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.

что лучше и надежнее, чем отличаются

Автоматические коробки передач на отечественном и мировом автомобильных рынках получают все большее распространение. При этом при приобретении такого автомобиля перед владельцем возникает вопрос, что лучше: вариатор или робот. Ведь понятие автоматической коробки разнообразно – под ним скрывается несколько видов основных коробок передач, среди которых выделяется именно вариатор и роботизированная коробка.

Виды АКПП

История автоматических трансмиссий сейчас насчитывает боле 100 лет. Однако массовое распространение эти устройства получили лишь в последние 30 лет. Ранее автоматы были ненадежны, уступали в расходе топлива, а также динамике разгона классической механике. В массовом сегменте автомобилестроения представлено несколько основных видов, которые покрывают 98% рынка машин с автоматической коробкой передач.

1. Классическая гидротрансформаторная АКПП. Эта модель первой появилась в массовом сегменте, поэтому ее конструкция считается классической. Коробка состоит из двух основных частей – гидротрансформатора, который служит для управления тягой и распределения трансмиссионной жидкости по всему узлу. Вторая часть представлена планетарной передачей, различной конструкцией. В зависимости от сложности могут быть внедрены электронные блоки управления, планетарный ряд, несколько валов распределения крутящего момента и иные элементы, которые позволяют увеличить общий КПД всего устройства. К преимуществам данного агрегата относится высокая общая надежность конструкции, в особенности это касается старых 4 ступенчатых автоматов, срок службы которых при соблюдении условий эксплуатации может перевалить за 200 000 км. К недостаткам относят проявляющийся топливный аппетит и низкий по сравнению с иными видами КПД агрегата.
2. Вариатор – бесступенчатая трансмиссия. Впервые в массовом сегменте была представлена в 60 годах ХХ века. Главным отличием от иных видов выступает принцип действия коробки, который заключается в отсутствии привычных передач, изменении передаточного числа вала. Такая особенность достигается за счет бесконечного перебора вариантов изменения передаточного числа как в тороидном, так и клиномерных устройствах вариатора. Ощутимая разница между вариатором или роботом заключается в ограниченности последнего подбором передаточных чисел. Вариатор лишь имитирует в соответствии с установленными характеристиками электронного блока переключение передач путем изменения длины шкивов, что в итоге обеспечивает данному устройству некоторые преимущества по сравнению с конкурентами. Преимущественно такие коробки передач устанавливают на автомобили японских концернов.
3. Роботизированная коробка передач с одно или двухдисковым сцеплением также довольно распространена на рынке среди европейских и американских производителей. Данная коробка максимально по своей конструкции приближена к механической, что должно делать ее надежной в отличие от гидротрансформатора или вариатора. Автоматизация достигается за счет внедрения в механическую коробку передач электронного блока управления – актуатора, который посредством заданного алгоритма в автоматическом режиме выжимает сцепление за водителя и переключает передачу. В двухдисковом варианте исполнения система усиливается вторым диском в сцеплении, что на порядок повышает чувствительность и реакцию коробки передач, ее динамику и еще больше снижает расход топлива. При этом в однодисковом исполнении такой агрегат по своей стоимости считается самым экономичным среди всех конкурентов, так как не требует больших затрат при производстве.

Чем отличается вариатор от робота

Отличие вариатора от робота заключаются в реализации принципа переключения передач, конструкции и принципе работы. Разница между вариатором и роботом также заключается в эксплуатации агрегатов водителем, к каждой коробке применяются различные правила пользования.

Вариатор выступает как отдельный механизм и имеет несколько обособленных видов:

1. Клиномерный вариатор – реализует крутящий момент за счет изменения шкивов и ремня на оси. Количество изменений ограничивается лишь электронной программой с заданными характеристиками движения, по сути, передаточное число не ограничено.
2. Тороидный вариатор – имеет иную конструкцию, которая состоит из соосных роликов и дисков. Передача крутящего момента происходит при соприкосновении дисков с роликами, а передаточное число изменяется путем наклона дисков и роликов. Данная система на порядок сложнее предыдущей, но она позволяет перерабатывать больший крутящий момент двигателя, что не по силам обычному клиномерному вариатору.

Роботизированная коробка реализована по более простому принципу за счет внедрения комплекса электроники в состав механической коробки. Однако в связи с развитием данной системы ее сложность на современных агрегатах возросла, что повлекло за собой как положительные моменты, так и отрицательные – это негативно сказалось на надежности устройства. В отличие робота и вариатора, где крутящий момент передается при помощи шкива, в роботизированной коробке это происходит посредством валов как в классической механике. Кроме того, в данной коробке также выделяются два основных вида:

1. Робот с однодисковым сцеплением. Классический вариант, который используется на протяжении нескольких десятков лет. На механическую коробку устанавливают управляющий блок электроники, который при наборе определенной скорости и реализации крутящего момента принудительно самостоятельно выжимает сцепление и переключает передачу вверх или вниз в зависимости от дорожной ситуации и команд водителя. Данный вид отличается очень большой «задумчивостью» при переключениях, вялой динамикой и опасностью выхода из строя сцепления, которое испытывает высокие нагрузки. К достоинствам можно отнести отличные топливные показатели – в сравнении с механикой такой агрегат на одной и той же модели может потреблять до 30% меньше топлива.
2. Робот с двухдисковым сцеплением является по существу новым поколением коробок передач. Это уже не классическая механика с электронным блоком управления. В данном случае используется сложное двухдисковое сцепление, которое способно передавать огромный крутящий момент двигателя. При этом реакция на переключения сравнялась с механической коробкой передач. Электронный блок управления в данном агрегате имеет адаптивные функции и способен подстраиваться под манеру вождения водителя за несколько рабочих циклов. Однако недостатком данной системы в настоящее время выступает низкая надежность сцепления – учитывая сложность конструкции порою сцепление не выдерживает высоких нагрузок (особенно не любят данные коробки движения в пробках) и может привести к дорогостоящему ремонту.

Важно! Современные роботизированные коробки, несмотря на отстающую надежность, со временем займут большую часть рынка. Недостатки в сцеплении уже сейчас практически устранены в новых моделях от немецких и корейских производителей.

На фото клиномерный вариатор.

Сравнение вариатора и робота

Отличия вариатора от робота наглядно видны при сравнении данных типов по нескольким основным параметрам:

1. Топливная экономичность. Вариатор считается довольно экономным агрегатом – благодаря выверенной электронной системе регулирования крутящего момента при умеренном стиле езды автомобиль с данной коробкой будет потреблять меньше топлива. Однако робот при схожем стиле езды будет потреблять еще меньше. Это связано с устройством самой коробки передач. Механика, которая является основной робота, в силу специфики работы позволяет потреблять меньше топлива, а электронная система управления робота оптимизирует ее работу, снижает издержки и повышает общий КПД. Поэтому в данной категории при прочих равных робот выглядит предпочтительнее.
2. Комфорт при вождении. Роботизированная коробка передач имеет адаптивный режим. Однако адаптация не может выбиваться за рамки предусмотренной электронной программы, а при агрессивном стиле вождения еще и наносится огромный урон сцеплению. Владельцы роботов постоянно жалуются на «задумчивость» коробки при переключениях, между ними может проходить даже несколько секунд. Вариатор также умеет адаптироваться под режим езды водителя и делает это более уверенно. В разгоне обороты могут достигать красной отметки, однако переключения будут своевременными и плавными. Поэтому в плане комфорта вариатор однозначно вырывается вперед по сравнению со своим конкурентом. Минусом вариатора является предел по обработке крутящего момента. В отличие от соперника данную коробку не ставят на мощные автомобили, так как в силу конструкции она не сможет выдержать огромного крутящего момента от двигателя.
3. Ремонтопригодность. В данной категории вариатор при поломке потребует полной разборки всей конструкции и устранения дефекта, что является довольно дорогой процедурой. Роботизированная коробка дешевле в демонтаже, а также по стоимости комплектующих зачастую дешевле конкурента. Однако в случае с современными агрегатами роботизированной коробки DSG ситуация противоположна, стоимость ремонта такой коробки будет значительно дороже вариатора.

Важно! Стоимость комплектующих КПП робота или вариатора помимо типа коробки передач также всецело зависит от модели автомобиля и производителя и может варьироваться в широких диапазонах.

Что надежнее — вариатор или робот

В плане надежности данных агрегатов также нет однозначного ответа. В сравнении с роботизированной коробкой с двухдисковым сцеплением на данный момент времени вариатор однозначно надежнее. Средняя продолжительность жизненного цикла у бесступенчатой коробки составляет порядка 200-250 тысяч км пробега. У его визави с двумя сцеплениями до первого ремонта порядка 100 тысяч км пробега.

Роботы с одним сцеплением живут дольше – в среднем порядка 200 000 км, однако ранее этого времени могут потребовать ремонтного вмешательства и замены сцепления на новую деталь. Вариаторы в большинстве случаев при правильном уходе до пробега в 200 000 км не доставят владельцу хлопот.

Что лучше — роботизированная коробка передач или вариатор

Для определения, что лучше роботизированная коробка передач или вариатор, автолюбитель должен проанализировать достоинства и недостатки каждого конкретного типа. В настоящий момент предпочтительнее смотрится вариатор, однако задел для его последующей модернизации практически исчерпан в отличие от робота, который каждый год совершенствуется, становится надежнее. Через 5-8 лет по уровню надежности и расторопности роботы с двухдисковым сцеплением обойдут своих ближайших конкурентов и займут лидирующие позиции на рынке.

Как отличить АКПП от вариатора и робота

Отличия между данными коробками выдает порядок переключения передач и сам алгоритм работы. Зачастую вариаторы ведут себя тише, там отсутствует зимний режим, ограничивающий переключения 2-3 передачами, так как они у него попросту отсутствуют. Вариатор лишь имитирует переключения классической АКПП.

Роботизированная коробка легко проявит себя в городской пробке натужными и несвоевременными переключениями, пинками при переходе на высшую передачу. Также на приборной панели автомобиля на роботе будет выводиться значение передачи, которая на вариаторе отсутствует. Кроме того, вариаторы оснащаются аббревиатурой CVT, что означает «бесступенчатая коробка передач».

Рычаг переключения робота на фото:

Заключение

В споре лучше вариатор или робот – однозначного ответа быть не может, так как по потребительским качествам, стоимости ремонта, принципу действия данные системы абсолютно разные. Каждый потребитель при выборе будет ориентироваться исключительно на свои запросы, давая ответ на вопрос какая из коробок передач приоритетнее.

«Автомат», «робот» или вариатор? В чем разница и что надежнее?

Последнее время серьезную конкуренцию классическим «автоматам» составляют роботизированные коробки и вариаторы. А какой вариант предпочтительнее? Разбирался Иван Кришкевич.

В поисках компромисса

На самом деле вопрос в стиле «что лучше?» заранее обречен на то, чтобы быть слишком поверхностным. Лучше в каком смысле? В плане комфорта, динамики, топливной экономичности, надежности или стоимости обслуживания или ремонта? Увы, лучшего во всех отношениях варианта не существует, а значит, придется искать компромисс из возможных вариаций. То есть выбор типа коробки зависит от того, какие качества на первом месте, а какими можно пожертвовать.

