличия.

На сегодняшний день существует три вида «автоматов»

— «Обычный» (гидротрансформаторный),

— Вариатор

— Роботизированный (робот).

Различия между ними важно знать не только при покупке нового автомобиля, но и подержаного — несведущему покупателю нечестный продавец легко может выдать вариатор или «робот» за классический «автомат». Так давайте узнаем, в чём между ними разница и какую коробку передач лучше выбрать ? Начнём с обычного автомата.

Классический автомат (гидротрансформаторный)

Это самый популярный и распространённый вид автоматических коробок. Главной особенностью этой коробки является то, что она работает с помощью специального трансмиссионного масла. Масло это находится под давлением и постоянно движется по замкнутому кругу. Таким образом оно передаёт крутящий момент от двигателя к колёсам.

За последнее время автоматическая коробка серьёзно усовершенствовалась. Так, если лет 10 назад стандартным считался 4-ступенчатый автомат, то сегодня такая коробка безнадёжно устарела, а её место заняли 6 и 7, а иногда и 8-ступенчатые. Благодаря этим, а также другим нововведениям, уменьшился расход топлива, появились различные режимы работы коробки («Зима», «Спорт» и т. д.), в том числе режим ручного переключения передач (тип-троник). Ну а достоинства у гидротрансформаторного автомата следующие:

— Режим ручного переключения передач

— Отсутствие возможного перегрева двигателя

— удобство управления

Но имеют место и недостатки:

— Высокая цена автомобиля с такой коробкой

— Высокая цена на обслуживание и ремонт

— Невозможность длительной буксировки автомобиля

— Большой расход топлива

Вариатор

Вариатор — разновидность бесступенчатой трансмиссии. Также может встречаться обозначение CVT. Это аббревиатура от Countinuously Variable Transmission. Селектор коробки-вариатор очень похож на селектор обычной автоматической коробки, и поэтому сразу понять, какая коробка на автомобиле установлена, бывает непросто.

Описать схему работы вариатора простыми словами можно так: это два колеса, между которыми натянут ремень или цепь. Колёса эти раздвигаются и сдвигаются — за счёт этого и изменяется передаточное число.

Главная отличительная особенность вариатора — это отсутствие передач. Ступенчатого переключения передач не происходит — передача изменяется непрерывно. Благодаря этому вариатор обеспечивает автомобилю безупречную плавность хода. Плючс вариатор постоянно автомобиль лучше разгоняется, потому что вариатор постоянно поддерживает пик крутящего момента. Ну а в целом, вариатор обладает следующими преимуществами:

— Маленький расход топлива

— Быстрый и плавный разгон

— Комфорт при движении

— Малый вес

Но вариатор также обладает и недостатками, а именно:

— Повышенный шум при работе

— Малый срок службы (до 200 тыс. км.)

— Высокая стоимость обслуживания и ремонта (плюс некоторые автопроизводители сами заявляют, что их вариаторы неремонтопригодны и даже не выпускают к ним запчасти — только замена)

— Ограничение по мощности двигателя (вариатор не выдержит большого крутящего момента)

— Высокая цена

— Плохо переносит резкое трогание и агрессивную езду

Робот

Роботизированная коробка — это что-то среднее между «механикой» и «автоматом». Главное отличие робота от механики — это наличие блока управления, который и занимается переключением передач за водителя. И здесь также присутствует некоторая пауза при переключении.

Помимо вышеописанной паузы, роботу присущи и другие недостатки:

— Рывки и толчки при переключениях

— Медленная реакция

— Необходимость включения режима «N» при остановке с работающим двигателем (иначе можно его перегреть)

— Невозможность буксировки

Как видно, недостатков у робота хватает. Но ведь не спроста на автомобили с роботом есть прос — ведь эта трансмиссия обладает следующими достоинствами:

— Низкая цена в сравнении с «автоматом» или вариатором

— Низкий расход топлива

Но всё же роботы — это уже уходящиее прошлое, и они постепенно вытесняются более современными разработками, а именно…

Переселективная трансмиссия

Переселиктивная трансмисся — это роботизированная трансмиссия второго поколения. Она также имеет название DSG — это аббревиатура от Direct Shift Gearbox (коробка передач с синхронизированнымпереключением).

Такая коробка — самая совершенная в настоящее время. Она имеет два диска сцепления — один переключает чётные передачи, а второй — нечётные.

Ключевая особенность коробки DSG состоит в том, что в этой коробке постоянно включены две передачи. Но только один из двух дисков соединён с двигателем, а второй находится наготове. Как только происходит смена передачи и первый диск отключается, второй мгновенно подключается. На переключение передачи уходит меньше секунды, а по плавности хода DSG можно сравнить с вариатором.

Однако и у DSG есть свои недостатки. Эта трансмиссия обладает очень сложной конструкцией, вследствие чего её обслуживание имеет высокую стоимость. Кроме этого, даже крупный сервис не всегда готов взяться за ремонт такой коробки, да сам ремонт, бывает, просто невозможен. Поэтому при поломках часто единственным выходом остаётся лишь полная замена трансмиссии ну или в лучшем случае замена электронного блока управления. Ещё один минус коробки DSG — это перегрев сцеплений после долгой езды, из-за чего при переключениях передач могут возникнуть рывки автомобиля.

Автомат, вариатор, робот или DSG — что лучше ?

Так какую же коробку лучше выбрать ? Ответить на этот вопрос можно, зная финансовые возможности и манеру езды покупателя автомобиля.

Однако, большинство автомобилистов всё же сходятся во мнении, что классический гидротрансформаторный автомат сегодня является оптимальным решением. Несмотря на плавность хода коробки-вариатора и на экономочность коробки DSG, вариатор обладает низким ресурсом и его устанавливают лишь на автомобили с малообъёмными моторами, а DSG, ввиду новизны технологии, часто оказывается неремонтопригодной.

Ну а в пользу обычного автомат говорит тот факт, что на его конструкция прошла испытание временем и в настоящий момент является наиболее «обкатанной» и надёжной, а многие его недостатки не являются критическими.

avtono. ru

в чем разница, что лучше выбрать

В течение последних 30 лет инженеры автомобильных компаний приложили усилия, чтобы уменьшить различия между механическими и автоматическими устройствами. Вариантом стала роботизированная механика, которую используют в линейках крупные производители. Но автомобилисты не всегда разбираются в таких нюансах и часто задаются вопросом, коробка робот и автомат — в чем разница между ними.

Схема коробок автомобиля: вариатор и автомат.

В чем отличие гидравлики от вариатора

Вариаторы представляют собой отдельное направление. Они не считаются КПП хотя бы потому, что передач как таковых нет. Вариатор представляет собой конструкцию, позволяющую автомобилю осуществлять непрерывный перенос крутящего момента на колеса, что обеспечивает плавный набор скорости.

Отличие вариатора от робота и автомата заключается в конструкции:

  1. Состоит из ведущего и ведомого шкивов, расположенных друг напротив друга и связанных металлическим ремнем.
  2. Смена передачи осуществляется за счет раздвижения и сдвижения шкивов. Когда они максимально раздвинуты, то это то же, что первая передача, когда сдвинуты, то пятая или даже выше.

Такой бесступенчатый вариатор имеет преимущества и недостатки. В первом случае речь идет о таких вещах, как экономичный режим работы и отсутствие лишних нагрузок. Но при динамичном разгоне двигатель начинает работать шумно, с монотонным гудением. Хотя качественные вариаторы уже работают так же, как классические автоматы, и даже еще экономичнее.

К числу недостатков следует отнести и то, что устройства не работают на пиковых нагрузках, при этом автомобиль с такой трансмиссией требует бережливого обслуживания.

Кроме того, приспособление не подходит для условий, в которых зимой машина долго пробуксовывает в снегу, так что для регионов с суровым климатом это плохой вариант.

Роботизированная трансмиссия хороша лишь невысокой стоимостью и небольшим расходом топлива. Однако при езде в мегаполисе с постоянными пробками это решение себя не оправдывает. В будущем, как считают ученые, когда производителям удастся ликвидировать большинство связанных недостатков, роботы могут вытеснить с рынка автоматические коробки.

topvariator.ru

Как отличить между собой автоматическую коробку, роботизированную и вариатор?

На автомобили устанавливают несколько видов автоматических коробок передач – это могут быть вариаторы, «роботы» и классические «автоматы». При покупке подержанной машины бывает непросто определить, какая же именно из этих коробок установлена на автомобиле. Особенно большую трудность эта задача вызывает у начинающих водителей. Попробуем разобраться в этом разнообразии трансмиссий.

Роботизированная коробка

Начнём с роботизированной коробки передач. В техническом плане она очень похожа на обычную «механику», только в ней выжимают педаль сцепления и переключают передачи электромоторы (сервоприводы). Работой всех этих механизмов управляет отдельный компьютер, который контролирует скорость, обороты и силу нажатия на педаль газа. Не всем автомобилистам нравится этот тип коробки передач, так как она требует долгого привыкания к своему алгоритму работы. Некоторые коробки очень неохотно разгоняют машину и отличаются достаточно ощутимыми толчками при переключении.

Отличить её от остальных автоматических трансмиссий достаточно просто. Если вы видите, что селектор КПП имеет минимальное количество положений, а именно «A», «N», «R», то перед вами точно роботизированная коробка.

Классический «автомат»

Самый распространённый тип автоматических коробок – это гидротрансформаторные трансмиссии. Они отличаются большой надёжностью и способностью проехать без ремонтов сотни тысяч километров. На старых машинах устанавливались в основном 4-ступенчатые коробки, и их нельзя было назвать экономичными. Также они не позволяли раскрыть все возможности и сильно его тормозили, при этом при обычной городской езде они показывали себя очень хорошо. В современные автомобили чаще всего устанавливают 5 или 6-ступенчатые «автоматы», они намного динамичнее предшественников, и машина с ними расходует меньше топлива.

Внешне отличить такую коробку можно по набору классических для «автомата» режимов – «P», «N», «D», «R». В некоторых моделях могут быть и положения для ручного управления обозначенные – «+» и «–». Есть и варианты с фиксированными передачами – «1», «2», «3».

Вариаторные коробки передач

Не самый любимый водителями тип трансмиссии, но, тем не менее, его устанавливают во множество автомобилей. По внешнему виду селектора в салоне и алгоритму управления вариатор мало чем отличается от обычного автомата, у него точно такие же режимы, за исключением фиксированных передач. Главные различия внутри. Вариатор отличается необычайной плавностью хода, так как у него в принципе нет никаких передач, а значит нет и рывков при их переключении.

Но за эту плавность приходится расплачиваться не очень надёжной конструкцией, подверженной быстрому износу. Вариатор состоит их двух конусных шкивов, между которыми натянут металлический ремень. Быстрый износ этих четырёх конусов – главная проблема вариатора. С такой коробкой нужно избегать быстрых разгонов, буксований в грязи и таскания другой машины на лямке.


Фото с интернет-ресурсов

www.drivenn.ru

Выбор коробки передач. Что лучше, механика, автомат, вариатор или робот? / Полезные статьи / Атлант М

Механическую коробку передач выбрать, или автоматическую? А если автоматическую, то обычный автомат, «робот», или вариатор? Такие вопросы очень популярны в среде автолюбителей при выборе будь-то нового, будь-то подержанного автомобиля. Интернет заполнен на тему коробок передач, причем как полезной информацией, так и информационным «хламом». Отличить полезное от хлама может только профессионал в теме. Такой у него, у Интернета, недостаток. Поэтому я решил написать немножко строк про все эти механики, автоматы, роботы и вариаторы, причем, не погружаясь «в гайки», чтобы любой читатель, вне зависимости от уровня технической грамотности, смог понять, о чем идет речь, и что ему, ЛИЧНО, будет лучше.
 

Механическая коробка передач

Начнем с «механики». В случае механической коробки передач, под капотом имеем двигатель, «черный ящик» коробки, со всеми её валами, шестеренками, синхронизаторами и включающими муфтами. А между двигателем и коробкой узел сцепления. На педаль сцепления нажали – двигатель и коробку полностью разъединили. Пока вы удерживаете педаль сцепления нажатой, силовой агрегат и коробка передач ничем не связаны и вы можете включить любую передачу, исходя из условий движения. Вот это и является основным плюсом «механики», особенно для «продвинутого» водителя, который знает и умеет применять приемы активного управления автомобилем. Например, в случае переднеприводного авто, «упереться» двигателем в колеса передней оси перед маневром. А в случае заднего привода, «довинтить» машину в вираж, перейти на более крутую траекторию. Но как часто случается, недостатки являются продолжением достоинств. Активно «драйвануть», конечно, это приятно, а вот орудовать педалью сцепления и рычагом переключения в бесконечных пробках мегаполисов – не самое приятное занятие. Вот это и есть минус.

 

Гидромеханическая автоматическая коробка передач, или «обычный автомат»

Чтобы не управлять коробкой «врукопашную», и не особо напрягаться ручками-ножками в плотном городском потоке, и придумана автоматическая коробка передач. Сначала появилась гидромеханическая АКП (автоматическая коробка передач). Для того, чтобы понять, как она работает, нужен… вентилятор (обычный, бытовой) и какая-нибудь детская вертушка-игрушка с винтом-пропеллером, похожим на вентиляторный. Включите вентилятор и поднесите к нему эту игрушку. Что произойдет? Пропеллер на игрушке тоже будет крутиться! Теперь представьте, что винт приводит в движение не электромотор вентилятора, а двигатель автомобиля. А второй винт находится на валу, уходящем в «черный ящик» с шестеренками, муфтами, и всем прочим. Оба этих винта заключены в герметичный корпус, заполненный специальной трансмиссионной жидкостью, который называется гидротрансформатором. 

