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Wie der Variator angeordnet ist. Das CVT ist ein spezieller Untertyp von Automatikgetrieben.

Beim Durchblättern der Autosammlungen stieß fast jeder auf den Satz: „Am Auto ist ein stufenloser Variator installiert.“ Oder sie könnten diesen Satz in der Tabelle der technischen Merkmale sehen. Was ist ein mechanisches Getriebe von Zahnrädern, jeder weiß (vielleicht ohne die Amerikaner), jeder ist seit langem an die "Automatik" gewöhnt (ungewöhnlich amerikanisch). Und hier ist das CVT (CVT, Multitronic, Autotronic)
Der Variator ist eine der Varianten von Automatikgetrieben. Es unterscheidet sich in Abwesenheit fester Stufen und sorgt für eine sanfte (stufenlose) Änderung des Übersetzungsverhältnisses beim Beschleunigen oder Abbremsen. Die Variatoren besuchen konstruktionsbedingt mehrere Typen, aber der Keilriemenvariator ist der häufigste (fast der einzige bei Serienmodellen). Darin ändert sich das Übersetzungsverhältnis, wenn die konischen Riemenscheiben zusammengezogen und voneinander entfernt werden, zwischen denen der Riemen festgeklemmt wird. Der hydraulische Antrieb bewegt diese Riemenscheiben unter der Kontrolle der Elektronik, die von Zeit zu Zeit mehrere vom Fahrer geschaltete Modi hat (zum Beispiel normal und sportlich). CVT-Tier wenig bekannt. Aber er ist weit entfernt von einer Neuheit.

Sie werden überrascht sein, aber diese Erfindung gehört nicht Honda und nicht einmal Mercedes. Das Variator-Patent wurde Ende des 19. Jahrhunderts erteilt! Darüber hinaus wurde der erste Variator 1490 vollständig erfunden. Sein Schöpfer war der gute bärtige Mann Leonardo da Vinci.

Das erste leistungsfähige Auto mit diesem Kastentyp entstand jedoch nicht in der Ära der Restaurierung, sondern später - nach 500 Jahren, in den 1950er Jahren . Der Variator wurde für DAF-Fahrzeuge in Serie gebracht (zu dieser Zeit wurden nicht nur Lastkraftwagen, sondern auch Personenkraftwagen unter dieser Marke hergestellt). Später begann etwas Ähnliches mit Volvo zu tun, aber die CVTs waren im Moment wirklich weit verbreitet.

Tatsächlich ist der Variator (die gebräuchlichere englische Bezeichnung ist CVT - stufenloses Getriebe), entschuldigen Sie die Tautologie, eine Variation des Themas einer automatischen Box. Und das damit ausgestattete Auto verrät sich auf den ersten Blick nicht - es gibt nur zwei Pedale und der Schalthebel - P, R, N, D - ist der gleiche wie bei einem herkömmlichen Automatikgetriebe (Automatikgetriebe, Getriebe -). automatisch)
Schaltet automatisch die Gänge, bietet mehr Komfort und Bequemlichkeit und ermöglicht es dem Fahrer, der Straße mehr Aufmerksamkeit zu schenken. Das Automatikgetriebe schützt den Motor und das Fahrgestell des Fahrzeugs vor Überlastung. Ein Auto mit Automatikgetriebe zeichnet sich in der Regel durch einen hohen Kraftstoffverbrauch und eine etwas schlechtere Dynamik aus. Bei den endgültigen Automatikgetriebemodellen mit mehreren umschaltbaren Steuerungsprogrammen (sparsam, sportlich, winterlich usw.) und (oder) dem manuellen Gangwahlmodus ist dieser Fehler jedoch nahezu beseitigt. Es gibt ein paar Hauptunterschiede zu einem normalen Schaltgetriebe: Das Umschalten erfolgt hier, ohne den Kraftfluss zwischen Motor und Rädern zu unterbrechen. Und fast immer (je nach Modell) erlaubt das Automatikgetriebe nicht das Abschleppen der Maschine nach der üblichen Methode, sondern fordert das Aufhängen der Antriebsachse an einem Abschleppwagen. Bei einem langen Kabelzug fällt das Automatikgetriebe aus. Automatikgetriebe. Alles ist gewöhnlich. Der Variator funktioniert jedoch ganz anders . Es gibt keine festen ersten, zweiten und zehnten Gänge. Versuchen Sie sich vorzustellen, wie viele Sterne in unserem Universum oder wie viele Sandkörner an allen Stränden der Erde zusammengenommen sind - der Gangvariator hat das gleiche viel mehr. Und das „Umschalten“ zwischen ihnen ist reibungslos und unbedeutend.