Так, классический гидромеханический «автомат» по-прежнему считается лучшим в плане комфорта: самые мягкие переключения и отсутствие рывков в любом диапазоне скоростей и в любом режиме движения и ускорения. При этом современные коробки по части «скорострельности» приближаются к преселективным «роботам». По большому счету пенять можно разве что на топливную экономичность: несмотря на явный прогресс, в этом плане гидромеханические коробки все равно «расточительнее» остальных типов автоматических трансмиссий.

То ли дело «роботы»! Конструктивно они близки к механическим коробкам, но — с автоматическим управлением, что обеспечивает эффективность. Некоторые «роботы» демонстрируют даже лучшую топливную экономичность, чем «механика», обыгрывая усредненного водителя просто за счет заложенных алгоритмов работы. Преселективные коробки с двумя сцеплениями, кроме того, обеспечивают необычайную скорость: разрыва потока мощности при переключениях практически нет. 

Однако по части комфорта «роботы» пусть немного, но уступают «автоматам». Особенно коробки с сухими сцеплениями, особенно в городских условиях, когда используется «ползущий» режим — редкая коробка обходится без подергиваний в эти моменты. Переключения хоть и быстрые, но не такие мягкие, как у «автомата». Активный водитель этого, возможно, и не заметит, но спокойный и ценящий комфорт наверняка отметит для себя этот недостаток.

А ведь есть еще и простенькие «роботы» с одним сцеплением. Вот это уже чистая «механика» с актуаторами — и пока еще ни одному из производителей (а брались многие!) не удалось приблизить эту коробку к «автомату» по части как комфорта, так и «скорострельности». В итоге сейчас такие «роботы» используются лишь на недорогих моделях, а к их преимуществам помимо экономичности можно отнести разве что небольшую стоимость.

Главной «фишкой» вариатора является возможность беспрерывно изменять передаточные числа: ведущий шкив увеличивает свой радиус, ведомый параллельно его уменьшает. Автомобиль разгоняется, а двигатель постоянно «поет» на одних оборотах, приближенных к максимальному крутящему моменту. Это и обеспечивает высокую эффективность вариатора. А когда надо ехать на установившейся скорости, коробка выставляет уже оптимальное для данного режима соотношение. 

Но со временем от такого «троллейбусного» характера отказались в пользу фиксированных передач, как на «автоматах» и «роботах», — и тем самым лишили вариатор одного из преимуществ. А вот по части комфорта и топливной экономичности CVT располагается где-то между «автоматами» и «роботами».

Впрочем, приведенные выше преимущества и недостатки разных типов трансмиссий следует считать условными. Во-первых, конструкции продолжают совершенствоваться, что изменяет их потребительские качества. Во-вторых, один тип коробок включает в себя множество самых разных моделей со своими особенностями (как минимум настройками), так что все относительно.

А что с надежностью?

А вот это, пожалуй, самое главное, что волнует покупателей даже новых или свежих автомобилей, планирующих ездить на машине не один год и продать ее без сильной потери в цене. Что же, давайте разбираться.  

С классическими «автоматами», казалось бы, все просто: такие коробки выпускаются давно, поэтому хорошо изучены и должны обходиться без «сюрпризов». На самом деле все не совсем так. Это старые 4- и 5-ступенчатые «автоматы» с их неспешными переключениями жили своей размерной жизнью. Современным коробкам такое только снится!

Начнем с того, что их ставят в связке с более мощными и «моментными» моторами, так что уже приходится несладко. Далее для достижения более интересных динамических качеств и лучшей топливной экономичности применяется ранняя блокировка гидротрансформатора на низших передачах. Отсюда ускоренный износ фрикционов при управляемом проскальзывании и, как следствие, быстрое загрязнение масла. 

По-хорошему его бы теперь менять чаще, чтобы не страдал гидроблок и сам гидротрансформатор и чтобы не было локальных перегревов. Но интервалы замены в лучшем случае сохраняются на прежнем уровне, в худшем — растягиваются, а то и вовсе отменяются. Да-да, некоторые производители заявляют, что масло залито на весь срок службы коробки. Это на самом деле так. Вопрос лишь в том, каким будет этот самый срок… 

Также стоит упомянуть общее усложнение конструкции, а вместе с тем борьбу за снижение веса и себестоимости агрегата (иногда в ущерб долговечности — чего стоит, например, отказ от радиатора охлаждения на некоторых коробках), всеобщую тенденцию к сокращению сроков разработки и испытаний новых узлов. 

В общем, нельзя сказать, что АКПП проще и надежнее других типов автоматических коробок. Это по-прежнему технически сложный, требовательный к своевременному обслуживанию и чувствительный к нарушению правил эксплуатации узел.

Это если говорим «вообще». А в частностях у каждой коробки — свои особенности. Достаточно вспомнить ранние версии Mercedes 7G-Tronic 722.9, где был отмечен выход из строя электроплаты Siemens, размещенной в масляной ванне и страдающей от высокотемпературного режима. Или же коробку GM 6Т30/6Т40/6Т45 ранних лет выпуска, постоянно страдавшую от перегревов и требовавшую замены то гидроблока, то сгоревших фрикционов. И это к вопросу о том, что стоит отдавать предпочтение коробкам, выпускаемым не один год и пережившим все свои «детские болезни».

Та же история и «роботами»: репутацию подмочили как раз ранние версии, которые имели целый набор самых разнообразных проблем, причем некоторые из них типичны для автоматических коробок любого типа. Так что здесь правило «чем позже год выпуска, тем лучше» работает железобетонно. 

Основная проблема старых коробок с сухими сцеплениями (а это, например, фольксвагеновская DQ200 или Getrag 6DCT250, которую ставят на модели Ford и Volvo) — прогрессирующие рывки при переключениях, иногда и вовсе отказ от работы, что «лечилось» новыми прошивками, заменой сцеплений, в некоторых случаях — и гидроблока. Собственно говоря, здесь проблема та же, что и у простых роботизированных коробок с актуаторами, — обеспечить адаптивность автоматики к естественному износу сцепления плюс беречь его в специфических режимах движения.

Коробки с мокрыми сцеплениями (фольквагеновские DQ250 и 500, 6DCT450) этой проблемы лишены, но страдают от тех же бед, что и классические «автоматы». Масло быстро накапливает продукты износа фрикционов, поэтому требует периодической (в идеале каждые 40-50 тыс.км) замены. 

В противном случае страдают управляющие соленоиды, каналы, подшипники. Например, у ранних версий 6-ступенчатой DSG (DQ250) слабым местом оказался как раз мехатроник: клапанный механизм «травился» продуктами износа, накапливавшимися в масле. А еще одна «болячка» — точно такая же, как у упоминавшегося выше мерседесовского «автомата»: плата гидроблока «жарилась» в горячем масле, страдая от перепадов температур. 

Любопытно, что подобный казус имеется и в «биографии» вариатора Multitronic ранних лет выпуска. Но вообще CVT-коробки имеют свои конструктивные особенности, которые могут сказаться на ресурсе основных узлов и быть причиной возникновения тех или иных проблем.

Напомним, что изменение передаточных чисел (плавное или ступенчатое — как задумал производитель) обеспечивают хитрые составные шкивы на валах коробки. Каждый шкив состоит из двух половинок — конусов, которые, сдвигаясь или раздвигаясь, изменяют свой внешний радиус. За эту работу отвечает гидравлика, которой заведует электронно-управляемый гидроблок.

Поскольку трение является рабочим процессом (ремень плотно прижимается к конусам), неизбежен износ. В зависимости от коробки срок службы ремня составляет 200-300 тыс. км, однако сократить эти цифры могут повышенные нагрузки на узел при агрессивной езде, пробуксовках, буксировке. 

Но не только. Раз есть трение, есть и продукты износа. Мелкую стружку улавливают фильтры и магниты, но если «мусора» в масле слишком много, будут страдать клапаны и каналы гидроблока. Добавляет загрязнений и гидротрансформатор (Lineatronic и Jatco) или «мокрое» сцепление (Multitronic). При некорректной работе гидравлики натяжение ремня может отличаться от необходимого, что приведет к его проскальзыванию, вызывая ускоренный износ и повреждая конусы шкивов. А это уже недешевое удовольствие. 

Но ведь есть и другие напасти! Отказы электронного блока управления (Multitronic), поломка степ-мотора, отвечающего за положение конусов (Jatco), износ фрикционов старт-пакета (Lineatronic). То есть у каждой коробки — свои особенности и «болячки».

Собственно к надежности вариаторов как таковой особых претензий нет. Проблема — в чувствительности к нагрузкам и в принципе ограниченном ресурсе ремня, высоком риске износа конусов шкивов, что при пробеге свыше 200 тыс. км может вылиться в дорогостоящий ремонт. Но это тоже выводы «вообще». А в частности, современные вариаторы получают новые конструктивные решения, снижающие негативное воздействие нагрузок. Примеры — коробка Toyota с первой механической передачей или же вариатор JF015E с двумя ступенями переднего хода.

Вообще же мнение о том, что ремонт вариатора и «робота» обойдется дороже, чем ремонт «автомата», тоже далеко не всегда соответствует истине. Пожалуй, пока еще можно согласиться с тем, что сервисная база для диагностики, обслуживания и ремонта гидромеханических коробок в нашей стране развита лучше, но последние годы ситуация с «роботами» и вариаторами улучшается. Это неизбежно, ведь на рынке уже предостаточно автомобилей с такими коробками, а со временем их число будет только расти.

Наш вердикт

Несмотря на то что у каждого типа коробки имеются свои заложенные на конструктивном уровне особенности, преимущества и недостатки, оценивать огульно «скорострельность», комфорт или надежность той или иной модели «автомата», «робота» или вариатора неверно, тем более что потребительские качества коробок постепенно сближаются. 

Расклад по части надежности мы тоже озвучили: проблемы на конструктивном уровне имеются у любого типа, к этому добавляются индивидуальные «болячки» конкретных моделей, но в немалой степени на «здоровье» коробки влияет стиль езды, своевременность и качество обслуживания. И это стоит помнить как покупателям «бэушки», так и тем, кто выбирает новый автомобиль.

Автомат, робот или вариатор. Какую коробку передач выбрать? | Об автомобилях | Авто

Обычно под одним словом «автомат» понимают один из трёх наиболее популярных видов трансмиссии: классическую АКПП, роботизированную или вариаторную. Сказать определённо, какая коробка лучше, нельзя, иначе производители не придумывали бы разные конструкции. Выбор зависит от личных предпочтений и целей автомобилиста. Разберемся, в чём отличия.

Классика

Самым старым из типов автоматической трансмиссии является так называемый классический автомат, который Cadillac стал использовать ещё в 30-х годах прошлого века. Роль сцепления, которое соединяет мотор с коробкой передач, выполняет гидротрансформатор. Долгое время автоматы были четырёхступенчатыми, и только в последние годы современные машины стали комплектовать восьми- и девятидиапазонными коробками.