Для чего эти страсти? А для того, чтобы плавно трогаться, как можно плавнее переключать передачи безо всякого сцепления «от ноги» водителя, как в «механике» между двигателем и «черным ящиком» с шестеренками. Ведь для того, чтобы тронуться, нужно плавненько соединить мотор и «черный ящик» коробки. Вот гидротрансформатор, совершенно не теряя усилий от двигателя, это и делает. А жидкость нужна для того, чтобы через нее передавать вращательное движение. А то воздух, он не справится. Плотность воздуха мала для передачи энергии на таких скоростях вращения. Что же касается переключений передач, то они выполняются по команде блока управления, автоматически, в зависимости от условий движения. Раньше эти блоки были гидравлические, сейчас электронные.

В общем, всё в гидромеханической АКП, вроде, хорошо. Сама едет, сама переключается. Водителю остается только жать педали «газа» и тормоза, да селектор «автомата» щелкать между «Паркинг», «Драйв» и «Назад». Причем работает эта штука вполне надежно. Если не изображать из себя Шумахера на АКП, и соблюдать Регламент ТО, то и не ломается.

Но недостатки есть. Главные среди них – ощутимые моменты автоматических переключений диапазонов АКП в «черном ящике» с шестеренками, и более высокое потребление горючего, в сравнении с «механикой» при одинаковых силовых агрегатах. Потребность в большем комфорте, возраставшие цены на топливо и забота об экологии стимулировали инженеров подумать на тему автоматизации ещё раз.

 

«Вариатор». Вариаторная АКП

Чтобы понять, до чего додумались инженеры, представьте… велосипед. Педали, две звездочки, а между ними – цепь. На заднем колесе чуть более продвинутых моделей есть несколько звездочек, чтобы можно было передачи переключать. Переключил на большую звездочку – крутить педали легче и можно ехать в крутую горку, только чаще крутить педали приходится. Скорость велосипеда при этом падает, но это плата за высокую тягу. А если ехать по ровной местности, или с горы, то включил звездочку сзади поменьше – крутишь педали реже, а скорость велосипеда растет. Теперь представьте, что на велосипеде вместо цепной передачи стоит ременная. То есть, вместо цепи – ремень, вместо звездочек — шкивы, только вместо кучи звездочек на заднем колесе – ОДИН шкив, но его диаметр может… плавно изменяться.

Представили? Вот, перед вами, вариаторная автоматическая коробка передач! Один шкив – постоянного размера, второй – переменного и его диаметр меняется по команде блока управления, подстраиваясь под условия движения. А между ними – прочнейший «ремень», представляющий собой или многозвенную цепь, или составной, из металлических пластин. Плавное изменение диаметра одного из этих шкивов приводит к тому, что моменты переключений АКП не ощущаются вовсе. Ведь их попросту нет, этих моментов переключений. J Изумительно комфортная штука в работе, этот вариатор! Но и в нем не обошлось без недостатков, существенных и помельче. 

«Вариаторы» недёшевы. Также они категорически не любят пробуксовок. Из-за того, что между «черным ящиком» со шкивами и ремнем приходится ставить все тот же гидротрансформатор (трогаться-то нужно!), а также из-за механического трения в «черном ящике», потери энергии достаточно велики, расход топлива, в с сравнении с «обычной» АКП, немногим меньше. А может быть и больше. А еще приходится с программами двигателя «поколдовать», чтобы он не гудел, как троллейбус на постоянных оборотах при разгонах. Ведь ступенчатого переключения передач – нет. Поэтому инженерам опять открылся простор для изысканий.
 

«Роботы». Роботизированные коробки передач

Чтобы преодолеть недостатки гидромеханических и вариаторных АКП, несколько конструкторских школ обратили свое внимание на… обычную механическую коробку. А что если заменить ножной привод сцепления электроприводом, рычаг переключения передач и тяги к «черному ящику» с шестеренками электрическими исполнительными механизмами, и управлять сцеплением и переключениями с помощью электронного блока, исходя из условий движения? Конечно, легко и скоро только сказка сказывается. Над программами управления для этого блока и надежностью электропривода инженерам пришлось крепко повозиться, но автоматизированные механические коробки передач, которые журналисты окрестили «роботизированными», или «роботами», пошли в серийное производство для автомобилей малых классов. Они представляют собой именно классическую «механику», в которой управление сцеплением и переключениями передач осуществляется электронным блоком.

Главное достоинство большинства «роботов» — высокая топливная экономичность, для чего они, прежде всего и создавались. Ведь компьютер с совершенной программой управления никогда не ошибается, никогда не сердится, не впадает в депрессию и никогда не устает, в отличие от водителей с разным опытом, мастерством и стойкостью к физическим и моральным нагрузкам. Поэтому автомобиль с «роботом» расходует меньше топлива, чем такое же авто с любой другой коробкой, включая «механику». А ещё такой «робот» дешевле любой другой АКП в покупке, при заказе нового авто. Вот так. 

Но и тут без недостатков не обходится. Как ни старались инженеры оптимизировать моменты переключений, «клевки» автомобиля носом при буйных разгонах весьма ощутимы. Такие «роботы» для экономичной и спокойной езды, а не для «шумахера». Еще они не любят пробуксовок в агрегатах сцепления. Пришлось инженерам опять поднапрячься.

«Роботы» класса DSG от Volkswagen

Представьте себе автомобиль с шестиступенчатой механической коробкой передач. Представили? Только коробка эта не совсем обычна. Точнее, совсем не обычна. Она как бы состоит из ДВУХ агрегатов, причем 1-я, 3-я и 5-я передачи связаны с двигателем через один модуль сцепления, а 2-я, 4-я и 6-я – через другой. Получается что-то вроде «два в одном». А теперь представьте, что все управление – полностью автоматическое, электронное и электрическое. Причем, когда вы разгоняетесь, например, на 2-й передаче, блок управления УЖЕ ВКЛЮЧИЛ 3-ю, и только выжидает наилучший момент чтобы сделать моментальный «клац-клац» независимыми сцеплениями, чтобы «отпустить» вторую передачу и «врубить» заранее подготовленную 3-ю. Переключения в такой АКП занимают не просто доли секунды, а миллисекунды! Водитель и пассажиры этих переключений просто не замечают, и разгон плавен, и очень быстр. Например, в DSG, которую первым в мире поставил на конвейер концерн VOLKSWAGEN, моменты переключений занимают 7 миллисекунд. Это гораздо быстрее, чем вы мигаете глазами. Поэтому никаких рывков и толчков, как у «роботов» описанных выше, нет.

ГАРАНТИЯ НА DSG 7 SPEED увеличена до 5 лет или 150 000 км пробега:

Концерн VOLKSWAGEN AG, идя на встречу пожеланиям клиентов, с целью сохранения уверенности покупателей в автомобилях концерна, осуществляет за счет завода изготовителя бесплатный ремонт или замену узлов коробки передач DSG 7 DQ 200 в срок до 5 лет или до достижения 150 000 км пробега с момента передачи автомобиля первому покупателю. При обращении владельца автомобиля к официальным дилерам с претензией по работе DSG 7 DQ 200 бесплатно будут проводиться диагностика и при необходимости бесплатный ремонт в соответствии с актуальными техническими рекомендациями концерна.

Точно так же такие «роботизированные» коробки переключаются не только «вверх», но и вниз. Блок управления коробкой внимательно «наблюдает» за действиями водителя с помощью датчиков на педалях и рулевом механизме, и заранее подготавливает наилучшую передачу для целей водителя.

Если я скажу, что такие «роботы» класса VW DSG работают блестяще, то это не будет преувеличением, причем не только с точки зрения переключений передач. Их блоки управления тоже не «устают» и не «ошибаются», поэтому потребление топлива у автомобиля с DSG, особенно в городском цикле, меньше, чем с любой другой коробкой, включая «механику».

Что же касается недостатков, то их мало, но они, увы, есть: Высокая стоимость и неприемлемость пробуксовок в агрегатах сцепления (впрочем, какое сцепление это любит?).

Резюме:
Как видите, однозначно сказать, что лучше, и что хуже, нельзя. Каждому свое!

 механика» или «робот»

Если вы активный драйвер, понимаете толк в скоростном и маневренном управлении автомобилями

традиционная

гидромеханическая АКП

Если вы выбираете внедорожник, хотите комфорта в городе, но и за город выбираетесь, причем, не только на шоссе

простой «робот»

Если вы спокойный водитель, ездите по городу, выбираете малый автомобиль и экономичность для вас очень важна – то более простой «робот» вас вполне устроит
«Вариатор» этот тип коробки будет хорош для поклонников предельной плавности хода

 Вот такие варианты.  

С Уважением, Денис Козлов (ДОК)
Ваш эксперт в выборе и обслуживании автомобиля

www.atlantm.ru

Чем отличается робот от автомата – разница в эксплуатации коробок

Количество разновидностей автоматических коробок передач постоянно растет. Еще не так давно знали просто о существовании АКПП — стандартного варианта автомата с привычным гидротрансформатором. Чуть позже на машины стали активно ставить бесступенчатые вариаторы, а не так давно популярность получили роботизированные коробки. Сегодня мы рассмотрим, чем отличается робот от автомата в техническом и эксплуатационном плане, а также какие есть плюсы и минусы у данных технологий. Сравнение двух разных типов коробок часто помогает получить ценные данные для покупки различных машин.

В зависимости от ваших предпочтений по коробке передач можно внести ясность в выборе модели при покупке авто на рынке нового транспорта. Потому к сравнению технологий в коробках следует отнестись с пониманием дела. Лучше всего протестировать машины с разными технологиями, чтобы иметь понятие о возможностях и особенностях их эксплуатации.

Технические отличия робота от стандартного автомата

В техническом плане эти типы коробок передач совершенно разные. АКПП — это конструкция с гидротрансформатором, а также электроникой для управления поведением автомобиля. Гидротрансформатор играет главную роль в этом комплекте устройств, выполняя переключения передач в зависимости от оборотов. Такая особенности позволяет стабильно эксплуатировать машину и ожидать ее определенной реакции.

Роботизированная коробка передач по своей природе является механикой, потому обладает рядом специфических преимуществ механической КПП. Коробка более эластична, обладает вполне примечательным набором различных функций и предоставляет экономичную поездку. Главные отличия робота от стандартной автоматической коробки состоят в следующем:

  • принцип работы надежной механической коробки передач, простота основной конструкции;
  • наличие большого количества электроники, которая управляет сцеплением и переключением;
  • возможности активного изменения типа конструкции, что используют все мировые производители;
  • экономия топлива из-за отсутствия перегазовки и возможностей раннего переключения передач;
  • возможность быстрого изменения настроек работы роботизированной коробки, придания характера;
  • технологичность и современность конструкции, высокая надежность качественно выполненных агрегатов.

У конструкции стандартной АКПП также есть определенные плюсы. Такая коробка более надежная, она не ломается и не требует дорогостоящего ремонта электроники. Конечно, гидротрансформатор является далеко не самым надежным технологическим узлом в машине, но при правильной эксплуатации он оказывается долговечным и служит не меньше двигателя.

Все эти особенности предполагают наличие собственного характера у машины с обычным автоматом и с роботизированной коробкой. Действительно, разница в конструкции не является единственным отличием этих двух узлов. Эксплуатируются коробки также с индивидуальными особенностями и создают определенные ощущения при разных режимах поездки.

Особенности практической эксплуатации робота и стандартной АКПП

Роботизированная коробка в эксплуатации не требует никаких особенностей. Сегодня фирменные роботы есть у многих уважающих себя концернов, и часто производители дают индивидуальные рекомендации по использованию узлов. К примеру, DSG-роботы от компании Volkswagen рекомендуется использовать на пониженных оборотах, не применяя режим Sport.

Роботизированные коробки PowerShift от Ford могут работать лучше всего в среднем диапазоне оборотов, повышая не только эластичность реакций машины, но и расход топлива. Автоматическая коробка передач, выполненная по стандартному образцу может выполнять самые разные задачи и работать в различных условиях. Специфика использования такого узла следующая:

  • не стоит слишком резко набирать обороты — это приведет к повышенным нагрузка на АКПП;
  • следует избегать буксировки других автомобилей и тяжелых прицепов — работа коробки настроена на вес машины;
  • при отсутствии нормального обслуживания придется вскоре менять целые узлы агрегата и прибегнуть к дорогому ремонту;
  • неисправности гидротрансформатора часто не зависят от эксплуатации — они возникают порой неожиданно;
  • работа агрегата достаточно стабильная, он часто с опозданием реагирует на нажатие педали газа;
  • нередко в системах автоматов предусмотрена возможность Kick-Down — экстренного сброса скорости на пониженную для быстрого разгона.

Учитывая достаточно чопорную работу автоматической коробки передач, система бывает достаточно надоедливой и недостаточно динамичной. Характер машины с одним и тем самым двигателем на механической коробки и с традиционной АКПП совершенно поменяется. Часто покупатели таких машин искренне удивляются вялой и не слишком динамичной поездке на очень мощных и объемистых двигателях.

Тем не менее, автоматическая коробка стандартного традиционного типа сохраняет силовой агрегат от чрезмерного износа, потому двигатели с автоматами нередко ходят намного дольше, чем с механической коробкой или вариатором. Но АКПП стоит дороже, потому ее все чаще можно увидеть в конструкции дорогого элитного автомобиля, а не в комплектации бюджетного транспорта. О плюсах и минусах различных типов коробок передач смотрите следующее видео:

Подводим итоги

Использование автоматических коробок передач становится все более актуальным в наше время, ведь этот удобный элемент позволяет больше внимания уделять дороге и получать максимум информации об окружающей обстановке. Также АКПП любого типа удобны в пробках, где на ручной коробке приходится постоянно переключаться. Но современная индустрия производства предпочитает более доступные узлы, такие как роботизированная коробка передач или вариатор.

Робот обходится производителю дешевле традиционного автомата, а в эксплуатации до 200 тысяч километром во многом показывает себя гораздо лучше конкурентов. Потому популярность этого типа КПП настолько возросла в последнее время. Есть ли у вас определенные предпочтения по поводу использования того или иного типа автоматических коробок передач?