Daher gibt es beim Starten und „Schalten“ keine Stöße. Trotzdem haben wir dieses Wort in Anführungszeichen geschrieben: Es gibt keine solchen Schalter wie es gibt. Der Variator ändert ständig und reibungslos das Übersetzungsverhältnis
Das Übersetzungsverhältnis ist das Verhältnis der Anzahl der Zähne des Mitnehmers zur Anzahl der Zähne des Antriebszahnrads. Traditionell in der Beschreibung von Getrieben und verschiedenen Optionen für deren Implementierung erwähnt. Ein größeres Übersetzungsverhältnis in einem bestimmten (ersten, zweiten usw.) Gang bedeutet große Traktion. Sie sagen, dass das Getriebe "kürzer" oder "mehr ziehend" ist. Der Motor dreht schneller auf die höchste Geschwindigkeit - das Auto beschleunigt besser. Bei alledem wird jedoch die höchste Geschwindigkeit in einem bestimmten Gang verringert, und dies bedeutet, dass das früheste Hochschalten erforderlich ist. Das kleinste Übersetzungsverhältnis bedeutet das längste Übersetzungsverhältnis. Außerdem sprechen sie von Zeit zu Zeit über „enge“ Übersetzungsverhältnisse in einer Box oder „enge Reihe“. Hierbei wird angenommen, dass die Übersetzungsverhältnisse benachbarter Stufen nicht weit entfernt sind. Es wird bei Autos mit dynamischer Natur eingesetzt - denn wenn der Motor eine Stufe nach oben fährt, verliert er weniger Geschwindigkeit und bleibt in der Zone mit dem höchsten Drehmoment. "> Übersetzungsverhältnis, wenn das Auto beschleunigt oder verlangsamt.

CVTs besuchen verschiedene Typen: Keilriemen mit Riemenscheiben mit variablem Durchmesser, Kette, Ringkern ... 1. Typ - der häufigste. Mal sehen, wie es funktioniert.

Keilriemenvariator MINI.

CVT

Hier ein schönes Beispiel: Nehmen Sie zwei Bleistifte (Zylinder), die in einem bestimmten Abstand parallel zueinander liegen. Wir ziehen sie mit einem Gummiband fest und beginnen, eines davon zu drehen. Auch hier beginnt sich der zweite zu drehen - mit der gleichen Geschwindigkeit. Aber wenn die Stifte unterschiedliche Durchmesser haben, beginnt eine völlig andere Geschichte - während einige von ihnen, die größer sind, eine Umdrehung machen, die zweite, sagen wir zwei.

Der Variator ist ähnlich angeordnet, nur der Durchmesser der darin enthaltenen "Stifte" ändert sich ständig. Er hat zwei Riemenscheiben, von denen jede in Form eines Paares von Kegeln hergestellt ist, die den Bodenenden zugewandt sind. Und zwischen den Riemenscheiben ist ein Keilriemen eingespannt.

Durch Ändern des Radius der Hülle mit dem Riemen der Antriebs- und Antriebsscheibe können Sie das Übersetzungsverhältnis problemlos ändern.

CVT

Wenn sich nun eines der Kegelpaare zueinander und zurück bewegen kann, erhalten wir Riemenscheiben mit variablem Arbeitsdurchmesser. Wenn die Kegel ausgefahren sind, scheint der mit ihren Rippen in Kontakt stehende Riemen in die Mitte der Riemenscheibe zu fallen und über einen kleinen Radius um diese herumzulaufen. Und beim Zusammenlaufen der Zapfen - entlang des großen Radius.

Es müssen nur noch zwei Riemenscheiben mit einem System versehen werden (normalerweise ist es Hydraulik, aber möglicherweise ein anderer Servoantrieb), das die Hälften der ersten Riemenscheibe exakt synchron verschiebt und die Hälften der zweiten Riemenscheibe bewegt. Und wenn sich eine Riemenscheibe auf der Antriebswelle befindet (die vom Motor kommt) und die zweite auf der angetriebenen Welle (die zu den Rädern führt), können Sie einen Wechsel im Getriebegehäuse in einem sehr großen Bereich organisieren.