Плюсами классической гидромеханической АКПП является достаточно плавное переключение передач и высокая надёжность по сравнению с другими трансмиссиями. Конечно, не считая старую добрую механику — по этому показателю её простая конструкция вне конкуренции. Автоматы без вмешательства техников спокойно проживают в среднем 150–200 тысяч километров. Хотя по ресурсу агрегаты от разных производителей могут существенно отличаться. В большинстве случаев проблемы можно решить ремонтом конкретной детали в механической части КПП. В целом же, гидромеханический автомат — дорогой узел.

К созданию других коробок инженеров подтолкнули недостатки классических АКПП. Они вызывают повышенный аппетит и не могут похвастаться головокружительной динамикой. Хотя с развитием сложных конструкций и технологий разница всё менее существенна, тем не менее при прочих равных она есть.

Быстрый и сложный

Решить проблемы автомата была призвана роботизированная трансмиссия. Если не вдаваться в подробности, робот — это конструктивно та же механика, только с автоматизированным сцеплением и переключением передач. Из-за упрощённого механизма такие коробки легче и занимают меньше места, что позволило устанавливать их даже на малолитражки вроде Fiat 500 или Opel Corsa. Важный плюс — автомобили с роботами реже заезжают на заправку.

Однако простые роботы с одним сцеплением на недорогих машинах имеют раздражающий эффект — постоянные задержки, толчки и рывки при переключениях, что особенно мешает в пробках. Неприятную особенность конструкции инженеры со временем решили, создав преселективный робот. Самый известный — DSG от концерна Volkswagen. По сути, это две коробки с двумя сцеплениями. Одна включает чётные передачи, другая — нечётные. В результате удалось добиться очень быстрого и точного переключения передач без разрыва мощности, не создавая никакого дискомфорта водителю.

В сложных роботизированных коробках спорткаров, таких как Ferrari или Lamborghini, переход на высшую ступень происходит за сотые (!) доли секунды. Многие производители указывают время разгона до сотни на автомобилях с продвинутым роботом даже меньше, чем с механикой. Просто человек никак не сможет опередить эту совершенную технику.

Удобство, динамика, экономичность — прекрасное сочетание. Неспроста именно преселективные роботы на данный момент считаются самым оптимальным видом автоматической трансмиссии. Однако у них есть ощутимый минус, с которым многие водители не могут смириться. Сложная конструкция делает практически любой ремонт коробки дорогостоящим занятием. Да и надёжность роботов у многих марок вызывает вопросы.

Без ступеней

Вариаторы — вообще отдельное направление. По большому счёту, это и не коробка передач, потому что в трансмиссии передач нет вовсе. Не будем вдаваться в подробности про изменение передаточных чисел благодаря вращению ремня по шкивам. Скажем лишь, что особенная конструкции позволяет автомобилю непрерывно передавать крутящий момент на колёса, а потому предельно плавно набирать скорость. Никаких рывков и толчков. Впрочем, у медали есть обратная сторона. При динамичном разгоне мотор «зависает» на определённых оборотах, что создаёт эффект троллейбуса. Двигатель шумно и монотонно гудит. Со временем этот недостаток разные производители устраняют. Современные бесступенчатые трансмиссии умеют так ловко имитировать работу классического автомата, что обыватель и не разберётся. Но это исключительно вопрос акустического комфорта.

Несомненным плюсом машин с вариатором можно назвать топливную экономичность. В паспортных данных расход «горючки» зачастую указывают ниже, чем на таких же автомобилях с механикой. Но, к сожалению, вариаторы достаточно капризны. Их нельзя перегревать и перегружать высокой мощностью, они не работают на пиковых нагрузках и не выносят долгой пробуксовки в снегу или грязи. Поэтому такие трансмиссии не встретишь на грузовиках или спорткарах. Вдобавок вариаторы требуют бережливого обслуживания, в том числе частой замены хорошего масла. Зачастую они непригодны для ремонта, и по истечении срока службы — примерно 150 тысяч километров — вариатор меняют. А это недёшево из-за сложной конструкции.

Смотрите также:

Вариатор или робот плюсы и минусы

Механическая трансмиссия с ручным переключением скоростей устанавливается на современные автомобили всё реже. Специалисты связывают это с общей концепцией продвижения технологий, где всё движется в сторону упрощения действия и снятия принятия решений с человека, способного ошибаться. Ручное управление в западных странах является исключительно уделом профессиональных гонщиков. Мы попробуем выяснить, чем отличается робот от вариатора. Это два наиболее распространенных типа трансмиссии, обеспечивающих простое управление без снижения концентрации водителя по отношению к ситуации на дороге. Именно поэтому оба типа часто являются лучшим выбором для женского автомобиля.

Робот или Вариатор что лучше

Постараемся найти принципиальные отличия, понять в чем разница в надежности той или иной АКПП:

— Пробег, требующий обслуживания. Часто от начинающих автомобилистов приходится слышать вопрос о том, какой тип коробки передач более долговечный. Можно сказать, что сравниваемые образцы в этом плане совершенно одинаковы. Всё зависит от качества масла, а также от ухода за автомобилем.

— Плавность переключения передач. Хороший робот – дорогой робот. В нём можно догадаться о смене передаточного отношения по легкому щелчку. В дешевых моделях всё равно чувствуется переход, так как сцепление одно. У CVT такого понятия не может быть исходя из его конструкции. По сути, количество передаточных отношений в нём стремится к бесконечности, но есть и вариаторы с интелектуальными передачами (более современные). Смена происходит происходит очень плавно без ощутимых толчков и рывков. Сделано это для более яркого ощущения разгона.

— Размеры узла и влияние на массу автомобиля. Роботизированный механизм намного крупнее в размерах. Негласно производители авто признают, что он часто необходим для смещения центра тяжести. CVT весит намного меньше. К тому же, он может быть сравнительно небольшого размера. Недаром его устанавливают на мотороллеры, мотоциклы, снегоходы и профессиональные бензопилы.

— Устойчивость к высоким нагрузкам. Чем больше скорость вращения, тем хуже вариатору. Ведущие автомобильные компании предупреждают, что он не предназначен для гонок, а также нельзя долго ехать с этой коробкой на пределах возможности автомобиля. Некоторые скоростные режимы даже откровенно называют нежелательными даже в крайних случаях. Также он существенно ограничивает по тяговым характеристикам. Буксировать кого-либо с вариатором не стоит, иначе можно сжечь ремень. Робот таких ограничений не даёт.

— Экономия топлива. Так как в бесступенчатой трансмиссии гораздо меньше фрикционных взаимодействий, то на одном и том же автомобиле он будет давать выигрыш в расходе топлива. Роботизированный аналог будет потреблять немногим больше.

Влияет ли цена на выбор?

Естественно, что намного дороже обходится роботизированная КПП. Она содержит гораздо большее число деталей, чем его конкурент, где самыми сложными частями являются планетарный механизм и шкивы переменного диаметра зацепления с ремнем. С другой стороны, CVT чаще подлежат ремонту из-за высокого показателя износа ремня или цепи. Поэтому необходимо выбирать между стоимостью и повышенной надежностью. Также выбор зависит от интенсивности эксплуатации машины. Если требуется поездка на работу, с работы, за покупками, а на выходных на дачу – то CVT можно считать идеальным вариантом. Для длительных частых поездок выбирайте DSG.

Как визуально отличить кпп автомат, вариатор, робот — Как визуально отличить вариатор от автомата

Как отличить автомат от вариатора визуально

Как это сделать, не заводя машину

Существуют способы, которые позволяют правильно определить разновидность коробки передач, даже не заводя машину. Они состоят в следующем:

Обнаружить отличия можно и во время тест-драйва:

В том случае, когда не удается самостоятельно установить тип коробки, полезным явится посещение станции техобслуживания. Осмотрев днище автомобиля, настоящий специалист наверняка сумеет ответить на ваш вопрос.

golifehack.ru

Многие при покупке автомобиля уже знают, в какую сторону сделать выбор — коробка-автомат или механика. Но те, кто выбрал автомат, сталкиваются с затруднением — как отличить вариатор от АКПП. Ведь вариатор, по сути, только простая разновидность АКПП.

1

2

3

4

5

Если самостоятельно определить тип коробки не удалось, советуем посетить станцию техобслуживания. Хороший специалист сможет дать вам ответ на вопрос, посмотрев на автомобильное днище.

SovetClub.ru

Первый способ.

Второй способ.

Третий способ.

Четвертый способ.

Пятый способ.

Видео

autoepoch.ru

По своим техническим характеристикам автоматическая коробка передач и вариатор, конечно же разнятся наличием, как достоинств, так и недостатков. При покупке автомобиля с определенной коробкой передач, каждый покупатель решать для себя сам, какая лучше подойдет. Однако для большинства автолюбителей остается актуальным вопрос: как же различать автомат от вариатора по внешним признакам? Попробуем в этом разобраться в данной статье.

Как определить автомат

Для начала следует внимательно ознакомиться с прилагающейся к автомобилю технической документацией, а также осмотреть автомобиль и саму коробку передач на наличие отметок. Как правило, автомат обозначают литерами А или АТ, вариаторы же обозначаются CVT. В помощь автомобилисту будут впору различные автомобильные журналы и статьи в интернете. Ознакомление с ними позволит собрать максимально возможное количество информации об интересующем автомобиле.

Более эффективным способом определения типа трансмиссии является пробный заезд. Если данная возможность есть, следует провести тетс-драйв, желательно по прямому участку дороги. Если в автомобиле установлена автоматическая коробка передач, при разгоне и переходе на повышенную передачу будут чувствоваться характерные толчки. Как правило, они будут плавными. наглядно это можно проверить при резком старте. При переходе с первой на вторую передачу будет самый ярко выраженный толчок. Также можно остановиться автомобиль и отпустить педаль тормоза. Если установлена автоматическая коробка передач, автомобиль начнет плавное движение вперед, но не будет откатываться назад, как это происходит с автомобилем с вариатором.

Если после проделывание данных действий, все равно возникают сомнения (так как большинство современных вариаторов очень точно копируют принцип работы автомата), можно обратиться в автосервис. Специалисты наверняка смогут помочь в данном вопросе.

Как определить вариатор

Как уже говорилось, для начала следует осмотреть коробку передач на наличие обозначения CVT. Данные литеры означают, что в автомобиле установлена бесступенчатая трансмиссия. Однако лучше всего, опять де таки сесть за руль а проехаться, как в скоростном режиме, так и плавно двигаясь. Ключевой особенностью вариатора является то, что каждая «передача» является не фиксированной. Это значит, что по мере роста уровня нагрузки на двигатель, происходить очень мягка и плавная смена передачи. Вот почему при езде на автомобиле, в котором установлен вариатор отсутствуют характерные толчки при переходе на очередную передачу. Во время стремительного разгона, происходит переход на «новую передачу», и до очередной смены передачи стрелка тахометра находится на одном уровне, и лишь при смене передачи меняет свое положение и т.д.

Что касается способа с остановкой автомобиля и отжиманием педали тормоза, автомобиль с установленным вариатором сначала слегка откатиться назад, но при этом автомобиль не будет двигаться вперед на холостых оборотах. При стремительном разгоне, двигатель автомобиля с вариатором издает нарастающий шум, а затем останавливается на достаточно громком тоне, с котором продолжает дальше набирать обороты.