Коробка передач CVT

и автоматическая: Краткое руководство

В общем, существует три различных типа трансмиссий. Даже если вы мало знаете о том, как работает трансмиссия, вы, вероятно, слышали о механической и автоматической коробках передач. CVT — это новейший тип трансмиссии. Иногда ее называют бесступенчатой ​​коробкой передач, и она является разновидностью автоматической.

Что означает CVT?

Autotrader объясняет термин CVT, обозначающий бесступенчатую трансмиссию.

Преимущества вариатора

В зависимости от автомобиля и водителя вариатор может обеспечить более плавное вождение по сравнению с традиционной автоматической коробкой передач.

Согласно Carfax, одним из наиболее значительных преимуществ использования вариатора является то, что они часто более экономичны, чем обычная автоматическая коробка передач. Это одна из причин того, что они становятся все более популярным выбором для многих автомобилей у автопроизводителей.

Как работает вариатор?

Чтобы увидеть, как работает вариатор, в объяснении How Stuff Works вам необходимо понимать ручное и традиционное автоматическое переключение. В механической коробке задано количество передач, и водитель определяет, какое передаточное число им нужно. Автоматическая коробка передач также имеет заданное количество передач, но в ней используется гидравлическая система, которая реагирует на давление, создаваемое условиями, для определения необходимой передачи без участия водителя.

CVT похож на автоматический в том, что он не использует никаких данных от драйвера, но на этом сходство заканчивается. У вариатора нет шестерен. Вместо этого у него два шкива. Один шкив соединяется с двигателем, а другой — с колесами.Гибкий ремень соединяет два шкива.

Ширина шкивов меняется в зависимости от того, какая мощность требуется автомобилю. Когда один шкив становится больше, другой становится меньше. Поскольку ни шкивы, ни ремень не являются фиксированными, они могут обеспечивать бесконечное количество передаточных чисел, в отличие от автоматической коробки передач, которая имеет заданное количество передач.

Не все вариаторы созданы одинаковыми. Наиболее распространенным типом является шкив, но некоторые другие типы включают тороидальный вариатор, в котором используются вращающиеся диски вместе с силовыми роликами для получения того же результата, что и шкивы.Гидростатический вариатор использует насосы для управления потоком жидкости, который затем производит вращательное движение.

Что такое Launch Gear?

Toyota недавно внесла некоторые изменения в свой вариатор. CNET заявляет, что теперь использует то, что они называют механизмом запуска, чтобы дать водителям ощущение обычной трансмиссии. Пусковая передача почти такая же, как первая передача в обычной автоматической коробке передач. Когда автомобиль набирает скорость, трансмиссия отключает его, и он начинает работать как вариатор. Toyota заявляет, что использование этих новых фиксированных передаточных чисел не только будет больше похоже на обычную коробку передач; это также увеличит эффективность ремня и улучшит характеристики.

Что лучше между вариатором и автоматической коробкой передач?

Одним из преимуществ вариатора является его способность непрерывно изменять передаточное число. Это означает, что независимо от числа оборотов двигателя он всегда работает с максимальной эффективностью. В результате вариаторы часто обеспечивают лучшую экономию топлива, особенно при движении по городу.

Digital Trends утверждает, что большинство автомобилей, оснащенных вариатором, обеспечивают более плавную езду, чем аналогичный автомобиль с обычной автоматической коробкой передач. Это потому, что коробка передач никогда не переключается.Нет резкого переключения на понижающую передачу, когда автомобилю требуется дополнительная мощность, и нет ощущения переключения передач, которое иногда бывает с традиционной автоматической коробкой передач.

Вариатор легче традиционной автоматической, и это, в сочетании с более плавной работой, помогает повысить топливную экономичность автомобилей, оснащенных вариатором.

Из-за отсутствия зубчатой ​​передачи автомобилям с бесступенчатой ​​трансмиссией также легче найти и поддерживать идеальное передаточное число. Ему легче взлетать со светофора и легче преодолевать труднопроходимую местность, потому что регулируемая трансмиссия позволяет ему двигаться на правильной «передаче» и оставаться там.

Недостатки вариатора

В то время как отсутствие повышающей и понижающей передачи считается преимуществом вариатора, некоторые водители упускают ощущение движения транспортного средства через точки переключения. Если вы предпочитаете более спортивный стиль вождения, то отсутствие фиксированных передач делает поездку менее увлекательной.

Еще одна жалоба водителей на вариатор — это громкий гудящий звук, который возникает при разгоне. Это происходит потому, что вариатор заставляет двигатель постоянно работать на высоких оборотах, когда он набирает обороты.Как объясняет автомобильный инженер, широкая общественность меньше восприняла вариатор из-за разницы в восприятии шума механической или ступенчатой ​​автоматической коробкой передач.

CVT может быть дорого ремонтировать или заменять по сравнению с обычной автоматической коробкой передач.

Некоторые из распространенных проблем, с которыми сталкиваются владельцы, включают перегрев, пробуксовку и внезапную потерю ускорения. Дрожь — тоже обычная проблема.

Поскольку работа вариаторов зависит от ремней, если они страдают от чрезмерного растяжения или слишком большого износа, трансмиссия может полностью выйти из строя.

AutoDNA объясняет общие недостатки CVT:

  • У них нет ощущения связи между ускорителем и двигателем во время разгона.
  • Двигатели, которые могут работать с вариатором, имеют ограничения по мощности и размеру.
  • Они не работают так долго, как обычная коробка передач.
  • С вариаторами работать сложнее. Даже базовое техническое обслуживание часто требует выполнения обученным механиком.

    Преимущества автоматической трансмиссии

    Согласно Mister Transmission, несмотря на то, что наличие вариатора имеет некоторые преимущества, традиционные автоматические трансмиссии также обладают некоторыми преимуществами.

    • У них больше ощущения связи между двигателем и скоростью автомобиля.
    • Водитель лучше чувствует себя при переключении на повышенную и понижающую передачу.
    • Автоматические трансмиссии дешевле в обслуживании.
    • Они предлагают более увлекательное вождение.

      Недостатки автоматической коробки передач

      Как и вариатор, автоматическая коробка передач также имеет некоторые недостатки. Некоторые из них включают:

      • Они менее экономичны, чем вариатор.
      • Автоматика производит больше выбросов.
      • Водителям приходится охотиться за шестернями при подъеме на холмы.

        Как работают автоматические коробки передач?

        Как Stuff Works объясняет, что в автоматической коробке передач используются зубчатые передачи, гидравлическая система и преобразователь крутящего момента. Гидравлическая система регулирует ленты и муфты, которые управляют зубчатыми передачами, а насос проталкивает трансмиссионную жидкость. Давление жидкости заставляет клапаны переключения открываться и закрываться, что открывает различные цепи передачи.

        Теперь вы знаете разницу между коробкой передач CVT и автоматической коробкой передач. Какой из них вам подходит?

        Источники:

        https://www.digitaltrends.com/cars/manual-vs-automatic-transmission/

        https://www.aamcoleessummit.com/Blog/Article/The-CVT-Transmission-Pros- and-Cons-You-Should-Know

        How Does an Automatic Transmission Work?

        http://www.car-engineer.com/the-continuously -переменная-передача-cvt /

        https: // www.classictoyotatyler.com/blogs/2332/toyota-direct-shift-cvt-tyler/

        Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

        Автоматическая трансмиссия

        и бесступенчатая трансмиссия

        В чем разница между автоматической коробкой передач и вариатором?

        По продукту | Опубликовано в Технологии, Советы и хитрости в четверг, 26 октября 2017 г., в 20:16

        Автоматическая трансмиссия и бесступенчатая трансмиссия

        По общему мнению большинства водителей, у вас есть два варианта выбора трансмиссии в вашем автомобиле. Различия между ними очевидны, поскольку один из них требует, чтобы водитель сам переключал передачи. Однако в последние годы многие модели автомобилей начали использовать бесступенчатую трансмиссию. Хотя это тоже разновидность автоматической коробки передач, в чем разница между ними? Подробнее о сравнении автоматической коробки передач и бесступенчатой ​​трансмиссии.

        Автоматическая коробка передач

        Большинство систем автоматической трансмиссии технически не являются автоматическими; скорее, это в основном механическая коробка передач, которая может переключать передачи без нажатия педали сцепления водителем.Система под капотом может нажимать на сцепление с электронной системой управления без каких-либо усилий со стороны водителя, чтобы при необходимости переключать передачу самостоятельно. Это простая, но эффективная система, которая давно стала стандартом для практичных автомобилей.

        Узнайте больше о разнице между полным и полным приводом

        Бесступенчатая трансмиссия

        Бесступенчатая трансмиссия, более современная трансмиссия, на шаг ближе к настоящей автоматической системе, чем автоматическая трансмиссия. Вместо того, чтобы иметь статическое количество передач, каждая со своим собственным передаточным числом, например, 6 передач в 6-ступенчатой ​​автоматической коробке передач, бесступенчатая трансмиссия работает по-другому. Он имеет одну передачу, которая может изменять передаточные числа по желанию в ответ на ускорение автомобиля, и может достигать любого возможного передаточного числа в определенном диапазоне, чтобы соответствовать вашему автомобилю.

        Ознакомьтесь с этими советами, как управлять шаткой машиной!

        Какая трансмиссия вам подходит?

        Несмотря на то, что вариатор является более новой и более технологичной системой между ними, это не обязательно правильный выбор для каждого автомобиля.В зависимости от множества факторов, таких как размер автомобиля, тип двигателя и многое другое, стандартная автоматическая коробка передач вполне может быть правильным выбором. У обоих типов трансмиссии, безусловно, есть свои достоинства, и все это зависит от внешних факторов.

        Узнайте больше о трансмиссии гибридных автомобилей!

        • Facebook

        • Twitter

        • Pinterest


        Эта запись была опубликована
        в четверг, 26 октября 2017 г., в 20:16 и находится в разделе «Технологии, советы и хитрости».Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через канал RSS 2.0.

        И комментарии и запросы в настоящий момент закрыты.

        Бесступенчатые трансмиссии: теория и практика (Технический отчет)


        Бичли, Норман Х. и Фрэнк, Эндрю А. Бесступенчатая трансмиссия: теория и практика . США: Н. п., 1979.
        Интернет. DOI: 10,2172 / 5529813.


        Бичли, Норман Х., & Франк, Эндрю А. Бесступенчатые трансмиссии: теория и практика . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/5529813


        Бичли, Норман Х. и Фрэнк, Эндрю А. Ср.
        «Бесступенчатые трансмиссии: теория и практика». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/5529813. https://www.osti.gov/servlets/purl/5529813.

        @article {osti_5529813,
        title = {Бесступенчатые трансмиссии: теория и практика},
        author = {Бичли, Норман Х.и Фрэнк, Эндрю А.},
        abstractNote = {Рассматриваются и сравниваются пять основных принципов, которые можно использовать при проектировании бесступенчатых трансмиссий (CVT) для автомобилей. К ним относятся: гидростатический, тяговый привод (клиновой ремень и роликовый контакт), обгонная муфта, электрическая и многоскоростная коробка передач с предохранительной муфтой. В Приложении A обсуждаются коммерчески доступные вариаторы, подходящие для автомобилей, а в Приложении B описываются программы исследований и разработок для вариаторов.},
        doi = {10.2172/5529813},
        url = {https://www. osti.gov/biblio/5529813},
        journal = {},
        number =,
        объем =,
        place = {United States},
        год = {1979},
        месяц = ​​{8}
        }

        Разница между вариатором и ступенчатой ​​коробкой передач и поставщик

        Время:
        29 октября 2013 г.


        Бесступенчатая коробка передач и имеет различие типа класса, ее передаточное число не постоянное, а ряд непрерывных значений, например, от 3.455 изменено на 0,85.

        CVT имеет преимущества простой конструкции, меньшего объема, чем традиционная трансмиссия, много передач, это не механическая трансмиссия, нет планетарной коробки передач, автоматическая трансмиссия не сложна, она взята из колеса и металла, чтобы реализовать бесступенчатое изменение передаточного числа на Господа, главный.

        Принцип тот же самый с общей коробкой передач размер группы передач не имеет управления в следующем, формирование другого отношения, как колесо диаметра педали велосипеда и цепные приводы колес для вращения с разной скоростью. Из-за разной силы тяги каждая шестерня не одна, частота вращения на выходе трансмиссии меняется, поэтому не делите класс медленного вращения.

        CVT использует приводной ремень и храповик переменной ширины для передачи мощности, а именно, когда храповое колесо изменяет ширину канавки соответствующего колена, меняет ведущее колесо и радиус контакта передачи ведомого колеса ременной передачи, ремень передачи обычно с резиновым ремнем, металл пояс и металлическая цепочка. Вариатор действительно бесступенчатый, он имеет такие преимущества, как легкий вес, небольшие размеры, меньшее количество деталей, эффективность работы по сравнению с AT, имеет более высокий и низкий расход топлива.

        Но недостаток вариатора очевиден, приводной ремень легко повреждается, не выдерживает большой нагрузки, используется только в 1-литровых двигателях малой мощности и с низким крутящим моментом, поэтому при наличии автоматической коробки передач скорость составляет около 4%. ниже. В последние годы, по изучению крупных автомобильных компаний, ситуация улучшилась. Вариатор будет направлением развития автоматической трансмиссии.

        Система трансмиссии CVT, традиционная передача с помощью пары шкивов и стального ремня заменена, каждый блок имеет V-образную структуру, состоящую из двух конических дисков, вал двигателя соединен через небольшой шкив, шкив привода стального ремня.Хитрость в этом особенном шкиве: приводной шкив конструкции вариатора странной активности, разделенный на половинки, может быть близким или отдельным родственником. Конический диск может быть затянут или отверстие в упорном гидравлическом, стальном листе экструзии цепи для того, чтобы регулировать ширину канавки V.

        Когда конический диск к медиальному подвижному элементу затягивается, цепная стальная деталь в экструзионном конусном диске должна располагаться по центру вне направления движения (центробежное направление), противоположно центру передачи мощности.

