Для того чтобы наиболее эффективно использовать мощность двигателя автомобиля необходимо устройство, которое будет автоматически изменять передаточное число, учитывая нагрузку на двигатель. Такими свойствами обладает вариатор — механизм для бесступенчатой изменений передаточного отношения, что позволяет увеличить плавность движения авто и снизить расход топлива.
Конструкций вариаторов много, но в автомобилестроении применяются клиноременные и тороидные. Рассмотрим принцип работы каждого:
клиноременный вариатор представляет собой шквивы соединенные ремнем. Ведущий шкив получает обороты от двигателя, второй шкив, соответственно, является ведомым и передает эти обороты колесам. За непосредственное движение шкивов отвечает специальный гидравлический привод. Он в свою очередь, как правило, управляется электроникой.
Если передаточное число будет близко к единице — имеем прямую передачу. Ремень, соединяющий шкивы, в разрезе имеет форму трапеции и своими боковыми сторонами как — бы «вклинивается» (отсюда и название вариатора) в шкивы.
Впервые вариаторы в автомобилях стали применять в 50-х годах прошлого века, но материалом, из которого изготавливали ремни, служила резина, и из-за большой силы трения она быстро изнашивалась и не могла передавать достаточно большой крутящий момент. А вот с изобретением ремня, набранного из металлических пластин, появился шанс для массовой установки вариаторной коробки передач на легковые автомобили.
Несколько иную конструкцию имеют
тороидные вариаторы. В них вместо шкивов, которые раздвигаются, применяют диски в форме конуса, а вместо передаточного ремня — ролики. Ролики прижимаются к дискам и передают крутящий момент посредством вращения.
Передача крутящего момента в тороидных вариаторах более высокая по сравнению с клиноременными, однако, и стоят они дороже, поскольку для их изготовления необходим высокопрочный материал.
Для управления автомобилем, оснащенным вариаторной коробкой передач, не требуется вмешательство человека для изменения передачи — за все отвечает электронная система управления. Конечно, для изготовления этого механизма требуются высокопрочные материалы и применение инновационных технологий, однако они проще по конструкции и легче по весу, в сравнении с автоматической коробкой и тем более, с механической.