Среди автолюбителей много споров, какая коробка передач лучше. Ответить на данный вопрос однозначно тяжело. Однако, благодаря плавному переходу с передачи на передачу (в зависимости от нагрузки на двигатель), автомобили с вариатором не уступают ни в чем АКПП.

Предложите авторам тему:

liveposts.ru

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.

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?

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?

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!

mytopgear.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.

Разница между АКПП и РКПП

Между трансмиссиями есть визуальные отличия. При покупке автомобиля, даже не читая документацию, их можно увидеть. Достаточно взглянуть на рычаг КПП. Если вверху есть положение «Р», т.е. паркинг, это — АКПП. У робота только «N» и «R». Но автомобилиста в основном интересуют их эффективность и экономичность.

Автоматические коробки появились еще в 1930-е гг., когда их стал использовать бренд Cadillac. Они не являются ровесниками ДСГ, но все равно новинкой их не назовешь. И проблема в том, что у автомобилистов они ассоциируются с устаревшей техникой, в то время как роботы — с техническим прогрессом. Однако и АКПП развиваются.

Особенности технического решения таковы, что конструкцией коробки предусмотрен гидротрансформатор, который выполняет роль сцепления, связующего звена между двигателем и КПП.

Автоматическая и роботизированная коробка передач в автомобиле.

Долгое время в его работе существовала проблема. Из-за разницы в скорости вращения насосного и турбинного колес при ускорении тока жидкости происходил ее сильный нагрев и КПД из-за гидротрансформатора снижалось.

Для этого придуман режим блокировки, но и он сначала не решил проблему.

В автоматических КПП он осуществляется с помощью электроники, так что теперь это устройство стало намного надежнее. И если раньше АКПП выпускали только 4-ступенчатые, то новые автомобили комплектуются даже 8- и 9-ступенчатыми коробками.

С конструктивной точки роботизированная коробка передач является вариантом механической передачи, разница только в отсутствие 3 педали. Выжим сцепления осуществляется через электропривод (или актуатор).

От автоматической коробки этот вариант отличается более простой конструкцией, т. е. теоретически он надежнее. Но это не совсем так. Простота конструкции привела только к тому, что роботы стали дешевле в производстве и быстро начали появляться даже на недорогих моделях. Разница между трансмиссиями все равно была существенной.

Роботизированный вариант, особенно при достаточно активной езде, не мог обеспечить плавного переключения передач. Из-за этого движение рывками сильно раздражало водителей. Кроме того, к этому добавлялись задержки при смене ступеней.

Схема роботизированной коробки передач.

Инженеры крупных автоконцернов работают над решением проблемы. Так появились преселективные роботы, наиболее востребованным из которых является разработка концерна Volkswagen — модель DSG, которая представляет собой систему из 2 коробок с соответствующим количеством сцеплений. 1 коробка нужна для четных передач, 2 — для нечетных. Переключение осуществляется точно и быстро, а водитель не испытывает дискомфорта.

Какой вариант выбрать

Ответ на вопрос, какая коробка передач лучше, просто не может быть однозначным. Здесь все зависит от того, в каких условиях ездит автомобиль и какие критерии для владельца являются основными.

Например, для большого города, в котором регулярно случаются масштабные транспортные пробки, лучше выбирать автоматическую КПП. Она обеспечит высокий уровень комфорта при вождении, плавное переключение между передачами, к тому же обладает надежностью.

Ресурс АКПП в среднем составляет 150-200 тыс. км. Однако у этого варианта есть недостаток — большой расход топлива.

Бензин расходуется более экономно при условии использования вариатора. Но его редко рассматривают в качестве практичного решения, поскольку к преимуществам относятся только плавный набор скорости и упомянутая экономия топлива. В то же время изнашивается быстрее, его ресурс — до 150 тыс. км. Кроме того, автомобили с вариатором достаточно капризны, поэтому в ремонте и обслуживании обходятся дороже.

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.

Автоматические коробки передач — все, что вам нужно знать

Коробка передач DSG работает по тому же принципу, что и автоматическая коробка передач с одним сцеплением (подробнее о ней позже), но, как следует из названия, использует два сцепления. Идея состоит в том, что они могут выровнять передачу, которая, по их мнению, вам понадобится следующей, на одном сцеплении, в то время как другое все еще используется для управления автомобилем, и это позволяет чрезвычайно быстро переключать передачи.

Однако из-за того, как они работают, автоматика с двойным сцеплением имеет тенденцию к рывкам, чем блоки гидротрансформатора, на более низких скоростях.Они также могут быть слишком заинтересованы в быстром переходе на более высокие передачи, оставляя машину на неправильной передаче, чтобы обеспечить наилучшее ускорение для обгона. Однако, чтобы противостоять этому, большинство из них также позволяет водителю переключать передачи вручную, часто с помощью подрулевых переключателей за рулевым колесом автомобиля.

Их сложность — еще один недостаток; В последние годы старые агрегаты приобрели репутацию плохой надежности, и некоторые владельцы сообщают о том, что их установка требует дорогостоящих ремонтных работ.

---

CVT автомат

Также известен как e-CVT, Xtronic

Для Механически простой и надежный; экономичный

против Обычно шумит; может быть вялым; мало возможностей для ручного управления

Бесступенчатая трансмиссия (CVT) необычна тем, что в ней не используются зубцы для шестерен, как в традиционной коробке передач.Вместо этого он работает как шестерни на вашем велосипеде.

Внутри коробки передач вариатора вы найдете два шкива конической формы: один соединен с двигателем, а другой ведет колеса, соединенные ремнем. Шкивы непрерывно расширяются и сжимаются в диаметре при ускорении или замедлении, что изменяет передаточное число.

Поскольку передача плавно регулируется между самым высоким и самым низким передаточными числами, двигатель остается в своем диапазоне мощности при ускорении, а не опускается и выходит из наиболее эффективного диапазона оборотов двигателя, как в случае с другими типами коробок передач. .Более того, нет фиксированных передач, нет переключения передач, а это означает плавное ускорение без толчков.

Различий между бесступенчатой ​​коробкой передач и автоматической коробкой передач — Блог Эрнхарда Хонда

Каковы преимущества бесступенчатой ​​трансмиссии Honda?

Знаете ли вы, что многие модели Honda оснащены бесступенчатой ​​трансмиссией (CVT)? Бесступенчатые трансмиссии Honda разработаны для обеспечения плавности хода и повышения топливной экономичности благодаря инновационному дизайну.Водители, интересующиеся такими моделями, как Honda CR-V 2020 года, хотят узнать больше о различиях между вариатором Honda CVT и автоматической коробкой передач и хотят знать — каковы преимущества бесступенчатой ​​трансмиссии Honda? Узнайте из этого обзора, созданного Эрнхардтом Хонда!

---

ПОДРОБНЕЕ: Как далеко вы можете проехать на своем автомобиле, грузовике или кроссовере Honda на порожнем?

---

Как работает бесступенчатая трансмиссия?

Бесступенчатая трансмиссия

доступна в трех вариантах — шкивном, тороидальном и гидростатическом.Вариаторы с приводом от шкивов являются наиболее распространенными и используют пару шкивов для соединения с двигателем и колесами для создания бесконечного количества передач. Тороидальные вариаторы используют набор вращающихся дисков на роликах, в то время как гидростатические вариаторы используют насосы и жидкость для создания вращения.

Благодаря этой механической комбинации вариатор Honda CVT предоставляет водителям бесконечное количество передач — по сравнению с автоматической или механической коробкой передач с заданным количеством передач. Бесступенчатая трансмиссия Honda имеет бесконечное количество передач — это означает, что вашему двигателю не нужно искать правильную передачу при ускорении, и он может подбирать передачу в соответствии с оборотами двигателя.В результате многие бесступенчатые трансмиссии обеспечивают более плавное ускорение и лучшую экономию топлива по сравнению с некоторыми автоматическими трансмиссиями.

---

ПОДРОБНЕЕ: Как работает Honda Real Time AWD ™?

---

Каковы преимущества бесступенчатой ​​трансмиссии Honda? Узнайте, как вариатор, используемый во многих моделях Honda, может повысить производительность, когда вы садитесь за руль. Посетите онлайн-каталог Earnhardt Honda сегодня, чтобы найти то, что подходит вашему стилю вождения!

Опубликовано в Особенности, информация о модели, технологии, советы и хитрости | Нет комментариев »

Быстрые и прочные легкие роботы на основе приводов с регулируемым передаточным числом и алгоритмов управления, использующих естественную динамику

Абстрактные

Во многих случаях роботы должны нести большие нагрузки при медленном движении, а также должны быстро перемещаться по воздуху почти без нагрузки.Этот тип бимодальных задач с противоречивыми требованиями с точки зрения рабочих скоростей и желаемых сопротивлений часто приводит к использованию негабаритных и неэффективных приводов, которые тормозят, особенно для мобильных роботов. Множественные передаточные числа, как в трансмиссии, решают эту проблему, позволяя эффективно использовать мощность в широком диапазоне выходных скоростей, обеспечивая значительные изменения отраженного внутреннего импеданса исполнительного механизма и делая возможным усиление или ослабление естественной динамики нагрузки. .Эта диссертация направлена ​​на разработку технологических решений, необходимых для использования приводов с регулируемым передаточным числом, а также на использование преимуществ регулируемых трансмиссий в контексте робототехники. Во-первых, обращаясь к вопросу о том, как сделать быстрое и плавное переключение передач между двумя очень разными передаточными числами при различных условиях нагрузки, с решением, основанным на архитектуре двухмоторного привода и схеме управления с использованием нулевого пространства. Во-вторых, путем разработки алгоритмов управления, которые выбирают оптимальные передаточные числа динамически на основе обратной связи по состоянию, чтобы двигаться с минимальным крутящим моментом двигателя и соответствующим образом регулировать выходное сопротивление для данной задачи.Предлагаемый подход использует трансмиссии с регулируемой передачей не только для увеличения максимального крутящего момента и скорости, но и для значительного изменения динамических свойств, включая чувствительность к нагрузке, надежность и управляемость задним ходом. Представлены моделирование и эксперименты с использованием нового легкого робота-манипулятора с использованием трех специально изготовленных двухскоростных двухмоторных актуаторов. Результаты демонстрируют очень быстрое переключение передач в высокодинамичных ситуациях с двухскоростными двухмоторными приводами и показывают, что активное изменение передаточных чисел с использованием предложенных алгоритмов управления может привести к снижению необходимого крутящего момента и мощности двигателя на порядок.

Описание

Диссертация: Ph. D., Массачусетский технологический институт, факультет машиностроения, 2017.

Эта электронная версия была представлена ​​автором-студентом. Заверенная диссертация имеется в Архиве и специальных собраниях института.

Каталогизируется из представленной студентами версии диссертации в формате PDF.

Включает библиографические ссылки (страницы 191–196).