        Chinabase Machinery — это группа производственных предприятий, предлагающих комплексные решения для продуктов механической передачи энергии в Китае.Мы можем поставить полный спектр продукции для передачи энергии, такой как цепи, звездочки и пластинчатые колеса, шкивы, редукторы, двигатели, муфты, шестерни и стойки. Наш ассортимент охватывает также замковые узлы (зажимные элементы / запирающее устройство), конические втулки, QD втулки, на болтах ступиц, ограничителей крутящего момента, вала воротники, моторных оснований и моторных горками, V ремни, цепи Деташеры, направляющие цепи, универсальный шарнир, концы стержней и хомуты. Наши продукты используются во многих отраслях промышленности, таких как автоматизация, приводная техника, вариаторы серии UD, конвейерные технологии, сборочные и манипуляционные технологии, упаковочная промышленность, производство напитков, продуктов питания и медицины, фармацевтическое производство и лабораторное оборудование.

        Теги артикула : Бесступенчатая коробка передач, вариатор серии UD, силовая трансмиссия.

        Электромеханическая коробка передач с бесступенчатой ​​регулировкой скорости на JSTOR

        Журнальная статья

        Электромеханическая коробка передач с бесступенчатой ​​регулировкой скорости

        Сяолань Ай, Терри Мор и Скотт Андерсон

        Сделки SAE

        Издатель: SAE International

        https: // www.jstor.org/stable/44724835

        Копировать

        Предложена электромеханическая бесступенчатая трансмиссия (eVT), состоящая из пары планетарных поездов, соединенных между собой двумя электрическими машинами и сцеплениями. Трансмиссия использует преимущества конфигурации с разделением выходной мощности для работы на низкой скорости и составной конфигурации с разделением мощности для работы на высокой скорости.Он может работать в нескольких режимах работы, включая режим только eVT и гибридный режим, если он оборудован бортовыми накопителями энергии. Трансмиссия представляет собой компактное, высокоэффективное и потенциально недорогое решение трансмиссии как для обычных транспортных средств, так и для гибридных электромобилей. Прототип виртуальной трансмиссии был построен в EASY5. Базовая модель автомобиля была также построена в среде EASY5 с использованием компонентов библиотеки Ricardo Powertrain Library. Эксплуатационные характеристики предлагаемой трансмиссии оценивались в контексте базового транспортного средства по эффективности трансмиссии, ускорению транспортного средства, расходу топлива транспортного средства и выбросам при различных ездовых циклах.Произведено сравнение с обычной четырехступенчатой ​​автоматической коробкой передач. Результаты оценки продемонстрировали превосходные характеристики предлагаемого eVT по сравнению с обычными автоматическими коробками передач. EVT имеет высокий КПД 92% в большей части диапазона преобразования скорости. Бесконечный диапазон преобразования eVT увеличивает тяговое усилие автомобиля, улучшая его ускорение. Это сокращает время разгона на 7,5% с 0 до 60 миль в час и на 9,5% с 30 до 50 миль в час. Плавно регулируемое передаточное число вместе с возможностью быстрого изменения передаточного числа электрической системы позволяет трансмиссии значительно улучшить топливную экономичность транспортного средства и снизить выбросы транспортных средств.Даже в режиме работы только eVT (для обычных транспортных средств) легко достижима 11% экономии топлива при движении по городу и 9% при движении по шоссе. Прогнозируется, что сокращение выбросов NOx составит около 12% при езде по городу и 5% на шоссе. Электромеханический eVT допускает различную степень гибридизации для обеспечения дальнейшего повышения экономии топлива и экологической приемлемости.

        SAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и технических специалистов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой промышленности.Основные направления деятельности SAE International — обучение на протяжении всей жизни и разработка добровольных согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является SAE Foundation, который поддерживает множество программ, включая A World In Motion® и Collegiate Design Series.

        × Закрыть оверлей

        Закрыть просмотр

        патентов и заявок на патенты для тороидальных передач (класс 476/10)

        Номер патента: 8585528

        Abstract: Варианты осуществления изобретения относятся к компонентам, подузлам, системам и / или способам бесступенчатой ​​трансмиссии (IVT), имеющим вариатор, снабженный множеством наклонных сферических планет.В одном варианте осуществления вариатор снабжен множеством планетарных решеток. В другом варианте осуществления гидравлическая система предназначена для управления передаточным числом IVT. Для облегчения регулировки передаточного отношения бесступенчатой ​​трансмиссии IVT можно использовать различные соответствующие изобретению узлы холостого хода и узлы рычага планетарного шарнира. Варианты осуществления корпуса трансмиссии и колокольного корпуса адаптированы для размещения компонентов IVT и, в некоторых вариантах осуществления, для взаимодействия с другими компонентами IVT для поддержки работы и / или функциональности IVT.Различные связанные устройства включают в себя варианты осуществления, например, механизма обратной связи управления, механизмов генерации и управления осевой силой, регулирующего клапана, встроенного в входной вал, и поворотного держателя, сконфигурированного для поддержки узлов планетарного шарнира.

        Тип:
        Грант

        Зарегистрирован:
        16 ноября 2012 г.

        Дата патента:
        19 ноября 2013 г.

        Цессионарий:
        ООО «Компания интеллектуальной собственности Фоллбрук»

        Изобретателей:

        Джереми Картер, Чарльз Лор, Брэд Поль, Дэниел Дж.Доу

        Экспериментальное исследование динамики новой двухременной бесступенчатой ​​трансмиссии на базе недавно разработанного испытательного стенда

        Была проведена новая двухременная бесступенчатая трансмиссия Van Doorne (DBVCVT), которая применима к большегрузным транспортным средствам. ранее предложенный авторами с целью улучшения низкого крутящего момента традиционного одноленточного вариатора.Этот DBVCVT представляет собой новую конструкцию среди бесступенчатых трансмиссий, и его необходимо создать прототипом для экспериментального исследования, а аналитическая динамическая модель для этого DBVCVT также нуждается в экспериментальной проверке. Таким образом, в ходе этой работы первоначально был изготовлен прототип DBVCVT и интегрирован этот прототип в испытательный стенд с малой нагрузкой аппаратного обеспечения в контуре путем замены двигателя и нагрузочного оборудования на двигатель переменного тока и динамометр с магнитным порошком. Более того, с использованием этой недавно разработанной испытательной установки, в данной работе впервые реализовано экспериментальное исследование этого DBVCVT.Сравнение результатов экспериментов и моделирования подтверждает ранее предложенную аналитическую модель для DBVCVT, а также экспериментально исследуются некоторые основные характеристики DBVCVT с точки зрения надежности, передаточного числа и эффективности передачи. В целом, этот разработанный испытательный стенд с аналитической моделью закладывает основу для дальнейших исследований этого нового DBVCVT.

        1. Введение

        Бесступенчатая трансмиссия (CVT) — это тип автоматической трансмиссии, который все чаще используется в автомобильной промышленности.Помимо автоматических трансмиссий, вариатор все чаще используется в системах рекуперации кинетической энергии и гибридных транспортных средствах [1–5]. Фактически, вариатор представляет собой идеальную конструкцию и имеет много преимуществ перед другими трансмиссиями, например, бесконечное передаточное число, более плавное изменение передаточного числа, более простой механизм и меньший вес. Как правило, вариатор Ван Дорна, основанный на единственном металлическом толкающем клиновом ремне, в настоящее время является самым популярным типом вариатора благодаря его хорошей надежности, долговечности и эффективности [6–10].Ввиду его популярности, это исследование сосредоточено на вариаторе Ван Дорна. На рис. 1 показана модель вариатора Ван Дорна и металлического толкающего клинового ремня. Несмотря на эти преимущества, вариатор Ван Дорна по-прежнему имеет довольно большой потенциал для повышения эффективности трансмиссии. Основная причина неадекватной эффективности трансмиссии современного вариатора Ван Дорна — это чрезмерное усилие зажима в вариаторе, препятствующее проскальзыванию металлического ремня. Более высокое усилие зажима приводит к дополнительным потерям на трение в системе из-за дополнительной механической нагрузки, прилагаемой ко всем частям вариатора.Чрезмерное усилие зажима также сокращает срок службы стального элемента, поскольку усилие выдавливания в элементе больше, чем усилие, едва необходимое для передачи мощности двигателя. Кроме того, контактное давление между клиновым ремнем и шкивами выше минимально необходимого давления, что еще больше увеличивает износ. Таким образом, при риске проскальзывания многие исследования были сосредоточены на уменьшении усилия зажима с целью повышения эффективности передачи [9, 11].

        Точно так же допустимый крутящий момент также является одним из основных ограничений современных вариаторов, который в настоящее время ограничен прочностью стального ремня и способностью противостоять трению между источником крутящего момента и средой передачи [12, 13] .В настоящее время вариатор Van Doorne с одним ремнем был разработан для класса автомобилей с объемом двигателя 3500 куб. См, таких как Nissan Maxima, который может выдерживать крутящий момент около 350 Н · м при 4400 об / мин; это максимальный крутящий момент вариатора Ван Дорна [14]. Короче говоря, вариатор Ван Дорна в настоящее время применим только к легковым автомобилям с низким крутящим моментом из-за ограниченного крутящего момента.

        Среди всех существующих исследований систем CVT, очень немногие из них сосредоточены на увеличении крутящего момента для CVT Ван Дорна; в большей части существующей литературы изучалось влияние характеристики трения между ремнем и шкивом на крутящий момент как в установившемся, так и в переходном состоянии [15–22].

        Для передачи большой мощности и крутящего момента с традиционной системой шкива и ременной передачи обычно используется система с двумя или несколькими ремнями вместо системы с одним ремнем. В 2009 году авторы показали, что использование ремня с двойной резиной может улучшить крутящий момент на вариаторе центробежного типа для скутера [23]. Поэтому распространение этой концепции на вариаторную трансмиссию Ван Дорна представляет большой интерес. В существующей литературе не упоминается вариатор Van Doorne с двумя ремнями, но есть Efficient Drivetrains, Inc.разработали аналогичный прототип вариатора, показанный на рисунке 2, который предназначен как для легких, так и для средних нагрузок, для переднего или заднего привода и может поддерживать более высокие диапазоны крутящего момента и более высокий уровень эффективности, чем любые другие трансмиссии CVT, доступные на рынке. сегодня [21]. Этот вариатор также называют вариатором с рядной цепью, и его подробное описание приведено в [24]. Рядный вариатор на самом деле представляет собой систему вариатора с одной цепью, но он соединяет две отдельные цепи последовательно. На рисунке 2 показана последовательная конфигурация двух цепей, которая передает крутящий момент от первой цепи ко второй цепи.По сравнению с обычным вариатором с тем же диапазоном передаточных чисел, передаточное отношение первого вариатора умножается на передаточное отношение второго вариатора, чтобы получить такое же передаточное число, как у обычного вариатора; поэтому две ступени рядного вариатора имеют гораздо меньший индивидуальный диапазон передаточных чисел. В результате, этот встроенный вариатор можно использовать ближе к окружающему, что может повысить эффективность [25]. Однако у этого рядного вариатора есть и некоторые недостатки: рядный вариатор немного больше в вертикальном направлении: когда он используется в большегрузных транспортных средствах, должен быть очень большой дорожный просвет [25]; ему необходимы две отдельные системы управления передаточным числом для управления передаточными числами двух комплектов шкивов и цепных приводов, что приводит к высокой стоимости и сложности; это фактически двухступенчатая система вариатора с одним ремнем и цепью: ограничение по крутящему моменту традиционных систем вариатора с одним ремнем и цепью все еще существует; поскольку он унаследован от свойств систем вариаторов с одним ремнем и цепью, один из двух вариаторов все еще требует чрезмерного зажима; высокое усилие зажима может снизить эффективность передачи и срок службы компонента.Кроме того, необходимо отметить, что в этой конструкции рядного вариатора используются две цепи вместо ремней. В отличие от вариатора Ван Дорна с ремнем, цепь имеет следующие недостатки. Цепи производят больше шума и вибрации, чем металлические толкающие клиновые ремни Van Doorne. Это вызвано относительно небольшим количеством штифтов, которые постоянно входят в шкив. Более сложная структура цепи означает дорогие комплекты для обслуживания и ремонта. Это дорого стоит. Количество штифтов сокращается вдвое, что снижает жесткость и прочность цепи [26, 27].

        Чтобы преодолеть вышеупомянутые ограничения нынешних одноременных вариаторов Ван Дорна и рядных вариаторов, в этой статье предлагается новая параллельная бесступенчатая трансмиссия. Трансмиссия называется двухременной бесступенчатой ​​трансмиссией Van Doorne (DBVCVT), которая может быть реализована на транспортных средствах большой грузоподъемности и имеет значительное улучшение крутящего момента и эффективности. При параллельной конфигурации сдвоенных ремней интервалы передаточных чисел двух комплектов ремня и шкивов одинаковы, поэтому требуется только один регулятор передаточного отношения по сравнению с рядным вариатором.Кроме того, можно складывать крутящие моменты двух идентичных одноленточных вариаторов. Кроме того, усилие зажима можно разделить на два ремня, чтобы увеличить их долговечность. Несмотря на то, что авторы ранее предлагали идею двухременного вариатора в [29], конструкция и модель в то время были простыми и не учитывали асинхронное движение ремня и так далее. Более того, в предыдущей работе не было существенных экспериментальных исследований.