Es bleibt ein Knoten hinzuzufügen, der für die Änderung der Drehrichtung der Abtriebswelle (für den Rückwärtsgang) verantwortlich ist, und dies kann beispielsweise ein gewöhnliches Planetengetriebe sein
Ein System aus mehreren Zahnrädern, Satelliten, die sich um ein zentrales Solarrad drehen. Traditionell werden Planetenräder zusammen mit einem Träger befestigt. Das Planetenrad kann auch einen zusätzlichen äußeren Zahnkranz (Ring oder Umlauf) enthalten, der intern mit Planetenrädern in Eingriff steht.

Ein Planetengetriebe kann als Getriebe verwendet werden, wenn eines der Teile fest sitzt, oder um bis zu 2 Kraftflüsse zu addieren. In dieser Version sind alle Elemente frei. "> Planetengetriebe. Und jetzt ist die Variatorbox fertig.

Übrigens eine interessante Frage - welcher Gürtel wird hier verwendet? Offensichtlich hätte ein gewöhnlicher Gürtel aus Gummi und Stoff, wie er Generatoren und andere hängende Geräte dreht, nicht tausend Meilen gelebt. Riemen in Keilriemenvariatoren haben eine schwierige Vorrichtung.

Wie Sie sehen, ist der Riemen in den CVTs überhaupt kein Riemen, sondern ein typsetzendes Eisenband.

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Dies kann ein Eisenband mit einer Beschichtung oder ein Satz Eisenkabel (Bänder) mit schwierigem Querschnitt sein, auf denen eine große Anzahl dünner transversaler Eisenplatten mit trapezförmiger Form aufgereiht sind, deren Kanten mit den Riemenscheiben in Kontakt stehen. Auf diese Weise konnte übrigens ein Schubriemen geschaffen werden, der die Kraft nicht nur auf die Hälfte überträgt, die von der angetriebenen zur Antriebsscheibe läuft, und umgekehrt. Beim Versuch, Druckkraft zu übertragen, würde ein gewöhnlicher Riemen einfach Gestalt annehmen und ein typsetzendes Metall wird steif.

Und als Keilriemen kann eine breite Lamelleneisenkette mit den Kegeln an ihren Rändern in Kontakt kommen. Insbesondere funktioniert ein solcher „Gürtel“ in den CVTs von Audi-Fahrzeugen.

Hier ist eine Kette, die in Audi CVTs verwendet wird.

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Es ist interessant, dass eine spezielle Flüssigkeit zum Schmieren der Kette verwendet wird, die ihren Phasenzustand unter dem starken Druck ändert, der am Kontaktpunkt mit der Riemenscheibe entsteht. Dank dessen kann die Kette trotz der extrem kleinen Kontaktfläche eine erhebliche Kraft übertragen, ohne tatsächlich zu verrutschen.

Wie genau der Variator das Übersetzungsverhältnis während des Beschleunigens ändert, hängt vom ausgewählten Steuerprogramm ab. Wenn wir beim Beschleunigen eines normalen Autos den Motor in jedem Gang drehen, dann in den nächsten Gang schalten usw. Wenn die Geschwindigkeit des Autos mit dem CVT eingestellt ist, bleibt der Motor auf der gleichen Geschwindigkeit (z. B. auf der Geschwindigkeit, die dem höchsten Drehmoment entspricht), aber sanft wechselndes Übersetzungsverhältnis.

Dies schafft ein etwas seltsames Gefühl. Wir drücken das Gas auf den Boden, der Motor läuft auf Hochtouren und bleibt während der Beschleunigung bei ihnen und heult wie ein Staubsauger. Die Beschleunigungsrate ist jedoch die höchste, und es wird keine Zeit für das Umschalten zwischen den Schritten verschwendet.

Im Allgemeinen ist der Variator in einigen Fällen so eingestellt, dass eine Beschleunigung mit ihm eher eine Beschleunigung mit einem normalen Getriebe mit einer allmählichen Erhöhung der Motordrehzahl nahe legt.