Отдел

Массачусетский Институт Технологий.Кафедра машиностроения .; Массачусетский Институт Технологий. Кафедра машиностроения

Издатель

Массачусетский технологический институт

Приводы | Бесплатный полнотекстовый | Двойная полусферическая бесступенчатая трансмиссия на основе разделения мощности

1. Введение

Бесступенчатая трансмиссия (CVT) — это трансмиссия, которая позволяет «переключать» передаточное число в непрерывном диапазоне. CVT существуют уже давно, и было предложено много конструкций (см., Например, [1,2,3]).Кроме того, некоторые приводы переменной жесткости содержат форму бесступенчатой ​​или бесступенчатой ​​трансмиссии (см., Например, [4,5,6,7]). Механические вариаторы можно разделить на четыре категории: вариаторы на основе тяги, ременные вариаторы, вариаторы с храповым механизмом и вариаторы с регулируемым рычагом. В [1,3] дается обзор нескольких существующих типов CVT. В этой работе мы предлагаем новую концепцию CVT на основе тяги: Dual-Hemi CVT. В вариаторах на основе тяги для передачи мощности используется фрикционный контакт качения. Во многих вариаторах на основе тяги действие, изменяющее передаточное отношение, должно проходить через тот же фрикционный контакт, который используется для передачи мощности.Таким образом, изменение передаточного числа требует большого объема работы. Есть некоторые конструкции, в которых это не требуется, самая известная из них [8,9]. В большинстве вариаторов на основе тяги изменение передаточного числа кинематически не связано с самой трансмиссией, и энергия может передаваться в обоих направлениях. Однако большинство этих конструкций имеют диапазон передаточного отношения, который охватывает только положительный (или отрицательный) диапазон (также здесь [8] является исключением). Диапазон передаточных чисел может быть расширен с использованием принципа разделения мощности [1,10], когда для расширения диапазона передаточных чисел используется дифференциал или планетарная передача.Это приводит к дополнительным потерям и, возможно, имеет последствия для управляемости задним ходом [10]. Электродвигатели часто применяются в робототехнике. Хотя они универсальны, они также энергоэффективны в диапазоне высоких крутящих моментов и низких скоростей, что типично для робототехники ([11]): они очень эффективны только в узком диапазоне работы (а именно: низкий крутящий момент, высокая скорость ). Используя комбинацию электродвигателя с вариатором и, необязательно, механического накопительного элемента (как, например, описано в [12,13,14]), электродвигатель может работать в своей области высокой эффективности, в то время как комбинация может обеспечить крутящие моменты, требуемые приложением.

Мы считаем, что вариатор, применяемый для этой цели, должен обладать как минимум следующими свойствами:

1.

Чтобы использовать вариатор для передачи энергии от источника к нагрузке и наоборот, а также возможность не передавать энергию для широкого диапазона выходных нагрузок, диапазон передачи должен включать положительные отношения, отрицательные отношения и нулевое или бесконечное отношение.

2.

Опираясь на точку 1, система должна иметь возможность обратного движения при любых условиях.

3.

Чтобы энергия срабатывания не передавалась приводом реконфигурации, изменение передаточного числа должно быть кинематически развязано с трансмиссией таким образом, чтобы:

(a)

Изменение передаточного числа не влияет на работу других частей системы.

(b)

Можно изменить передаточное отношение, когда система нагружена (ненулевые силы на «Источник энергии» и «Нагрузка»).

Кроме того, для достижения высокого уровня энергоэффективности вариатор должен быть спроектирован таким образом, чтобы:

4.

Трансмиссия имеет высокий КПД.

5.

Изменение передаточного числа требует небольших усилий.

CVT Dual-Hemi призван обладать этими свойствами.

В разделе 2 мы даем некоторую предысторию принципа разделения мощности. Разделы 3 и 4 охватывают концепцию и важные детали конструкции, соответственно, вариатора Dual-Hemi CVT.Реализация прототипа обсуждается в разделе 5, а в разделе 6 представлены важные свойства прототипа. После этого следует обсуждение и исследование нескольких вариантов дизайна в Разделе 7. Раздел 8 завершает работу с наиболее важными выводами.

2. Бесступенчатые трансмиссии с разделением мощности

Первое требование — это диапазон передаточных чисел, включая положительные передаточные числа, отрицательные передаточные числа и нулевое или бесконечное передаточное число.

Когда рассматриваются механические вариаторы, этот разброс в передаточных числах, включая положительные и отрицательные передаточные числа, по своей сути требует переходной области, в которой вход и выход не связаны (нулевое или бесконечное соотношение).Для вариаторов на основе тяги в этой области обычно требуется скользящий контакт, поскольку скорости вращения на входе и выходе разделены для этого отношения. В качестве примера можно рассмотреть конструкцию вариатора, приведенную Пешкиным [8]. Поскольку этот скользящий контакт в переходной области обычно вызывает высокий уровень износа, трения и потерь энергии, такая система непрактична во многих приложениях. Чтобы предотвратить необходимость этой неблагоприятной переходной области, при получении механической системы с требуемым диапазоном соотношений можно использовать принцип разделения мощности (см., Например, [1]).При применении этого принципа следует обращать внимание на потери, вносимые дополнительными шестернями, и на то, какое влияние это может иметь на обратимость [10].

3. Концептуальный дизайн двухполусферического вариатора

В этом разделе описывается новая инновационная концепция бесступенчатой ​​трансмиссии, получившая название «двойной полусферический вариатор» (DH-CVT).

Эта концепция обеспечивает обмен мощностью между входом и выходом за счет чисто катящегося контакта двух сферических элементов, что обеспечивает высокую эффективность работы (свойство 4).Кроме того, сила, необходимая для регулировки передаточного числа, не должна преодолевать фрикционный контакт или предварительную нагрузку, что позволяет энергоэффективно изменять передаточное отношение (свойство 5).

Изменяя угол, под которым обе сферы выровнены, передаточное отношение может быть изменено: эффективное расстояние между фрикционным контактом и осью вращения каждой сферы изменяется, что приводит к сдвигу передаточного отношения. Поскольку центрирование может быть изменено чистым движением качения обоих полусферических элементов, изменение передаточного числа может быть реализовано с минимальным усилием регулировки.Для обеспечения этого чистого качательного движения промежуточное расстояние между центрами каждого фрикционного колеса равно сумме радиусов обоих фрикционных колес во всем диапазоне конфигурации. Схематический обзор этой концепции показан на рисунке 1a, где красный сферический элемент удерживается в неподвижной конфигурации, в то время как синий сферический элемент «катится» по красному, чтобы изменить эффективное передаточное отношение. кинематически отделен от трансмиссии, как показано на рисунке 1b.На этом изображении изменение передаточного числа — это вращение вокруг оси x, в то время как передача работает за счет перемещения по оси x. Благодаря этому свойству изменение передаточного числа напрямую не меняет состояние системы, и можно изменить передаточное отношение, когда система загружена (свойство 3). Сравнение вариатора Dual-Hemi CVT с наиболее известной альтернативой Принципы вариатора, описанные в [8,9], показывают, что все они используют принцип изменения эффективного радиуса совершенно по-разному.В [8] используется сфера, движение которой ограничено несколькими роликами. Конфигурация роликов заставляет шар вращаться вокруг оси, и вращая два ролика, можно изменить ограничения и, таким образом, ось вращения. В зависимости от оси вращения по отношению к двум ведущим роликам создаются разные эффективные радиусы, тем самым изменяя передаточное отношение. В [9] вариатор создается путем перемещения зубчатого венца над коническими планетарными шестернями, так что эффективный радиус планет изменяется, тем самым изменяя передаточное отношение.

3.1. Передаточное число DH-CVT

Передаточное отношение DH-CVT определяется углом контакта между обоими полушариями. Это отношение равно отношению между эффективным радиусом R1 ‘и R2’, как показано на рисунке 1a. Этот эффективный радиус определяется расстоянием между осью вращения и точкой контакта каждого сферического элемента. Радиус каждой сферы делается равным, чтобы минимизировать локальное контактное напряжение в области контакта [15] (R1 = R2), и, кроме того, сферы сконфигурированы таким образом, что при конфигурационном угле ϕ 45 градусов передаточное отношение между входом и выходом равно один.Результирующее передаточное отношение rcvt как функция конфигурационного угла ϕ затем определяется геометрическим тангенсом конфигурационного угла ϕ согласно формуле

rcvt = ω4ω3, rcvt = -R1′R2 ′ = — 1tan (ϕ).

(1)

Если рассматривать сферические фрикционные колеса, угол конфигурации теоретически можно установить в диапазоне от 0 до 2π радиан, что приведет к диапазону передаточных чисел от -∞≤rcvt≤∞: см. Рисунок 2. Однако, как обсуждалось в разделе 2, передаточное число -∞ при ϕ = 0 + kπ рад или 0 при ϕ = π2 + kπ rad, которое отделяет выход от входа, приведет к скользящему контакту между обоими фрикционными колесами (вход фиксирован, выход свободен до повернуть или наоборот).Поскольку этот скользящий контакт снижает эффективность и создает высокий уровень износа, такой конфигурации следует избегать. Рассматривается конфигурационный угол 0 <ϕ <π2 с соответствующим передаточным числом -∞ 3.2. Передаточное число PS-CVT Чтобы обеспечить требуемый двунаправленный поток мощности и соответствующий диапазон передаточного числа, включая положительные и отрицательные передаточные числа, используется принцип разделения мощности, как описано в разделе 2.На рисунке 3 показан схематический чертеж всей системы и предварительный просмотр ее механической реализации. Передаточное число вариатора с разделением мощности (PS-CVT) напрямую связано с передаточным числом вариатора (rcvt) планетарной передачи (PG ) и передачи с фиксированным передаточным числом (rfr), как показано на рисунке 3a. Передаточное число CVT (rcvt), PS-CVT (rps) и остальных шестерен с постоянным передаточным числом (rfr) связано с угловой скоростью каждого компонента (от ω1 до ω7), обозначенного цифрами от 1 до 7 на рисунке 3a. .

rcvt = ω4ω3 = -1tan (ϕ)

(3)

Кроме того, кинематическая связь между скоростью вращения солнечной шестерни (ωs), водила (ωc) и кольцевой шестерни (ωa) планетарной системы определяется выражением [10]: где X = RaRs, где Ra — радиус кольцевой шестерни, а Rs — радиус солнечной шестерни. Чтобы получить самый широкий диапазон передаточного отношения, включая положительные и отрицательные передаточные числа, носитель подсоединяется к компоненту 6, кольцевое пространство — к компоненту 2 и, следовательно, солнце — к 1.Это приводит к кинематической зависимости планетарной зубчатой ​​передачи согласно Наконец, из уравнений (2) — (4) и (6) и с учетом ω5 = -ω6 = ω7 передаточное число PS-CVT определяется как:

rps = rfr2-rfr2 (1 + X) + Xtan (ϕ).

(7)

Когда рассматриваются типичные планетарные зубчатые передачи с 2 rps = 1- (1 + X) + Xtan (ϕ).

(8)

Результирующие передаточные числа для типичных значений X приведены на рисунке 4.Как показано на рисунке 4, передача допускает двунаправленный поток мощности и соответствующие требуемые положительные и отрицательные коэффициенты передачи для правильно выбранных значений rfr и X, когда угол конфигурации установлен в диапазоне 0 <ϕ <π2 rad (свойство 1). .

4. Детали конструкции вариатора Dual-Hemi.