        Для автоматических трансмиссий, поскольку механизм трансмиссии очень сложен и затрудняет разработку точной аналитической модели, технология аппаратного обеспечения в качестве эффективного инструмента всегда широко использовалась для анализа характеристик трансмиссии автоматических трансмиссий.Существуют некоторые работы, которые считаются недорогими аппаратными структурами моделирования в цикле, в которых обычно реальный блок управления передачей (TCU) связан с виртуальным управляемым объектом, используя аппаратную платформу реального времени для моделирования внешней среды объекта. TCU, например, сигнал датчика и интерфейс связи [30–32]. Hagiwara et al. рассмотрели нелинейность трансмиссии CVT, а затем построили имитационную модель изменения передаточного числа в реальном времени для проверки алгоритма управления передаточным отношением TCU.Bai et al. использовал набор инструментов SimDriveline Simulink для создания имитационной модели системы автоматической трансмиссии в реальном времени, включая модель гидравлической системы, модель гидротрансформатора и модель динамики транспортного средства [33]. Мацумура и др. построил полный комплект аппаратной тестовой системы TCU, включая программные и аппаратные платформы. Программная платформа состояла из управления сцеплением, переключением передач, системой управления давлением, системой поиска и устранения неисправностей и другими компонентами, в то время как аппаратная платформа включала блок управления, привод, интерфейсный модуль, моделирование неисправностей и другие датчики [34].Brendecke и Küçükay использовали платформу реального времени dSPACE для тестирования реального TCU [35]. Ян и др. использовали платформу моделирования модели транспортного средства в реальном времени для передачи сигналов и связи с TCU, соединив фактический привод с TCU, чтобы создать систему тестирования аппаратного обеспечения в контуре [36–38]. Ох и др. использовали платформу моделирования в реальном времени для создания модели трансмиссии вариатора и провели тестирование аппаратного обеспечения TCU, включая модель изменения передаточного числа, модель управления блокировкой гидротрансформатора и модель управления давлением в системе [39] .Фактически, ключевым элементом аппаратного моделирования в цикле является создание точной модели управляемого объекта, но эта проблема редко обсуждалась в вышеупомянутой литературе; в частности, когда модель исполнительного механизма контролируемого объекта является более сложной, это может напрямую повлиять на надежность результата тестирования. В настоящее время об аппаратных испытаниях модели привода для вариаторов не сообщается.

        Более того, быстрое создание прототипа управления является эффективным способом проверки рациональности алгоритма управления путем соединения виртуального контроллера с реальным управляемым объектом.Steiber et al. установили испытательный стенд трансмиссии с электрическим управлением, приводной двигатель моделировал двигатель, двигатель нагрузки моделировал сопротивление движению и инерцию транспортного средства, и они использовали трансмиссию GT-power и AMESim для создания модели трансмиссии [40, 41]. Ханн использовал CarSim для создания модели автомобиля, разработав платформу для тестирования оборудования в контуре передачи на основе платформы RT-LAB в реальном времени и операционной системы реального времени QNX [42]. Sun et al. приняла платформу реального времени dSPACE для экспериментального исследования прототипа TCU быстрого управления вариатором [43].Янг и Чжао использовали платформу моделирования в реальном времени xPC Target и моделирование Dymola, чтобы построить модель передачи для быстрого прототипирования управления [44]. Подводя итог, можно сказать, что текущие испытательные структуры для быстрого создания прототипов обычно можно разделить на две категории: первая предназначена для создания полной системы трансмиссии для моделирования реальных условий вождения. Однако этот тип конструкции является сложной, с высокой стоимостью и большим энергопотреблением. Другой предназначен только для размещения конкретного привода в контуре управления для простой конструкции, но он не отражает взаимосвязь между различными компонентами и рабочие характеристики всей системы трансмиссии.Сочетание преимуществ обеих структур и предложение новой структуры имеют большое значение.

        Кроме того, целью вышеупомянутого прототипа быстрого управления является моделирование управляемого объекта или контроллера. Однако управляемый объект обычно имеет много компонентов, а контроллер обычно выполняет несколько функций. Таким образом, разумно считать, что некоторые части и функции управления могут быть заменены оборудованием реального времени. Turbett et al. установил испытательный стенд для трансмиссии с электрическим управлением, изучая моделирование двигателя, моделирование инерции, моделирование сопротивления движению и построив платформу полуфизического моделирования трансмиссии [45].Gao et al. установил испытательный стенд с электрическим управлением для вариатора, программное обеспечение для управления испытанием может обеспечить имитацию драйвера и имитацию нагрузки, а испытательный стенд использовал настоящий TCU [46]. За исключением модели сопротивления движению, основанной на данных дорожных испытаний, авторы рассмотрели компенсацию возмущающего крутящего момента для повышения точности и рассмотрели ее после получения данных дорожных испытаний; они достигли этой цели на испытательном стенде. В некоторой степени это может быть эффективной заменой дорожных испытаний, снижая стоимость испытаний и повышая эффективность испытаний.Катсу и Мацумура составили испытательную платформу TCU для вариатора посредством главного компьютера, аппаратной платформы реального времени, исполнительного механизма и схемы сигнального интерфейса [47]. На основе платформы тестирования аппаратного обеспечения виртуальных транспортных средств Delphi Zheng et al. использовали систему моделирования тест-драйва OPAL-RT в реальном времени для построения модели аппаратного обеспечения и изучения стратегии управления и алгоритма передачи AT [48, 49].

        В целом, в зависимости от разных целей и объектов тестирования, структура систем аппаратного обеспечения может быть соответственно разной, но суть структуры всегда одна и та же, а именно, для имитации блока управления. и контролируемый объект.Для недавно предложенного DBVCVT, насколько известно авторам, в открытой литературе нет исследований по разработке испытательного стенда для какой-либо системы DBVCVT. Таким образом, в этой работе впервые разрабатывается аппаратно-программный стенд для тестирования с изготовлением нового прототипа DBVCVT, обеспечивающего тестовую платформу для дальнейшего изучения характеристик передачи и системы управления DBVCVT. В этой разработке, чтобы преодолеть недостатки обычного испытательного стенда CVT, такие как сложная конструкция, высокая стоимость и большое энергопотребление, эта работа заменяет двигатель и нагрузочное оборудование на двигатель переменного тока и динамометр с магнитным порошком на испытательном стенде DBVCVT. за более простую конструкцию, меньшую стоимость и энергопотребление.Чтобы подтвердить осуществимость и более точно проанализировать характеристики передачи системы DBVCVT, в этой работе также проверяется аналитическая модель, которая ранее была предложена авторами для DBVCVT. Эта недавно проверенная аналитическая модель также может быть использована для разработки усовершенствованной системы управления DBVCVT для будущих исследований, целью которых является повышение надежности, долговечности и эффективности системы. Более того, дальнейшее экспериментальное исследование сравнивается с аналитической моделью для коллективного анализа характеристик передачи DBVCVT и обеспечения основы для дальнейшего моделирования, моделирования и управления.

        2. Предлагаемый дизайн и реализация DBVCVT

        На рисунке 3 представлена ​​схематическая конструкция предлагаемого DBVCVT, принцип работы которого аналогичен одноременному вариатору Ван Доорна (SBVCVT), поскольку он состоит из двух идентичных систем вариатора Ван Дорна с одним ремнем и одного ремня. синхронный механизм. На рисунке 4 показана экспериментальная установка прототипа DBVCVT и его испытательный стенд. Каждый одноременный вариатор Van Doorne на Рисунке 4 используется для автомобилей класса 660 куб. См с максимальным входным крутящим моментом 88 Н · м [50].Судя по всему, есть четыре группы регулируемых шкивов и два стальных клиновых ремня. На первичном валу шкивы 3, 4, 7 и 8 вращаются синхронно с первичным валом. Шкивы 4 и 8 могут перемещаться в поперечном направлении с помощью первичной вилки синхронного переключения, в то время как шкивы 3 и 7 неподвижны в осевом направлении и соединены с входным валом. Кроме того, имеется серводвигатель постоянного тока и силовой винтовой механизм, чтобы толкать или тянуть первичную вилку синхронного переключения передач, чтобы изменить рабочие радиусы первичных шкивов. Для экстремальных условий эксплуатации система привода двигателя постоянного тока может быть заменена электрогидравлической системой привода.На выходной стороне шкивы 1, 2, 5 и 6 вращаются вместе с двумя входными валами коробки передач с обратным дифференциалом соответственно. Точно так же шкивы 1 и 5 также могут перемещаться в осевом направлении с помощью вторичной вилки синхронного переключения. Шкивы 2 и 6 неподвижны в осевом направлении и соединены с двумя входными валами коробки передач с обратным дифференциалом, соответственно, а конечным выходом является выходной вал коробки передач с обратным дифференциалом.


        Теоретически первичный и вторичный шкивы и ремни вращаются одновременно, поскольку две группы первичных шкивов соединены с одним и тем же входным валом, но скорости ремней могут не совпадать из-за проблемы износа и производственные допуски.В результате могут возникнуть большие потери мощности, если все вторичные шкивы соединены с одним и тем же выходным валом. Следовательно, для решения этой асинхронной проблемы предлагается установить в DBVCVT редуктор с обратным дифференциалом, который может вводить две разные скорости и выводить среднюю скорость входов. Датчик нагрузки на Рисунке 3 используется для измерения силы пружины, которая обеспечивает осевое усилие зажима как первичного, так и вторичного шкивов. Фактически, проскальзывание неблагоприятно для системы CVT [51], поэтому это усилие пружины подается на контроллер DBVCVT в качестве сигнала обратной связи, чтобы избежать проскальзывания.Подробное исследование о контроле DBVCVT будет представлено в следующей исследовательской статье.

        Для изменения рабочего радиуса вторичных шкивов серводвигатель постоянного тока с приводным винтом также используется для толкания или тяги вторичной вилки синхронного переключения. Первичная и вторичная вилки синхронного переключения передач используются для согласованного изменения ширины всех шкивов, чтобы обеспечить синхронное движение двух систем SBVCVT. Если ширина двух первичных или вторичных шкивов на одной оси может быть одинаковой, можно получить одинаковые положения ремня.Другими словами, может быть обеспечено одинаковое усилие зажима на парах первичных и вторичных шкивов. Кроме того, между механизмом силового винта и вилкой вторичного переключения передач установлена ​​чрезвычайно прочная пружина. Пружина используется не только для предотвращения повреждения металлических клиновых ремней, но и для обеспечения осевого зажимного усилия для шкивов.

        На рисунке 3 электронный блок управления (ЭБУ) получает все сигналы, включая сигналы нагрузки двигателя и скорости автомобиля, а затем отправляет управляющий сигнал для управления серводвигателями постоянного тока.Например, когда нагрузка на двигатель считается постоянной, а ЭБУ определяет увеличение скорости транспортного средства, серводвигатели могут приводить в действие первичную и вторичную синхронные вилки переключения передач, вынуждая толкать первичные шкивы и заставляя вторичные шкивы вращаться. отпускается или удерживается так, чтобы не только достичь более высокого передаточного числа или режима повышенной передачи, но также поддерживать скорость двигателя в оптимальном рабочем режиме для достижения экономии топлива. При изменении ширины шкивов металлические клиновые ремни вынуждены двигаться наружу на первичных шкивах и внутрь на вторичных шкивах из-за клиновых поверхностей шкивов.Поскольку длины двух клиновых ремней постоянны, рабочие диаметры первичных шкивов увеличиваются, а диаметры вторичных шкивов соответственно уменьшаются. Кроме того, когда транспортное средство движется с высоким передаточным числом и начинает подниматься по склону, водитель обычно нажимает на дроссельную заслонку для ускорения транспортного средства. Поскольку скорость транспортного средства имеет тенденцию к снижению, ЭБУ приводит в действие первичную и вторичную синхронные вилки переключения передач, чтобы изменить передаточное отношение на более низкий уровень. Следовательно, рабочие диаметры первичных шкивов становятся меньше, а вторичные шкивы соответственно увеличиваются.Все управляющие действия полагаются на справочную таблицу, хранящуюся в ЭБУ, но ее детали не представлены в документе из-за ограниченного объема документа.

        В целом, испытательный стенд DBVCVT, разработанный авторами, можно использовать для измерения передаточного отношения, скольжения и эффективности передачи DBVCVT. В следующем разделе рассматривается базовый тест производительности DBVCVT на основе этого испытательного стенда.

        3. Экспериментальные исследования DBVCVT

        Поскольку DBVCVT представляет собой новую концепцию, причиной создания вышеуказанного испытательного стенда является доказательство принципа работы DBVCVT.Также авторы ранее разработали аналитическую модель DBVCVT [29]; Естественно, экспериментальные исследования этой работы направлены на проверку аналитической модели и дальнейший анализ характеристик передачи с помощью следующих основных тестов производительности DBVCVT: тест производительности привода, тест изменения передаточного числа и тест эффективности передачи. Что касается характеристик привода, то DBVCVT управляется электроникой теми же приводами, которые используются для усилия зажима системы и передаточного отношения соответственно.Итак, в данной статье изучаются характеристики привода в тесте передаточного отношения. Более того, изменение передаточного числа — важная проблема для вариатора. Чтобы добиться хорошего изменения передаточного числа, необходимо изучить характеристики изменения передаточного числа. Для DBVCVT, если скорость изменения передаточного числа выражается эмпирической формулой на основе данных испытаний, для вывода этой формулы требуется множество экспериментов. Это может быть ненадежным и менее универсальным из-за конкретных условий испытаний.Таким образом, в данной статье рассматривается аналитическая модель, основанная на сложном механизме DBVCVT для описания изменения передаточного числа [29], и реализация теста передаточного отношения может быть сравнена с этой аналитической моделью, чтобы надежно проанализировать изменение передаточного числа. Кроме того, эффективность трансмиссии является наиболее важным показателем общей производительности, и все же очевидным недостатком обычных вариаторов является более низкая эффективность трансмиссии. В тесте передаточного числа в этой статье также анализируется эффективность передачи в аналитической модели и на испытательном стенде, чтобы повысить эффективность передачи и предоставить ссылку для улучшения конструкции DBVCVT.