Wenn Sie versuchen, auf dem Hügel anzurufen, und wenn das Auto langsamer wird, lässt ein vernünftiger Variator unabhängig vom Betätigen des Gaspedals keinen hohen Gang ein. Die Riemenscheiben für einen sicheren Angriff auf die Höhen bewegen sich lebhaft zurück - um das Drehmoment am Ausgang des Kastens zu erhöhen.

Auf einigen Maschinen können Sie einen Modus mit mehreren "virtuellen" Übertragungen (mit 6 oder sogar 8) auswählen, die von der Elektronik eingestellt werden. Zahnräder, zwischen denen der Variator scharf springt, wie bei einer klassischen „automatischen“ Box. Selbst in dieser Ausführungsform können Sie den "Gang" nach Belieben schalten. Wie bei der „Maschine“ mit manuellem sequentiellem (alternativem) Modus.

Somit hat der Variator viele Vorteile. Es gibt aber auch Mängel. Zum Beispiel eine für moderne Verhältnisse relativ kleine "verdauliche" Motorleistung. Trotz solcher Kisten begannen sie ihren Marsch um die Welt in Kleinwagen. Nun, im Moment starke Autos - sie sind alle voll ausgestattet mit entweder "Mechanikern" oder klassischen "automatischen Maschinen" oder mechanisierten Getrieben.

Es stimmt, der Fortschritt ist im Gange. Und hier können wir nicht anders, als uns an die Rekordhalter zu erinnern. Zum Beispiel kommt beim Audi A4 2.0 TFSI der Keilriemenvariator Multitronic (mit Kette) problemlos mit einem Strom von 200 „Pferden“ zurecht.

Wie Sie sehen, ist der Riemen in den CVTs überhaupt kein Riemen, sondern ein typsetzendes Eisenband.

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Sie können argumentieren, dass Klasse D nicht alles ist. Für Executive- und Business-Class-Autos und vor allem für einen großen Jeep können 200 Streitkräfte kaum als so groß bezeichnet werden. Die Vorzüge der CVTs, die mit der Zeit Schritt halten, sind jedoch nicht darauf beschränkt. So setzte auf den Crossover Nissan Murano mit einem 3,5-Liter- V6 mit 234 PS der Keilriemenvariator X-Tronic . Dies ist eines der größten und schwersten Modelle, die mit einem Variator ausgestattet sind. Was wird morgen passieren?

Der zweite Nachteil von CVTs ist der vergleichsweise wertvolle Service und die Reparatur, ein spezielles und daher teures Getriebeöl. Riemenvariatoren erfordern möglicherweise einen Riemenwechsel alle 100-150.000 Kilometer. Öl ist für all dies etwas teurer als für eine „automatische Maschine“, aber Sie können es etwas seltener wechseln - ungefähr nach 40-50.000 km für verschiedene Automodelle.

Und dennoch werden CVTs auf Schreibmaschinen verschiedener Klassen immer weiter verbreitet und kosten außerdem traditionell billiger als ausgezeichnete „automatische Maschinen“ des klassischen Typs.

Da CVTs eine unbegrenzte Anzahl von Gängen haben, kann der Motor in vorteilhafteren Modi arbeiten - benötigen wir (an Ampeln) die größte Leistung oder umgekehrt Laufruhe und geringeren Kraftstoffverbrauch (während einer ruhigen Fahrt). Daher unterscheiden Modelle mit Variatoren bei anderen identischen Modellen den höchsten Wirkungsgrad in Kombination mit einer solideren Dynamik.

Wie Sie sehen, ist der Riemen in den CVTs überhaupt kein Riemen, sondern ein typsetzendes Eisenband.

CVT

Übrigens gab es in der letzten Zeit eine Tendenz zu einer Zunahme der Getriebezahlen klassischer „Automatikmaschinen“. Bei den endgültigen Modellen gibt es 8 Gänge (in einem Pkw, wie wir bemerken, einem Auto). Und dies geschieht speziell, um höchste Dynamik und Effizienz zu kombinieren. Maschinen mit 10 oder sogar zwölf Schritten schnell sehen? Aber die CVTs sind näher an dem Ort, an dem gewöhnliche Maschinen mit ihren geschalteten Planetenrädern niemals kommen werden. Immerhin ist die Anzahl der Gänge des Variators unbegrenzt.