Для экспериментальной проверки характеристик двухполусферической бесступенчатой ​​трансмиссии на основе разделения мощности был построен прототип. Для получения практичного объема максимально допустимый радиус полусферических фрикционных колес установлен на уровне 60 мм.Передаточные числа планетарной передачи (X) и трансмиссии с фиксированным передаточным числом (rfr) показаны в таблице 1. Результирующий диапазон передаточных чисел в соответствии с уравнением (7) приведен на рисунке 5. На рисунке 5 показано схематическое изображение PS-CVT. на рисунке 6.

4.1. Распределение крутящего момента PS-CVT

Чтобы определить максимально допустимый выходной крутящий момент PS-CVT, необходимо учитывать внутреннее распределение крутящего момента (от τ1 до τ7). Соотношение крутящих моментов планетарной зубчатой ​​передачи напрямую связано с ее геометрическими соотношениями и может быть вычислено как двойное уравнение (6), которое приводит к уравнениям (9) и (10).Кроме того, соотношение крутящих моментов для вариатора зависит от сконфигурированного передаточного числа и может быть вычислено как двойное уравнение (3), которое приводит к уравнению (11). Передаточное число остальной шестерни с постоянным передаточным отношением может быть вычислено как двойное из Уравнения (4), которое приводит к Уравнению (12). Комбинируя уравнения (9) — (12), распределение внутреннего крутящего момента, пропорциональное входному крутящему моменту (τ1), может быть определено в соответствии с

τ5 = -tan (ϕ) Xrfr2τ1

(16)

Поскольку результирующий выходной крутящий момент τ7 является результатом крутящего момента τ5 и τ6, выходной крутящий момент определяется как:

τ7 = — (τ5 + τ6) = Xtanϕ-rfr2 (X + 1) rfr2τ1 = 1rpsτ1

(18)

При разработке DH-CVT основной интерес представляет передаваемый через CVT крутящий момент (τ3 или τ4).Согласно уравнению (14) крутящий момент, который проходит через вариатор, напрямую связан с X и rfr и предоставленным входным крутящим моментом τ1.

4.2. Конструкция фрикционных колес

Для конструирования фрикционных колес необходимо определить допустимые диапазоны передаточных чисел и входного крутящего момента, которые могут использоваться без отказа / проскальзывания вариатора. Для этого мы предполагаем, что выходной сигнал фиксирован (ω7 = 0), так что синяя сфера не может вращаться. Тогда сила, которую должен удерживать участок трения, Fw, — это сила, которая действует на синюю сферу со стороны красной сферы.Эта сила равна крутящему моменту, приложенному к красной сфере, τ3, деленному на эффективный радиус красной сферы, R1 ′ = R1sin (ϕ), и равна: что приводит к

Fw≥Xτ1R1sin (ϕ) RFR

(20)

в сочетании с уравнением (14). Минимальный предварительный натяг для получения требуемого фрикционного контакта тогда определяется выражением

Fn = Fwμ≥Xτ1R1sin (ϕ) rfrμ,

(21)

По практическим соображениям в качестве материала используется закаленная сталь (100Cr6). Для типичного незагрязненного контакта сталь по стали μ≈0.2. Кроме того, максимально допустимый предварительный натяг Fn ограничен максимально допустимым контактным напряжением, чтобы предотвратить разрушение в области контакта. Контактное давление Герца между двумя сферическими элементами определяется выражением [15]: с участием

1R * = 1R1 + 1R2 и E * = E2 (1-ν2).

(23)

где R1,2 представляет собой радиусы двух сфер, а E и ν — модуль упругости и коэффициент Пуассона 100Cr6, соответственно (E = 210 ГПа, ν = 0,3). Pmax — это максимально допустимое контактное напряжение, которое мы ограничили до 1.5 ГПа. При объединении уравнений (21) и (22) и предположении, что R1 = R2, максимально допустимый входной крутящий момент τ1max напрямую связан с конфигурационным углом ϕ в соответствии с

τ1max (ϕ) = Pmax3π3R13μrfr12XE * 2sinϕ

(24)

Учитывая X и rfr в соответствии с таблицей 1, результирующий максимально допустимый входной крутящий момент в зависимости от угла конфигурации показан на рисунке 7. Как показано на рисунке 7, проскальзывание неизбежно при конфигурации ϕ = 0 рад, поскольку для этого потребуется бесконечный предварительный натяг или нулевой входной крутящий момент.Чтобы предотвратить скольжение, конфигурационный угол всегда должен оставаться достаточно удаленным от ϕ = 0 рад.

На основании этого рисунка минимальный конфигурационный угол ϕ = 0,35 рад GAF: ik heb er +0,35 van gemaakt; Выбрано значение er stond -0,35, что дает максимально допустимый крутящий момент на входе 2 Нм. Чтобы получить симметричный диапазон коэффициентов передачи, выбран диапазон углов от 0,35 рад до 1,17 рад.

Результирующий максимально достижимый выходной крутящий момент для входного крутящего момента 2 Нм показан на Рисунке 8.Он определяется уравнением (18), в результате чего выходной крутящий момент -7 <τ7 <7 Нм и соответствующий диапазон передаточных чисел -3,5 5. Реализация

В этом разделе мы обсудим реализацию вариатора Dual-Hemi CVT в два этапа. Во-первых, обсуждается трансмиссия, а во-вторых, механизм реконфигурации.

5.1. Трансмиссия

Трансмиссия вариатора Dual-Hemi CVT показана на рисунке 9.

В основе механизма находятся две полусферы.Подшипниковая система синего полушария подвешена и предварительно нагружена дисковыми пружинами, чтобы получить требуемую силу предварительного натяга Fn между обоими полусферами. Поскольку этот предварительный натяг вызывает небольшие деформации полушарий, возникают небольшие осевые смещения. Торцевые шестерни используются для обеспечения надлежащего выравнивания шестерен, соединенных с полусферами, несмотря на осевое смещение. Эти торцевые шестерни соединены с валами, которые проходят точно через центр сфер. Вал красной полусферы соединен с коронной шестерней планетарной передачи; вал синей полусферы соединен с «шестерней 1».Делительный диаметр «шестерни 1» устанавливается равным диаметру полусфер, как и делительный диаметр «шестерни 2», которая соединена с планетарной клеткой планетарной передачи. Это гарантирует, что «шестерня 1» может перевернуться через «шестерню 2», когда синяя полусфера перекатывается через красную для изменения передаточного числа. «Выходной» вал соединен с «шестерней 3», которая имеет тот же диаметр, что и «шестерня 2». «Входной» вал соединен с солнечной шестерней планетарной передачи.

5.2. Механизм реконфигурации

Механизм реконфигурации показан на рисунке 10.Используя «привод реконфигурации», «рычаг» вращается вокруг точки «A» с помощью зубчатого ремня. «Рычаг» имеет длину в два раза больше радиуса полусфер. На рисунке 1а он соответствует пунктирной линии между центрами красного полушария и синей сферы. «Центрирующие шестерни» имеют радиус наклона, равный радиусу сфер, и являются дополнительной мерой для того, чтобы синяя полусфера аккуратно катилась по красной полусфере, когда «рычаг» регулируется.

Чтобы уменьшить требуемую работу механизма реконфигурации, добавлен пружинный компенсатор силы тяжести (не показан на рисунке) для компенсации гравитационных сил, действующих на механизм реконфигурации.

6. Описание установки

В этом разделе мы обсудим характеристики важных параметров системы. Мы начнем с системы передачи, основанной на упрощенной модели систем с сосредоточенными параметрами, где каждый сосредоточенный параметр представляет собой величину, которая будет охарактеризована. Затем мы обсуждаем свойства механизма реконфигурации, на основании которых мы можем что-то сказать о достижимой пропускной способности.

6.1. Система передачи

Рисунок 12 показывает сосредоточенную модель IPM системы передачи.

В этой модели общая инерция системы сосредоточена в трех элементах: I1 = 0,24 гм2, I2,3 = 2,44 гм2, I4,5,6,7 = 3,79 гм2. Инерции получены из CAD-модели вариатора.

Нас интересует поведение трения на выходе, поэтому мы переносим все фрикционные элементы через трансмиссии, чтобы объединить их вместе на выходе в элементе Rt. Этот процесс подробно обсуждается ниже.

6.1.1. Трение

Основываясь на наблюдениях, мы предполагаем, что модель трения включает трение и кулоновское трение, как показано на рисунке 13, или:

τf = τ-кулон, если ω <0τ-залипание, если ω≲0τ + залипание, если ω≳0τ + кулон, если ω> 0

(25)

Поскольку трение моделируется как сосредоточенный элемент на выходе вариатора, ожидается, что оно будет зависеть от передаточного числа, об / с.Глядя на рисунок 3a, предполагая трение прилипания-кулон в точках 1 … 7 и используя уравнения (13) — (18), фрикционный элемент с сосредоточенными параметрами на выходе будет иметь следующую форму:

τfout = r1τf1sgn (ω1) + r2τf2sgn (ω2) + r3τf3sgn (ω3) + r4τf4sgn (ω4) + r5τf5sgn (ω5) + r6τf6sgn (ω6) + r7τf7sgn (ω7)

(26)

где

r1 = Xtanϕ-rfr2 (X + 1) rfr2 = rps-1

(27)

r4 = rps-1rfrXtan (ϕ) = 1rfrrps-1rps-1 + (X + 1)

(30)

r5 = -rps-1rfr2Xtan (ϕ) = — rps-1rps-1 + (X + 1)

(31)

и где τfx определяется уравнением (25).Мы также можем вывести: такой, что:

сигнал (ωx) = сигнал (rx) сигнал (ωout)

(35)

Таким образом, мы можем переписать уравнение (26) следующим образом:

τfout = (| r1 | τf1 + | r2 | τf2 + | r3 | τf3 + | r4 | τf4 + | r5 | τf5 + | r6 | τf6 + τf7) sign (ωout)

(36)

который имеет вид:

τfout = arps-1rps-1 + (X + 1) + brps-1 + c

(37)

с разными коэффициентами a, b и c для: Поскольку X + 1 = 5 и -3,5 В заключение, мы ожидаем найти различные параметры в следующих четырех ситуациях:

• ωout <0 и rps-1 <0

• ωout <0 и rps-1> 0

• ωout> 0 и rps-1 <0

• ωout> 0 и rps-1 > 0

как для трения, так и для кулоновского трения.

Обозначение параметра: Stiction

Чтобы определить параметры в отношении между прилипанием и передаточным числом, мы зафиксировали выходной сигнал PS-CVT с датчиком крутящего момента (ω7 = ωout = 0). Мы применили постоянный известный крутящий момент на входе (τ1 = τin) и изменили передаточное число во всем диапазоне (rps-1 = -3,5,…, 3,5). Крутящий момент, который измеряется на выходе, равен:

τвых = об / с-1 тин-тфоут

(43)

Поскольку τout, rps и τin известны, можно рассчитать момент трения τfout.Поскольку ωout≈0, мы измеряем трение.