        Стоит отметить, что базовый тест производительности DBVCVT в этой работе включает в себя тест надежности. Обычно полный тест на надежность DBVCVT должен включать надежность приводного двигателя переменного тока, надежность динамометра, поглощающего энергию, и надежность системы исполнительных механизмов. Фактически, поскольку серводвигатель постоянного тока является ключевым компонентом электромеханической системы, его проверка надежности должна включать в себя испытание на срок службы и испытание на эксплуатационную надежность.Более того, полная надежность DBVCVT должна гарантировать, что в течение расчетного срока службы система может удовлетворять требованиям допустимого крутящего момента, подходящего для нормальной работы. Кроме того, один параметр напрямую связан с коэффициентом скольжения, который может отражать стабильность коэффициента трения и проблему износа. Однако этот полный тест на надежность требует много времени для многократного выполнения и является разновидностью разрушающего тестирования. Таким образом, эта работа ограничена экспериментальными условиями и, следовательно, упрощает проверку надежности.Аналогичным образом, что касается испытания ездового цикла, метод комплексного испытания характеристик трансмиссии должен выполняться с испытанием ездового цикла. В этой статье испытательный стенд включен в цикл моделирования с двигателем переменного тока и динамометром вместо небольшого двигателя и нагрузочного оборудования. Чтобы достичь цели этого эксперимента, эта работа не включает в себя испытание ездового цикла, потому что имитация ездового цикла должна установить модель трансмиссии всего транспортного средства.

        3.1. Тест на надежность

        Испытательный стенд DBVCVT эксплуатировался авторами в течение нескольких часов, датчик температуры масла показал около 44 ° C в течение всего теста, и не было явных повреждений и царапин во всей системе, что показывает, что DBVCVT обладает хорошей эксплуатационной надежностью и стабильным коэффициентом трения.

        3.2. Проверка соотношения скоростей

        Исходя из принципа работы DBVCVT, изменение соотношения скоростей зависит от осевых перемещений первичного и вторичного шкивов, что достигается за счет углов вращения двух серводвигателей постоянного тока.Вращение серводвигателя постоянного тока изменяет осевое положение шкива посредством винтового механизма. В тесте передаточного числа эта статья направлена ​​на установление зависимости между степенью вращения серводвигателя постоянного тока и осевым положением шкива.

        С учетом скольжения, передаточное число под нагрузкой, также называемое геометрическим передаточным числом, может быть определено как

        Передаточное число без нагрузки может быть определено как

        Коэффициент скольжения может быть определен как

        Входной и выходной скорости могут быть соответственно измерены двумя датчиками скорости, которые представляют собой магнитный датчик с 60 зубьями; тогда передаточное число без нагрузки может быть получено из (2).Из (3) следует отметить, что ключом к измерению скольжения является определение геометрического отношения. В этой статье, измеряя осевые смещения первичного и вторичного шкивов, можно рассчитать соответствующее геометрическое соотношение. Это достигается установкой двух линейно-регулируемых дифференциальных трансформаторов (LVDT). Поскольку специальный передаточный механизм DBVCVT определяет движение ремня внутрь или наружу вдоль шкивов при переключении, радикальные и осевые движения ремня могут вызвать осевое смещение ремня из-за фиксированной длины ремня, как показано на Рисунок 5.Это осевое смещение ремня может повлиять на эффективность передачи и передаточное число [29], и необходимо разработать аналитическую модель передаточного отношения на основе осевого смещения ремня.

        (а) Передаточное число увеличивается
        (б) Передаточное число уменьшается
        (а) Передаточное число увеличивается
        (б) Передаточное число уменьшается

        При разработке испытательного стенда авторы должны убедиться, что нет осевого перекоса ремня под.Между тем, симметричные центральные линии между первичным шкивом и вторичным шкивом совпадают, поэтому рабочий радиус первичного шкива внизу может быть показан как

        Соответствующий рабочий радиус вторичного шкива внизу может быть показан как

        На Рисунке 5 ( a), когда ремень на первичном шкиве движется внутрь, подвижный первичный шкив перемещается влево, и соответствующее осевое перемещение первичного шкива, измеренное первичным LVDT на Рисунке 4, можно рассматривать как

        Тогда рабочий радиус первичного шкива шкив может быть показан как

        В то же время ремень на вторичном шкиве перемещается наружу, подвижный вторичный шкив перемещается вправо, и соответствующее осевое перемещение вторичного шкива, измеренное вторичным LVDT на Рисунке 4, можно рассматривать как

        Тогда рабочий радиус вторичного шкива может быть показан как

        Передаточное число увеличивается и может быть определено как

        На рисунке 5 (b), wh ru ремень на первичном шкиве движется наружу, подвижный первичный шкив перемещается вправо, и соответствующее осевое перемещение первичного шкива, измеренное первичным LVDT на рисунке 4, можно рассматривать как

        Тогда рабочий радиус первичного шкива может быть показано как

        В то же время ремень на вторичном шкиве движется внутрь, подвижный вторичный шкив движется влево, и соответствующее осевое перемещение вторичного шкива, измеренное вторичным LVDT на Рисунке 4, можно рассматривать как

        Тогда, рабочий радиус вторичного шкива может быть показан как

        Передаточное число уменьшается и может быть определено как

        Из рисунка 5 осевое смещение ремня можно определить как

        Используя (10) и (15), ( 16) может быть показано как

        . Из-за того, что осевое перемещение шкива приводится в действие серводвигателем постоянного тока, соотношение между осевым перемещением первичного шкива и вращением Конечная степень вращения серводвигателя постоянного тока может быть определена как [52], где — шаг резьбы винта, — передаточное число редуктора, и — это степень вращения первичного серводвигателя постоянного тока.

        Аналогично, взаимосвязь между осевым перемещением вторичного шкива и степенью вращения серводвигателя постоянного тока может быть определена как где — степень вращения вторичного серводвигателя постоянного тока.

        Первичная зажимная сила DBVCVT регулируется серводвигателем постоянного тока и измеряется тензодатчиками первичных шкивов, как показано на рисунке 4. Отношение между общей первичной зажимной силой для ремня непрерывной переменной передачи Ван Дорна ( VCVT) и серводвигатель постоянного тока, где — крутящий момент первичного серводвигателя постоянного тока, — средний диаметр резьбы винта, — угол подъема резьбы винта и — эквивалентный угол трения [52].

        Вторичное усилие зажима DBVCVT регулируется серводвигателем постоянного тока и измеряется датчиком нагрузки вторичных шкивов, как показано на рисунке 4. Соотношение между общей вторичной силой зажима для ременной системы VCVT и серводвигателя постоянного тока где — крутящий момент вторичного серводвигателя постоянного тока, — жесткость пружины и — сила предварительной нагрузки пружины. Как упоминалось ранее, DBVCVT состоит из двух объединенных отдельных систем SBVCVT, поэтому может быть установлен равным 2 для системы DBVCVT и равным 1 для SBVCVT.

        Кроме того, рабочая длина стальной ленты может быть рассчитана с помощью

        На основании (1) ~ (22) можно получить передаточное число. Поскольку аналитическая модель DBVCVT была ранее предложена авторами в документе конференции [29], требуемые осевые зажимные силы первичного и вторичного шкивов могут быть получены при высоком передаточном числе и низком передаточном отношении. Из-за ограниченного объема страницы аналитическая модель DBVCVT не упоминается в этой статье. Кроме того, параметры, использованные в имитационных испытаниях, показаны в Таблице 1, в которой геометрические и механические параметры взяты из прототипа DBVCVT, представленного в Разделе 2, экспериментах, справочниках и каталогах производителей.Прототип сконструирован на основе компонентов существующего автомобиля объемом 600 куб. См. Что касается источников параметров,,,, и, они представлены в разделе 3.3, а аналитическая модель DBVCVT — в [29]. Стоит отметить, что значение угла скольжения в таблице 1 принято равным 90 °, поскольку Ким и Ли экспериментально обнаружили, что вдоль угла контакта радиальное перемещение между стальными элементами и шкивом изменяется только примерно на 10 −4. ~ 10 −3 мм, которым можно пренебречь по сравнению с тангенциальным движением [12].


        195 мм 2 мм 0,005 кг 0,96

        9039

        9040 ° 9040

        12 11 °
        2 кг / м 0,185 мм 5 мм 11 °
        .04 кг / м 30: 1 40 мм 2 / с 4,25 °
        70 мм 5,5 мм 0,001
        21,5 мм 0,52 0 0,07
        0,7 9039 мм

        0,7 11,69 °

        Фактически, эффективность трансмиссии и точность передаточного числа уменьшаются при увеличении осевого смещения ремня [53]. В DBVCVT осевые подвижные перемещения шкивов и управляются двумя системами исполнительных механизмов. Можно обеспечить необходимое усилие зажима системы; другой может вращаться без нагрузки, чтобы толкать или тянуть систему. Хотя управление синхронизацией двух серводвигателей постоянного тока является простым, DBVCVT подвержен риску увеличения осевого смещения.Таким образом, использование независимого контроля лучше, чем первое. Для достижения точного управления передаточным числом необходимо обеспечить соотношение между передаточным числом и степенью вращения первичного серводвигателя постоянного тока. В тесте авторы сначала устанавливают начальное положение DBVCVT, а затем изменяют степень вращения первичного серводвигателя постоянного тока. Путем измерения осевых перемещений шкивов и расчета передаточного числа по формуле (15), соотношение между передаточным числом и степенью вращения первичного серводвигателя постоянного тока получается на рисунке 6.Сравнивая результат моделирования с использованием аналитической модели с экспериментальным результатом на испытательном стенде, они хорошо согласуются, и предложенная аналитическая модель действительна. Один из выводов заключается в том, что с помощью аналитической модели можно регулировать передаточное число, контролируя степень вращения первичного серводвигателя постоянного тока.

        Фактически, управление DBVCVT — это, по сути, управление усилием зажима. В DBVCVT осевое усилие зажима первичного шкива контролирует передаточное число, в то время как осевое зажимное усилие вторичного шкива контролирует скольжение.В аналитической модели DBVCVT изменение передаточного числа определяется входным крутящим моментом, входной скоростью, целевым передаточным числом, а также первичным и вторичным усилиями зажима. В этой статье реализован следующий тест передаточного отношения, чтобы изучить указанную выше взаимосвязь между первичным зажимным усилием и передаточным числом.

        Поскольку аналитическая модель DBVCVT была ранее предложена авторами в документе конференции [29], известно, что осевые усилия зажима для ременной системы VCVT являются функциями входного крутящего момента и передаточного отношения.Другими словами, для различных комбинаций входного крутящего момента и входной скорости требуются разные осевые зажимные усилия. Комбинация делает эксперименты очень сложными. Чтобы уменьшить количество комбинаций переменных в экспериментах, весь процесс тестирования DBVCVT установлен следующим образом. Прежде всего, авторы устанавливают фиксированный входной крутящий момент в сочетании с четырьмя различными входными скоростями соответственно. Затем, когда прототип DBVCVT работает при максимальной входной скорости и максимальном передаточном числе, авторы устанавливают фиксированное избыточное вторичное зажимное усилие для этого фиксированного входного крутящего момента.Следовательно, по большей части выбор этой избыточной вторичной зажимной силы может минимизировать проскальзывание прототипа DBVCVT при фиксированном входном крутящем моменте, различных входных скоростях и соотношениях скоростей. На Рисунке 4 это избыточное вторичное зажимное усилие может быть измерено датчиком нагрузки вторичных шкивов. При этой фиксированной избыточной вторичной зажимной силе и входном крутящем моменте при изменении входной скорости авторы регулируют только первичную зажимную силу, чтобы изменить передаточное отношение между максимальным передаточным числом и минимальным передаточным числом.Наконец, авторы измеряют изменение передаточного числа вместе с соответствующей первичной зажимной силой при различных избыточных вторичных зажимных силах, входных скоростях и входном крутящем моменте. В таблице 2 показаны условия испытаний. Чтобы проверить производительность системы DBVCVT, также было проведено моделирование системы DBVCVT при тех же чрезмерных вторичных усилиях зажима, входном крутящем моменте, полном диапазоне скоростей, входных скоростях и параметрах в таблице 1. Чтобы обеспечить справедливое сравнение в тех же условиях, избыточные вторичные зажимные силы в таблице 2 были применены к прототипу DBVCVT и моделированию одновременно.

        3

        3


        Передаточное число в полном диапазоне Входная скорость (об / мин) Входной крутящий момент (Н · м) Чрезмерное вторичное усилие зажима (Н)
        48
        48 0,44–2,25 500, 800, 1200 = 25,3 Н · м = 10000 Н
        = 54,3 Н · м = 20000 Н · м
        = 78,8 Н · м = 30000 N
        = 107.6 Н · м = 40000 Н

        Кроме того, сравниваются характеристики DBVCVT и SBVCVT. Для обеспечения честного сравнения размеры и другие параметры SBVCVT такие же, как и у систем одноленточного вариатора в DBVCVT, за исключением количества ремней. Поскольку крутящий момент DBVCVT совместно используется двумя комбинированными отдельными системами SBVCVT [29], необходимо отметить, что для справедливого сравнения SBVCVT и DBVCVT при одном и том же входном крутящем моменте, входной скорости и полном диапазоне передаточного отношения чрезмерное вторичные силы зажима для прототипа SBVCVT должны быть установлены равными чрезмерным вторичным усилиям зажима для прототипа DBVCVT, что означает.Аналогичным образом было проведено моделирование системы SBVCVT при тех же чрезмерных вторичных усилиях зажима, входном крутящем моменте, полном диапазоне скоростей, входных скоростях и параметрах в таблице 1. Кроме того, избыточные вторичные зажимные силы в таблице 2 также были применены к прототипу SBVCVT и моделированию одновременно.

        Чтобы продемонстрировать выдающиеся характеристики DBVCVT, авторы установили фиксированное избыточное вторичное зажимное усилие N для фиксированного высокого крутящего момента Н · м в таблице 2.Как упоминалось ранее в разделе 2, каждый одинарный вариатор Van Doorne на рис. 4 используется для автомобилей класса 660 куб.см с максимальным входным крутящим моментом 88 Н · м [50], поэтому это условие испытания не применимо к SBVCVT. В этой статье был проведен только прототип DBVCVT и моделирование при этой избыточной вторичной зажимной силе N, входном крутящем моменте Н · м, полном диапазоне скоростей и входных скоростях.