Результат этого измерения показан на Рисунке 14 вместе с подобранными кривыми. На этом графике положительное значение τfout соответствует положительной выходной скорости. Коэффициенты (a, b, c) подобранных кривых определяются как:

0,31,0,54, -0,05 для ωout <0 об / с-1 <0-5,06,1,67,0,16 для ωout <0 об / с-1> 0-0,45, -0,13,0,02 для ωout> 0 об / с-1 <01,34, -0,96, -0,04для ωвых> 0∧об / с-1> 0

(44)

В измерениях присутствует эффект гистерезиса.Форма гистерезиса зависит от скорости изменения передаточного числа. У нас есть следующая гипотеза о причине этого эффекта: при различной относительной ориентации сфер на сферы действует различное предварительное натяжение из-за деформационных эффектов. В связи с этим сферы имеют разную степень деформации, а пружины, обеспечивающие предварительное натяжение, имеют другое состояние. При изменении состояния пружин сфера должна немного двигаться. Для этого были применены специальные подшипники, но они хорошо работают только при достаточном вращении.В случае этих экспериментов вращения вообще нет — поскольку цель состоит в том, чтобы измерить трение, что затрудняет движение сферы. При изменении передаточного числа с большей скоростью относительная ориентация также изменяется с большей скоростью, так что у сферы меньше времени для перемещения. Это может вызвать изменение предварительного натяжения, что приведет к изменению трения.

К сожалению, у нас нет средств проверить эту гипотезу.

Обозначение параметров: кулоновское трение

Для определения параметров зависимости между кулоновским трением и передаточным числом серводвигатель был прикреплен к выходу вариатора и приводился в движение с постоянной скоростью (ω7 = ± ωout).Датчик крутящего момента использовался для измерения крутящего момента, который был приложен к системе для поддержания этой скорости. Этот крутящий момент равен крутящему моменту трения плюс крутящий момент, необходимый для ускорения и замедления внутренних частей вариатора. Вклад последнего незначителен (<0,00354 Нм) по сравнению с моментом трения. Передаточное число изменялось во всем диапазоне (-3,5… 3,5). Поскольку ωout ≠ 0, мы измеряем кулоновское трение.

Коэффициенты (a, b, c) подобранных кривых определяются как:

-0.07,0.06, -0,56 для ωout <0 об / с-1 <03,99, -0,27, -0,69 для ωout <0> об / с> 00,06, -0,10,0,35 для ωout> 0 об / с-1 <0-3,20,0,26,0,42 forωout> 0∧rps-1> 0

(45)

6.1.2. Эффективность

Основываясь на кулоновском трении, которое было определено в установке, мы можем кое-что сказать об эффективности. Максимальный входной крутящий момент τ1 = τin составляет 2 Нм. Идеальный выходной крутящий момент без потерь τouti определяется выражением: Фактический выходной крутящий момент τout равен:

τout = τouti-τfout = rps-1τin-τfout

(47)

При передаче энергии (sgn (rps-1) = sgn (ωout)) эффективность η определяется по формуле:

η (τin, ωout, rps-1) = τoutτouti = rps-1τin-τfoutrps-1τin

(48)

При рекуперации энергии (sgn (rps-1) = — sgn (ωout)) эффективность η определяется по формуле:

η (τin, ωout, rps-1) = τoutiτout = rps-1τinrps-1τin-τfout

(49)

Форма этой функции приведена на рисунке 16 для отрицательных выходных скоростей и на рисунке 17 для положительных выходных скоростей.

6.2. Механизм реконфигурации

На рисунке 18 показана сосредоточенная модель механизма реконфигурации. Передаточное число было определено экспериментально путем вращения выходного вала с постоянной скоростью и измерения скорости на входе (ω1) и выходе (ω7) при изменении передаточного числа. по всему диапазону. На рисунке 19 показано экспериментально определенное передаточное число с теоретическим соотношением. Разница небольшая.

6.2.1. Полоса пропускания

Полная инерция системы реконфигурации со стороны входа равна I = 0.075 кгм2. На эту инерцию действуют три момента: крутящий момент, создаваемый компенсирующей гравитацию пружиной τs, крутящий момент, создаваемый силой тяжести τg, и крутящий момент, создаваемый приводом реконфигурации τm. Общий крутящий момент, приложенный к инерции, τtot равен: Крутящий момент, создаваемый силой тяжести, τg, равен: где g = 9,81 м / с — постоянная гравитационного ускорения, m = 4,5 кг — масса системы, L = 0,12 м — длина плеча и ϕ — угол поворота механизма, как показано на рисунке 18.Крутящий момент, создаваемый пружиной компенсации силы тяжести, τs, равен:

τs = (Fs0 + (Ls-Ls0) K) Lsin (ϕ + ϕ2), где Ls = (Lsin (ϕ) -Py) 2+ (Lcos (ϕ) -Px) 2, а ϕ2 = atan (-Lsin (ϕ) — PyLcos (ϕ) -Px)

(52)

Ls — длина пружины, ϕ2 — ориентация пружины, Fs0 = -22 Н — минимальное усилие, необходимое для удлинения пружины, Ls0 = 0,106 м — длина покоя пружины, K = 1800 Нм-1 — жесткость пружины и Px = -0,065 м, Py = 0,045 м — положение точки P относительно точки шарнира, как показано на рисунке 18.

При отсутствии потерь на трение привод реконфигурации может выдавать до τm = 8,659 Нм.

На рисунке 20 показан максимальный крутящий момент, который может быть приложен для ускорения инерции механизма реконфигурации для всех ϕ.

Это показывает, что при любом угле ϕ мы можем приложить по крайней мере ± 8,23 Нм для ускорения механизма реконфигурации.

Общая концепция пропускной способности не может быть применена, но мы применяем прагматический подход, чтобы получить жизнеспособную оценку.

Предположим, что ϕ1 — синусоида: то ускорение также является синусоидой: с амплитудой Aω2.Наш максимальный крутящий момент 8,23 Нм обеспечивает максимальное ускорение:

amax = τmaxI = 109,73рад-2

(55)

Мы знаем, что A находится в диапазоне действия механизма, 0≤A≤0,792. Предполагая, что мы не ограничиваем диапазон, получаем:

ω≤109,73 / 0,395рад-1≈2,65 Гц

(57)

что дает оценку «пропускной способности» системы.

7. Обсуждение и исследование

В этом разделе мы обсуждаем два параметра, которые могут быть изменены в конструкции DH-CVT для достижения различных результатов: максимально допустимый выходной крутящий момент и передаточное отношение трансмиссий с фиксированным передаточным числом.Кроме того, мы обсуждаем, как можно достичь различных диапазонов соотношений.

7.1. Масштабирование системы с выходным крутящим моментом

Для обсуждаемой реализации DH-CVT размеры сфер трения выбраны равными радиусу 60 мм по практическим соображениям. Однако сферы можно масштабировать, чтобы получить другой максимально допустимый выходной крутящий момент. Комбинируя уравнения (18) и (24), можно получить соотношение между минимальным требуемым радиусом сферы и максимально допустимым выходным крутящим моментом.Поскольку радиус сферы (R) масштабируется до третьей степени с максимальным входным и выходным крутящим моментом, увеличение радиуса сферы в десять раз приводит к увеличению выходного крутящего момента в тысячу раз (Рисунок 21). В перспективе масштабирование рассматриваемой системы для увеличения выходного крутящего момента может быть довольно легко достигнуто для приложений с высоким крутящим моментом. Однако уменьшение размера системы для уменьшения размеров резко снизит максимальный выходной крутящий момент, что сделает рассматриваемую переменную трансмиссию непрактичной для небольших роботизированных систем.

7.2. Высокий крутящий момент в сравнении с высокоскоростной передачей мощности в сферах

Максимальный выходной крутящий момент τ7 вариатора Dual-Hemi ограничен максимально допустимым пропускным крутящим моментом в сферах трения τ3 и кинематическими соотношениями системы, уравнениями ( 13) — (17), как описано в разделе 4.2. Увеличивая передачи с фиксированным передаточным числом (rfr), можно снизить крутящий момент сфер (уравнение (14)). При уменьшении крутящего момента сфер можно уменьшить требуемую предварительную нагрузку и радиус сфер (уравнение (21)).Уменьшение радиуса сфер снижает их инерцию и позволяет уменьшить размер и вес как механизма реконфигурации, что дает более высокую полосу пропускания (раздел 6.2.1), так и всей системы. С другой стороны, влияние инерции на систему пропорционально квадратичной зависимости от rfr. Уменьшение предварительной нагрузки снижает нагрузку на подшипники и, следовательно, силы трения на подшипниках. В дополнение к этому, повышенная скорость вращения может еще больше снизить потери в подшипниках [16]. С другой стороны, влияние сил трения на систему квадратично масштабируется с rfr.

Подводя итог, ожидается, что увеличение отношения rfr передачи с фиксированным коэффициентом уменьшит размер системы и окажет благоприятное влияние на полосу пропускания механизма реконфигурации. Благоприятно ли оно влияет на общую инерцию и трение системы, требует более внимательного изучения.

7.3. Получение другого диапазона отношения

Для конструкции, обсуждаемой в этой работе, был выбран диапазон отношения -3,5 8. Выводы

В данной работе представлен вариатор Dual-Hemi CVT. Это новый вариатор, обладающий свойствами, которые, по нашему мнению, необходимы для использования бесступенчатых трансмиссий в полной мере в робототехнике. Мы обсудили наиболее важные детали конструкции и характеристики системы. Покажем, что система обладает всеми перечисленными выше необходимыми свойствами.

Диапазон передаточных чисел включает в себя положительное, отрицательное и бесконечное передаточное число, система полностью поддерживает задний ход при любых условиях, а действие реконфигурации полностью отделено от действия трансмиссии.

В разделе 6.1.2 мы показали, что КПД составляет от 90% до 100% для большей части рабочего диапазона вариатора. Эффективность быстро падает до нуля, когда обратное передаточное отношение, rps-1, или входной крутящий момент τin приближается к нулю. Значение работы, необходимой для реконфигурации, зависит от приложения и будет изучено в будущих работах. Если посмотреть на фрикционные свойства системы в разделе 6.1.1, мы увидим, что трение значительно выше, чем кулоновское трение.В сочетании с относительно низкой полосой пропускания, обсуждаемой в разделе 6.2.1, это может вызвать проблемы с точки зрения управления выходным крутящим моментом. В обсуждении в разделе 7 мы показали, что эта конкретная конструкция вариатора будет иметь значительно более полезные свойства, увеличивая масштаб, тогда как при уменьшении он будет иметь значительно менее полезные свойства.

Ожидается, что использование другого (более высокого) отношения для фиксированных передач уменьшит размер системы и инерцию механизма реконфигурации, что приведет к увеличению полосы пропускания.Это может иметь или не оказывать благоприятное влияние на трение и инерцию системы.

В ближайшем будущем мы расширим эту работу, добавив DH-CVT в эксперименты с управляемым пассивным срабатыванием. Было бы также интересно сравнить свойства конструкции вариатора Dual-Hemi с другими конструкциями вариатора, такими как описанные в [8,9].

Благодарности

Эта работа финансировалась Голландским технологическим фондом STW в рамках гранта 10550.