        На рисунках 7 (a) –7 (c) показаны экспериментальные результаты реакции отношения скоростей DBVCVT и SBVCVT на испытательном стенде и результаты их моделирования на основе аналитической модели при оборотах в минуту и ​​Н · м, 54.3 Н · м и 78,8 Н · м соответственно. На рисунке 7 (d) показано сравнение результатов моделирования и экспериментов по соотношению скоростей DBVCVT при частоте вращения и Н · м. На рисунках 8 (a) –8 (c) показаны экспериментальные результаты реакции отношения скоростей DBVCVT и SBVCVT на испытательном стенде и результаты их моделирования на основе аналитической модели при оборотах в минуту и ​​Н · м, 54,3 Н · м и 78,8 Н · м соответственно. На рисунке 7 (d) показано сравнение результатов моделирования и экспериментов по соотношению скоростей DBVCVT при частоте вращения и Н · м.На рисунках 9 (a) –9 (c) показаны экспериментальные результаты зависимости соотношения скоростей DBVCVT и SBVCVT на испытательном стенде и результаты их моделирования на основе аналитической модели при оборотах в минуту и ​​Н · м, 54,3 Н · м и 78,8 Н · м соответственно. На рисунке 9 (d) показано сравнение результатов моделирования и экспериментов по соотношению скоростей DBVCVT при частоте вращения и Н · м. Они имеют хорошее совпадение при различных условиях испытаний, соответственно, что означает, что аналитическая модель может эффективно прогнозировать динамические характеристики и правильно описывать характеристики передачи предлагаемого DBVCVT при различных условиях передачи.Более того, оценка результатов экспериментов и моделирования может привести к следующим полезным выводам для нового DBVCVT.

        При сравнении результатов моделирования с использованием аналитической модели с результатами экспериментов, полученных на испытательном стенде, есть некоторые незначительные различия. Это связано с тем, что при разработке аналитической модели игнорируются некоторые факторы, такие как деформации шкива и трение вилки синхронного переключения, которые могут вызвать незначительные ошибки моделирования. В результате первичная зажимная сила, необходимая для достижения того же передаточного числа в эксперименте, выше, чем первичная зажимная сила в моделировании.Кроме того, наблюдается разброс экспериментальных результатов из-за некоторых факторов, таких как шум датчика и вибрация испытательного стенда из-за производственной ошибки. Несмотря на эти незначительные ошибки, рисунки 7–9 показывают, что общие результаты моделирования хорошо согласуются с экспериментальными результатами, что означает, что принцип работы аналитической модели подтвержден, и эту аналитическую модель можно использовать с испытательной установкой для анализа производительность передачи DBVCVT при различных условиях передачи.

        Чтобы проанализировать влияние первичной прижимной силы на реакцию передаточного отношения, на рисунках 7–9 показано сравнение результатов моделирования и экспериментальных результатов реакции передаточного отношения DBVCVT в различных условиях испытаний. Следует отметить, что, когда передаточное число увеличивается или уменьшается, есть некоторые очевидные различия в соответствующих имитационных или экспериментальных результатах первичного зажимного усилия. Процесс изменения первичного зажимного усилия при уменьшении передаточного числа выше, чем процесс изменения первичного зажимного усилия при уменьшении передаточного отношения.Считается, что это различие вызвано гистерезисом первичной прижимной силы в вариаторах ременного типа. Когда передаточное число изменяется, DBVCVT фактически сначала переходит из одного устойчивого состояния в динамическое, а затем переходит в другое устойчивое состояние. Очевидно, что во время этого особого перехода скорость изменения передаточного числа не может синхронно соответствовать скорости изменения первичной прижимной силы. Точнее, скорость изменения передаточного числа зависит от скорости изменения первичной прижимной силы.Это потому, что динамическое взаимодействие между ремнем и шкивами различно при высоких передаточных числах и низких передаточных числах. Фактически, весь механизм переключения одинаков, но направления радиального трения между стальным элементом и первичным шкивом и радиального трения между стальным элементом и вторичным шкивом различны под и. Когда передаточное отношение увеличивается, увеличивается, но трение покоя остается, и ремень фактически не может двигаться в радиальном направлении.Как только возникает трение скольжения, лента начинает двигаться внутрь в радиальном направлении и сдвигается, в то время как лента движется наружу. Точно так же, когда передаточное число уменьшается, увеличивается, но трение покоя остается, и ремень фактически не может двигаться в радиальном направлении. Когда возникает трение скольжения, лента начинает двигаться наружу в радиальном направлении и сдвигается, в то время как лента движется внутрь. Кроме того, это также можно объяснить фактическими рабочими положениями ремня DBVCVT, как показано на рисунке 10.Учитывая, что радиальное скольжение стального ремня при движении в шкивы или из них, существует на входе в первичный шкив; тогда стальной элемент имеет тенденцию покинуть клин первичного шкива, но объединенная сила стального ремня здесь слишком мала, чтобы обеспечить необходимый внутренний компонент для преодоления радиального трения. Таким образом, эффективный радиус больше рабочего радиуса. Однако на выходе из первичного шкива стальной элемент имеет тенденцию оставаться в клине первичного шкива до тех пор, пока система не обеспечит достаточный внешний компонент от объединенной силы в стальной ленте для преодоления радиального трения и, следовательно, вытягивает сталь. элемент.Однако из-за принципа постоянной длины стального ремня эффективный радиус на входе вторичного шкива смещен к центру шкива и, следовательно, эффективный радиус больше рабочего радиуса. На выходе из вторичного шкива ремень смещается к центру шкива, и, следовательно, его эффективный радиус меньше рабочего радиуса. Поэтому в аналитической модели DBVCVT вместо традиционных рабочих радиусов учитываются эффективные радиусы.В этой статье экспериментальное исследование показывает гистерезис первичного зажимного усилия и оценивает взаимосвязь между первичным зажимным усилием и передаточным числом в аналитической модели, что очень важно для точного контроля передаточного отношения.

        (a)
        (b) ≥ 1
        (a)
        (b) ≥ 1

        Стоит отметить, что в аналитической модели DBVCVT изменение передаточного отношения рассчитывается входным крутящим моментом, входной скоростью, целевым передаточным числом, а также первичным и вторичным усилиями зажима.В этой работе авторы только проектируют и реализуют изменение передаточного числа в полном диапазоне при различных входных скоростях и крутящих моментах, поскольку считается, что первичная прижимная сила напрямую изменяет передаточное отношение. Фактически, чрезмерная вторичная прижимная сила в сочетании с входным крутящим моментом устанавливается не только для устранения проскальзывания ремня, но и для демонстрации рациональности испытания во время полного передаточного числа. Можно рассматривать вторичную прижимную силу как отдельную единицу, чтобы проанализировать ее влияние на изменение передаточного числа во всем диапазоне, но испытание может быть спланировано без нагрузки.Точно так же можно рассматривать входную скорость или входной крутящий момент в отдельности, чтобы проанализировать их влияние на изменение передаточного числа во всем диапазоне, но дизайн и реализация теста неизбежно ограничены и не могут отражать реальное состояние транспортного средства. В целом, влияние вторичной прижимной силы, входной скорости и входного крутящего момента на отклик передаточного отношения в этой статье можно игнорировать.

        3.3. Тест эффективности передачи

        При тестировании передаточного числа авторы также измеряют эффективность передачи DBVCVT.На основе аналитической модели DBVCVT, ранее разработанной в [29], эффективность передачи DBVCVT может быть получена с учетом некоторых потерь мощности. Потери мощности из-за радиального трения между стальным элементом и шкивом равны

        . Потери мощности из-за тангенциального трения между стальным элементом и шкивом рассматриваются как

        . В этой статье чрезмерные усилия зажима рассматриваются как минимизировать проскальзывание прототипа DBVCVT при различных входных скоростях и полном диапазоне скоростей.Таким образом, значение выбрано равным 0. Более того, потери мощности из-за трения между внутренним слоем стального кольца и контактной поверхностью стального элемента определены как

        . Потери кинетической энергии стального элемента определены как

        . Потери мощности из-за зависящего от скорости момента трения подшипника входного вала приведены ниже:

        Потери мощности из-за зависящего от скорости момента трения подшипника выходного вала также приведены ниже: где и — соответственно входная скорость первичного шкива и выходную скорость вторичного шкива в оборотах в минуту (об / мин).

        Кроме того, в [54] учитывается эффективность трансмиссии коробки передач с обратным дифференциалом. На рисунке 11 показано соотношение скоростей коробки передач с обратным дифференциалом в DBVCVT. и являются, соответственно, выходной скоростью вторичных шкивов 1 и 2 в оборотах в минуту (об / мин). на рисунке 11 разница между и. Фактически, КПД зубчатой ​​передачи в коробке передач с обратным дифференциалом зависит от самой конструкции. Конические шестерни используются в коробке передач с обратным дифференциалом, поэтому обычно выбирается как 0.9 [55]. Следует отметить, что меньшее значение означает большие потери на трение в дифференциальной коробке передач. Однако потери на трение возникают только при разнице скоростей между двумя валами. Обычно, если эта разница в скорости не очень велика, потери на трение не очевидны. Когда скорости двух валов одинаковы, потери на трение равны нулю. В противном случае КПД коробки передач с обратным дифференциалом может быть получен следующим образом на основе теории автомобильного дифференциала: где — коэффициент распределения крутящего момента, выбранный как 0.52 [55]. — это расстояние между осевой линией стального ремня и осевой линией дифференциальной коробки передач; это расстояние, как показано на рисунке 11. Очевидно, определяется как,, и. В DBVCVT значение может быть рассчитано по формуле

        . В этой статье приближение получено экспериментальным результатом для коробки передач с обратным дифференциалом, как показано в таблице 3. Таблица 3 также показывает, что среднее значение составляет 38,56 м. Установив, а также используя (29) и таблицу 1, 0.96 получается для. Как упоминалось ранее, два набора серводвигателей постоянного тока и силовые винтовые механизмы используются для регулировки первичной и вторичной зажимных сил. Когда система привода двигателя постоянного тока работает для переключения передач, она должна преодолевать трение в механизме силового винта. Следует отметить, что мощность переключения в основном зависит от эффективности силового винта, скорости и крутящего момента серводвигателей постоянного тока. Однако в [29] аналитическая модель DBVCVT была разработана для двух различных стационарных случаев.Фактически, переключающая мощность не потребляется, потому что серводвигатели постоянного тока останавливаются в установившемся режиме. Таким образом, только входная мощность от первичного двигателя и выходная нагрузка рассматриваются для проверки эффективности передачи DBVCVT в этой статье. Что касается конструкции DBVCVT и вышеупомянутых секций, эффективность передачи мощности на основе входной мощности от первичных шкивов к вторичным шкивам определяется как

        90.74


        Входной крутящий момент = 150 Н · М
        (об / мин) (об / мин) (об / мин) Ошибка между и (%) (об / мин) (м) (м)
        1.46 500 342 342 0,00% 342 0 38,56
        1000 686 684 684 9039 9039 9039

        1372 1368 0,29% 1370 68,5
        3000 2059 2051 0,39% 2055 51,38 500 678 674 0,59% 676 33,8
        1000 1355 1347 0,59%

        9039 1351

        0,59%

        1351 9039

        2694 0,66% 2703 30,03
        3000 4072 4036 0,88% 4054 22,52
        9039 мощность КПД для DBVCVT, количество ремней в (31) установлено равным 2, а в (31) установлено равным 1 для SBVCVT.Кроме того, в SBVCVT отсутствует обратная дифференциальная передача, поэтому в (31) для SBVCVT установлено значение 1. Уравнения (23) ~ (31) полезны для моделирования системы. В этом новом DBVCVT силы, действующие на стальные кольца и стальные элементы, очень сложны, поэтому учитываются только указанные выше потери мощности. Фактически, дополнительные потери мощности, такие как потери при проскальзывании ремня и потери при прогибе шкива, необходимо тщательно изучить в будущем.

        На рисунках 12 (a) –12 (c) показаны экспериментальные результаты эффективности передачи DBVCVT и SBVCVT на основе испытательного стенда и результаты их моделирования на основе аналитической модели при RPM и Н · м, 54.3 Н · м и 78,8 Н · м соответственно. На рисунке 12 (d) показано сравнение результатов моделирования и экспериментов по эффективности передачи DBVCVT при оборотах и ​​Н · м. На рисунках 13 (a) –13 (c) показаны экспериментальные результаты эффективности передачи DBVCVT и SBVCVT на испытательном стенде и результаты их моделирования на основе аналитической модели при оборотах в минуту и ​​Н · м, 54,3 Н · м и 78,8 Н · М соответственно. На рисунке 13 (d) показано сравнение результатов моделирования и экспериментов по эффективности передачи DBVCVT при оборотах и ​​Н · м.На рисунках 14 (a) –14 (c) показаны экспериментальные результаты эффективности передачи DBVCVT и SBVCVT на испытательном стенде и результаты их моделирования на основе аналитической модели при оборотах в минуту и ​​Н · м, 54,3 Н · м и 78,8 Н · М соответственно. На рисунке 14 (d) показано сравнение результатов моделирования и экспериментов по эффективности передачи DBVCVT при частоте вращения и Н · м. Общее согласие между ними при различных условиях испытаний доказывает правильность аналитической модели DBVCVT. Однако небольшая разница между ними говорит о том, что экспериментальные результаты немного ниже результатов моделирования.Причина в том, что аналитическая модель разработана с игнорированием некоторых факторов, таких как деформация шкива и трение вилки синхронного переключения, которые могут объяснить эту незначительную разницу. Кроме того, хотя шумы в испытательном стенде DBVCVT предотвращаются несколькими способами и действительно не могут быть полностью исключены в течение всего процесса испытания, производственная ошибка и вибрация испытательного стенда также могут вызывать шумы, даже некоторые датчики, используемые в испытательном стенде. . Поэтому разрозненные экспериментальные результаты считаются приемлемыми и действительно могут показать характеристики передачи DBVCVT.Из кривых на рисунках 12–14 видно, что независимо от того, увеличивается или уменьшается передаточное число, нет очевидной разницы между экспериментальными результатами и результатами моделирования во всех условиях испытаний, поэтому в данной работе показано только сравнение экспериментальных результатов трансмиссии. эффективность при различных условиях испытаний. На рисунках 12–14 также показано сравнение экспериментальных результатов эффективности передачи DBVCVT при различных входных крутящих моментах и ​​входных скоростях. Таблица 4 показывает среднюю эффективность передачи экспериментальных результатов DBVCVT при различных условиях испытаний.Это подробное сравнение результатов экспериментов и моделирования на рисунках 12–14 и в таблице 4 может привести к следующему обсуждению характеристик передачи для нового DBVCVT.

        Показанный прототип коробки передач ниже 70%. Кроме того, Рисунки 12 (a) –12 (c), 13 (a) –13 (c) и 14 (a) –14 (c) также показывают, что энергоэффективность прототипа SBVCVT ниже 80% для SBVCVT, который ниже 90%, как сообщается в [51].Считается, что некоторые факторы в тестах, такие как шум датчика, вибрация и несоосность компонентов из-за производственной ошибки, являются причинами более низкой эффективности передачи, но это не единственная причина. Поскольку чрезмерные вторичные зажимные силы для прототипа DBVCVT были применены к аналитической модели DBVCVT, считается, что чрезмерные вторичные зажимные усилия увеличивают износ прототипа DBVCVT и снижают эффективность передачи энергии. Рисунки 12–14 показывают, что результаты моделирования согласуются с экспериментальными результатами, поэтому можно сделать вывод, что низкая эффективность передачи прототипа DBVCVT в основном вызвана чрезмерными вторичными зажимными силами.Фактически, чрезмерные вторичные зажимные силы, указанные в Таблице 2, могут максимально предотвратить проскальзывание ремня. Стратегия чрезмерного прижимного усилия обычно применяется во многих существующих автомобильных вариаторах [51]. Кроме того, Рисунки 12 (a) –12 (c), 13 (a) –13 (c) и 14 (a) –14 (c) показывают, что средний КПД SBVCVT примерно на 10% выше, чем у DBVCVT. С точки зрения сохранения энергии можно объяснить, что большее количество компонентов в DBVCVT определенно ведет к высоким потерям на внутреннее трение.Однако этот 10% низкий КПД применим только для низкого крутящего момента. Когда при испытании крутящий момент превышает 88 Н · м, SBVCVT не может передавать мощность, поэтому на рисунках 12 (d), 13 (d) и 14 (d) показаны только результаты экспериментов и моделирования эффективности передачи DBVCVT при = 107,6 Н · м и разные входные скорости. В таблице 4 также показана средняя эффективность передачи DBVCVT при этом условии. Можно сделать вывод, что при входном крутящем моменте более 88 Н · м предлагаемый DBVCVT, показанный на рисунках 12 (d), 13 (d) и 14 (d) и в таблице 4, все еще может работать стабильно и сохранять максимальную передачу. КПД более 70%.Другими словами, предлагаемый DBVCVT может улучшить допустимый крутящий момент по сравнению с SBVCVT и имеет потенциал для трансмиссий тяжелых транспортных средств.

        На рисунках 12–14 и в таблице 4 показано сравнение экспериментальных результатов эффективности передачи при различных входных крутящих моментах. Можно изобразить, что при одинаковом входном крутящем моменте эффективность трансмиссии при = 500 об / мин, как показано на рисунке 12, повсеместно выше, чем эффективность трансмиссии при = 800 об / мин или = 1200 об / мин, как показано на рисунках 13 и 14.Это связано с тем, что при увеличении входной скорости совместное действие растягивающего усилия стального кольца и усилия экструзии стального элемента соответственно увеличивается, улучшая передачу мощности. Но влияние входной скорости на эффективность трансмиссии считается ограниченным, потому что кривые эффективности трансмиссии при = 800 об / мин и = 1200 об / мин практически совпадают на рисунках 13 и 14.

        Рисунки 12–14 и таблица 4 также показывают сравнение экспериментальных результатов эффективности трансмиссии при различных входных скоростях.Из приведенного выше анализа испытания передаточного отношения можно сделать вывод, что гистерезис первичного зажимного усилия может вызывать различные реакции передаточного отношения, когда передаточное отношение увеличивается или уменьшается. Из Таблицы 4 видно, что средняя эффективность передачи экспериментальных результатов DBVCVT при увеличении передаточного числа немного ниже, чем средняя эффективность передачи экспериментальных результатов DBVCVT, когда передаточное число уменьшается. Фактически, когда передаточное отношение уменьшается, более высокое зажимное усилие более склонно играть свою полную роль передачи мощности, чем относительное меньшее усилие, когда передаточное отношение увеличивается.

        Из кривых на рисунках 12–14 видно, что при одинаковом входном крутящем моменте и входной скорости общий КПД трансмиссии ниже, чем ниже. При уменьшении передаточного числа эффективность трансмиссии значительно падает. Это связано с тем, что крутящий момент передается за счет совместного действия растягивающего усилия стального кольца и усилия выдавливания стального элемента. При этом совместное действие сил затрудняет передачу крутящего момента, что приводит к большим потерям мощности при той же входной мощности, когда ремень движется внутрь или наружу шкивов.В соответствии с этим, совместное действие сил способствует передаче крутящего момента, что приводит к меньшим потерям мощности при той же входной мощности, когда ремень движется внутрь или наружу шкивов. В целом это связано с различной динамикой DBVCVT при передаче крутящего момента при высоких передаточных числах и низких передаточных числах.

        В этой работе авторы разрабатывают и реализуют некоторые базовые тесты производительности на основе предложенного испытательного стенда. Путем сравнения экспериментальных результатов с результатами моделирования на основе разработанной аналитической модели некоторые характеристики DBVCVT в аналитической модели подтверждаются этими основными тестами производительности.Возможности испытательного стенда и правильность аналитической модели могут быть объединены, чтобы заложить основу для управления DBVCVT с целью достижения точного передаточного числа, низкого скольжения и высокой эффективности передачи.

        4. Выводы

        На данный момент мало исследований по разработке испытательного стенда для DBVCVT. Чтобы доказать принцип работы DBVCVT и проанализировать его характеристики передачи, в этой статье изначально строится испытательный стенд с малой нагрузкой на аппаратное обеспечение в цикле с недавно изготовленным прототипом DBVCVT.Заменяя двигатель и нагрузочное оборудование на двигатель переменного тока и динамометр с магнитным порошком, этот испытательный стенд DBVCVT предназначен для работы в условиях малой нагрузки с более простой конструкцией, меньшими затратами и потребляемой мощностью, чем традиционный испытательный стенд для SBVCVT. С помощью этого недавно построенного испытательного стенда экспериментальное исследование DBVCVT затем осуществляется в этой работе, и некоторые выводы могут быть сделаны следующим образом: (1) Испытательный стенд DBVCVT очень прочен и надежен в экспериментальных исследованиях. (2) В скорости Передаточное отношение, хорошее соответствие между экспериментальными результатами и результатами моделирования в различных условиях испытаний подтверждает взаимосвязь между первичной зажимной силой и изменением передаточного отношения, указывая, что гистерезис первичной зажимной силы всегда существует в DBVCVT при переключении.Принцип работы фактически соответствует аналитической модели, предложенной авторами ранее. Таким образом, эта аналитическая модель была экспериментально подтверждена и может использоваться для имитационных исследований DBVCVT. (3) В тесте эффективности передачи некоторые воздействия на эффективность передачи анализируются путем сравнения результатов эксперимента и моделирования на основе утвержденной аналитической модели. . Хотя эффективность передачи при более низкой входной скорости немного выше, чем эффективность передачи при более высокой входной скорости, влияние входной скорости на эффективность передачи очень мало.Более того, гистерезис первичного зажимного усилия, который может вызвать средний КПД трансмиссии при увеличении передаточного числа, ниже, чем гистерезис при уменьшении передаточного числа. Кроме того, общая эффективность передачи ниже, чем ниже, из-за разной динамики DBVCVT при различных передаточных числах при передаче мощности.

        Приведенные выше многообещающие результаты показывают, что недавно разработанный испытательный стенд DBVCVT может обеспечить хорошую платформу для анализа характеристик передачи DBVCVT.Могут быть выполнены более сложные испытания, поскольку принцип работы доказан. В сочетании с аналитической моделью этот испытательный стенд можно использовать для создания аналитических и экспериментальных основ для дальнейшего контроля нового DBVCVT с целью достижения точного передаточного числа, низкого проскальзывания ремня и высокой эффективности передачи.

        Номенклатура

        9039 9039 9039 9039 9039 9039 24,3

        Первый


        Передаточное число увеличивается Передаточное отношение уменьшается
        Входная скорость Входной крутящий момент Средний КПД передачи Входная скорость 9039 Входной крутящий момент 9039

        (об / мин) (Н · м) (%) (об / мин) (Н · м) (%)

        500 24.3 54,53 500 24,3 58,81
        54,3 62,48 54,3 65,05
        78,8
        78,8 9039 61

        107,6 61,58

        800 24,3 53,79 800 24,3 57,11
        54.3 60,83 54,3 62,79
        78,8 58,23 78,8 60,46
        107,6 62,19 53,85 1200 24,3 56,26
        54,3 58,42 54,3 59,58
        78.8 56,33 78,8 60,70
        107,6 60,37 107,6 61,68


        3 6

        6

        39 39 частота вращения вторичного шкива 1 9 0391:

        :

        6

        6

        9039 1 Осевое перемещение первичного шкива

        39 39 Степень вращения вторичного серводвигателя постоянного тока 39 39 Коэффициент трения между s тройной элемент и шкив 39 39 Скорость вращения вторичного шкива.

        Добавить комментарий

        Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

        Межцентровое расстояние
        : Расстояние между осевой линией стального ремня и центральной линией редуктора с обратным дифференциалом
        : Осевое смещение

        Осевое смещение
        Масса стального элемента на единицу длины
        : Масса стального кольца на единицу длины
        : Средний диаметр подшипника
        : Средний диаметр резьбы винта
        Сила растяжения на выходе первичного шкива или растягивающая сила на входе вторичного шкива
        : Коэффициент потери крутящего момента на подшипнике
        Сила растяжения на входе в главный шкив или растягивающая сила на выходе вторичного шкива
        : Распределение растягивающего усилия стальное кольцо на первичном шкиве
        : Сила предварительного натяга пружины
        : Распределение радиального трения между стальным элементом и первичным шкивом
        : Распределение радиального трения между стальным элементом и вторичным шкивом
        : Распределение растягивающего усилия стального кольца на вторичном шкиве
        : Радиальное расстояние от контактной поверхности между стальным кольцом и стальным элементом до центра тяжести стального элемента
        : Толщина каждый стальной элемент
        : Толщина каждого слоя в стальном кольце
        : Передаточное число
        : Геометрическое передаточное число
        : при отсутствии нагрузки нет осевого перекоса ремня
        : 9 0396

        Максимальное передаточное отношение
        : Минимальное передаточное отношение
        : Передаточное число коробки передач
        : Экспериментальная постоянная эффективного радиуса
        :

        : Коэффициент распределения крутящего момента редуктора с обратным дифференциалом
        : Рабочая длина стального ремня
        : Масса каждого стального элемента
        : Количество металлических ремней

        : Входная скорость
        : Угловая скорость первичного серводвигателя постоянного тока
        : Угловая скорость вторичного серводвигателя постоянного тока
        : Выходная скорость
        Выходная скорость вторичного шкива 2
        : Количество слоев в стальном кольце
        : Потери мощности из-за радиального трения между стальным элементом и шкивом
        : Потери мощности из-за тангенциального трения между стальным элементом и шкивом
        : Потери мощности из-за трения между внутренним слоем стального кольца и контактной поверхностью стального элемента
        : Потери кинетической энергии стального элемента
        : Потери мощности из-за зависящего от частоты вращения подшипника входного вала
        : Потери мощности из-за зависящего от скорости момента трения подшипника выходного вала
        : Общая осевая сила зажима первичного шкива для ременной системы VCVT
        : Распределение осевого усилия зажима прима шкив одного отдельного SBVCVT
        : Суммарное осевое усилие зажима вторичного шкива для ременной системы VCVT
        : Распределение осевого усилия зажима вторичного шкива одного отдельного SBVCVT
        Рабочий радиус шкива без осевого смещения под
        : Рабочий радиус первичного шкива
        : Эффективный радиус на входе в главный шкив
        : Эффективный радиус на выходе из первичного шкива шкив
        : Рабочий радиус вторичного шкива
        : Эффективный радиус на входе во вторичный шкив
        : Эффективный радиус на выходе из вторичного шкива
        Шаг винтовой резьбы
        : Входной тор que для ременной системы VCVT
        : Приводной момент первичного серводвигателя постоянного тока
        : Приводной момент вторичного серводвигателя постоянного тока
        : Кинематическая вязкость

        смазочного материала Касательная скорость стального элемента на основе эффективного радиуса
        : Касательная скорость первичного шкива
        : Касательная скорость вторичного шкива
        : Угол между вертикальной осью вала точка касания стального ремня
        : Угол намотки ремня на первичный шкив
        : Угол намотки ремня на вторичный шкив
        : Угол скольжения

        : Разница скоростей между и
        :
        : Осевое перемещение вторичного шкива
        : Передаточное число
        : КПД зубчатой ​​передачи в редукторе с обратным дифференциалом
        КПД коробки передач с обратным дифференциалом
        : Среднее значение фактического КПД
        : КПД передачи мощности
        : Степень вращения первичного серводвигателя постоянного тока
        : Угол канавки первичного шкива
        : Угол канавки вторичного шкива
        : Угол подъема резьбы винта
        : Коэффициент трения между стальным кольцом и стальным элементом
        : Эквивалентный угол трения
        : Угловая скорость первичного шкива