Вклад авторов

Доу Дрессчер провела эксперименты, интерпретировала данные, написала рукопись и выступила в качестве соответствующего автора.Марк Нейвс внес значительный вклад в разработку вариатора Dual-Hemi CVT и внес свой вклад в написание рукописи. Тео Дж. А. де Фрис руководил разработкой работы, помогал в интерпретации данных и оценке рукописей. Мартин Буйзе руководил разработкой вариатора Dual-Hemi CVT. Стефано Страмиджоли помог оценить и отредактировать рукопись.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Спонсоры-основатели не играли никакой роли в разработке исследования; при сборе, анализе или интерпретации данных; в написании рукописи и в решении опубликовать результаты.

Ссылки

1. Beachley, N .; Франк, А. Непрерывно переменные передачи: теория и практика; № UCRL-15037; Лаборатория Лоуренса Ливермора, Калифорнийский университет: Ливермор, Калифорния, США, 1979. [Google Scholar]
2. Ансинк, Дж. Дизайн и анализ бесступенчатой ​​передачи для срабатывания энергоэффективности; Технический отчет; Университет Тветне: Энсхеде, Нидерланды, 2008. [Google Scholar]
3. Лар, Д. Разработка новой бесступенчатой ​​трансмиссии на основе кулачка; Технический отчет; Политехнический институт и университет штата Вирджиния: Блэксбург, Вирджиния, США, 2009.[Google Scholar]
4. Groothuis, S .; Rusticelli, G .; Zucchelli, A .; Stramigioli, S .; Карлони, Р. vsaUT-II: новый поворотный привод с переменной жесткостью. В материалах Международной конференции IEEE 2012 г. по робототехнике и автоматизации, Сент-Пол, Миннесота, США, 14–18 мая 2012 г .; С. 3355–3360. [Google Scholar]
5. Jafari, A .; Цагаракис, Н.Г .; Vanderborght, B .; Колдуэлл, Д. Новый привод с регулируемой жесткостью (AwAS). В материалах Международной конференции IEEE / RSJ 2010 г. по интеллектуальным роботам и системам, Тайбэй, Тайвань, 18–22 октября 2010 г .; стр.4201–4206. [Google Scholar]
6. Jafari, A .; Цагаракис, Н.Г .; Колдуэлл, Д. AwAS-II: новый привод с регулируемой жесткостью, основанный на новом принципе адаптируемой точки поворота и переменного соотношения рычагов. В материалах Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации, Шанхай, Китай, 9–13 мая 2011 г .; С. 4638–4643. [Google Scholar]
7. Kim, B.S .; Сонг, Дж. Б. Гибридный двойной привод: конструкция привода с регулируемой жесткостью на основе механизма рычага с регулируемым моментом.В материалах Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации, Анкоридж, штат AK, США, 3–7 мая 2010 г .; С. 1655–1660. [Google Scholar]
8. Пешкин, М .; Colgate, J .; Wannasuphoprasit, W .; Мур, С .; Gillespie, R .; Акелла, П. Кобот Архитектура. IEEE Trans. Робот. Автомат. 2001 , 17, 377–390. [Google Scholar] [CrossRef]
9. Everarts, C .; Dehez, B .; Ронс, Р. Роман, бесступенчатая трансмиссия, позволяющая эффективно изменять передаточное отношение в состоянии покоя. В материалах Международной конференции IEEE / RSJ 2015 года по интеллектуальным роботам и системам (IROS), Гамбург, Германия, 28 сентября — 2 октября 2015 г .; стр.5844–5849. [Google Scholar]
10. Bottiglione, F .; Мантриота, Г. Обратимость передач с разделением мощности. J. Mech. Des. 2011 , 133, 084503. [Google Scholar] [CrossRef]
11. Dresscher, D .; de Vries, T.J .; Страмиджоли, С. Выбор мотор-редукторов для повышения энергоэффективности. В материалах Международной конференции IEEE 2016 года по передовой интеллектуальной мехатронике (AIM), Банф, AB, Канада, 12–15 июля 2016 г .; С. 669–675. [Google Scholar]
12. Stramigioli, S .; ван Оорт, Г.; Дертьен, Э. Концепция нового энергоэффективного привода. В материалах Международной конференции IEEE / ASME 2008 г. по передовой интеллектуальной мехатронике, Сиань, Китай, 2–5 июля 2008 г .; С. 671–675. [Google Scholar]
13. Everarts, C .; Dehez, B .; Ронс, Р. Привод переменной жесткости, применяемый к активному протезу голеностопного сустава: принцип, энергоэффективность и контроль. В материалах Международной конференции IEEE / RSJ 2012 по интеллектуальным роботам и системам (IROS), Виламура-Алгарве, Португалия, 7–12 октября 2012 г .; стр.323–328. [Google Scholar]
14. Dresscher, D .; de Vries, T.J .; Страмиджоли, С. Пассивное срабатывание с инерционным управлением. Материалы конференции по динамическим системам и управлению ASME 2015, Колумбус, штат Огайо, США, 28–30 октября 2015 г .; п. V003T45A002. [Google Scholar]
15. Hertz, H. Ueber die Berührung fester elastischer Körper. J. Reine Angew. Математика. 1882 , 92, 156–171. (На немецком языке) [Google Scholar]
16. Blake, P.W.R. Смазка подшипников качения. Трибол. Int. 1976 , 9, 53.[Google Scholar] [CrossRef]

Рисунок 1. Концептуальный чертеж вариатора Dual-Hemi CVT. Для изменения передаточного числа синяя полусфера катится по красной вокруг оси x кадра ψ1 в точке контакта (черная точка на рисунке). ( a ) Обзорный чертеж концептуального механизма. ( b ) Увеличение точки контакта с добавлением кадра ψ1. (Первоначальная идея вариатора Dual-Hemi CVT принадлежит Питеру Рутгерсу, DEMCON, Энсхеде, Нидерланды.)

Рисунок 1. Концептуальный чертеж вариатора Dual-Hemi CVT. Для изменения передаточного числа синяя полусфера катится по красной вокруг оси x кадра ψ1 в точке контакта (черная точка на рисунке). ( a ) Обзорный чертеж концептуального механизма. ( b ) Увеличение точки контакта с добавлением кадра ψ1. (Первоначальная идея вариатора Dual-Hemi CVT принадлежит Питеру Рутгерсу, DEMCON, Энсхеде, Нидерланды.)

Рисунок 2. Полный диапазон передаточных чисел DH-CVT.

Рисунок 2. Полный диапазон передаточных чисел DH-CVT.

Рисунок 3. Схематический обзор PS-CVT и предварительный просмотр механической реализации (будет подробно рассмотрен в разделе 5). Цветовая кодировка показывает соотношение между частями на схематическом чертеже механической системы. Детали, соединенные с коронной шестерней планетарной передачи, имеют синий цвет, детали, соединенные с обоймой планет планетарной передачи, окрашены в красный цвет, а детали, соединенные с солнечной шестерней планетарной передачи, окрашены в зеленый цвет.( a ) Схематический обзор вариатора PS-CVT. ( b ) Чертеж механической системы. Рисунок 3. Схематический обзор PS-CVT и предварительный просмотр механической реализации (будет подробно рассмотрен в разделе 5). Цветовая кодировка показывает соотношение между частями на схематическом чертеже механической системы. Детали, соединенные с коронной шестерней планетарной передачи, имеют синий цвет, детали, соединенные с обоймой планет планетарной передачи, окрашены в красный цвет, а детали, соединенные с солнечной шестерней планетарной передачи, окрашены в зеленый цвет.( a ) Схематический обзор вариатора PS-CVT. ( b ) Чертеж механической системы.

Рисунок 4. Передаточное отношение PS-CVT для типичных значений X.

Рисунок 4. Передаточное число PS-CVT для типичных значений X.

Рисунок 5. Передаточное отношение PS-CVT и DH-CVT.

Рисунок 5. Передаточное отношение PS-CVT и DH-CVT.

Рисунок 6. Концептуальный чертеж вариатора Dual-Hemi ( слева, ) в сочетании с планетарной передачей ( справа, ).Коробки передач с фиксированным передаточным числом не показаны.

Рисунок 6. Концептуальный чертеж вариатора Dual-Hemi ( слева, ) в сочетании с планетарной передачей ( справа, ). Коробки передач с фиксированным передаточным числом не показаны.

Рисунок 7. Максимально допустимый входной крутящий момент τ1.

Рисунок 7. Максимально допустимый входной крутящий момент τ1.

Рисунок 8. Выходной крутящий момент τ7 в выбранном диапазоне конфигурации.

Рисунок 8. Выходной крутящий момент τ7 в выбранном диапазоне конфигурации.

Рисунок 9. Изображение, показывающее трансмиссию вариатора с двойным полукругом. Использование цветов соответствует рисунку 6: части, соединенные с зубчатым венцом планетарной передачи, имеют синий цвет, части, соединенные с обоймой планет планетарной передачи, окрашены в красный цвет, а части, соединенные с солнечной шестерней планетарной передачи. планетарная передача окрашена в зеленый цвет. Рисунок 9. Изображение, показывающее трансмиссию вариатора с двойным полукругом.Использование цветов соответствует рисунку 6: части, соединенные с зубчатым венцом планетарной передачи, имеют синий цвет, части, соединенные с обоймой планет планетарной передачи, окрашены в красный цвет, а части, соединенные с солнечной шестерней планетарной передачи. планетарная передача окрашена в зеленый цвет.

Рисунок 10. Изображение, показывающее трансмиссию и механизм реконфигурации вариатора с двойным полукругом.

Рисунок 10. Изображение, показывающее трансмиссию и механизм реконфигурации вариатора с двойным полукругом.

Рисунок 11. Фото вариатора Dual-Hemi. Фото Ванды Туэрлинкс.

Рисунок 11. Фото вариатора Dual-Hemi. Фото Ванды Туэрлинкс.

Рис. 12. Упрощенный IPM системы передачи.

Рисунок 12. Упрощенный IPM системы передачи.

Рисунок 13. Модель трения.

Рисунок 13. Модель трения.

Рисунок 14. Слежение, измерения и подогнанные кривые

Рисунок 14. Трение, измерения и подогнанные кривые.

Рисунок 15. Кулоновское трение, измерения и аппроксимированные кривые.

Рисунок 15. Кулоновское трение, измерения и аппроксимированные кривые.

Рисунок 16. Эффективность для отрицательных выходных скоростей.

Рисунок 16. Эффективность для отрицательных выходных скоростей.

Рисунок 17. Эффективность для положительных выходных скоростей.

Рисунок 17. КПД для положительных выходных скоростей.

Рисунок 18. Схематическое изображение механизма реконфигурации.

Рисунок 18. Схематическое изображение механизма реконфигурации.

Рисунок 19. Обратное передаточное число ПС-вариатора.

Рисунок 19. Обратное передаточное число ПС-вариатора.

Рисунок 20. Максимальная величина крутящего момента, который может быть приложен к механизму реконфигурации.

Рисунок 20. Максимальная величина крутящего момента, который может быть приложен к механизму реконфигурации.

Рисунок 21. Масштабирование радиуса фрикционного колеса с выходным крутящим моментом.

Рисунок 21. Масштабирование радиуса фрикционного колеса с выходным крутящим моментом.

Таблица 1. Планетарная передача и передаточные числа с фиксированным передаточным числом.

Таблица 1. Планетарная передача и передаточные числа с фиксированным передаточным числом.

Параметр	Значение
X	4
rfr	−26/27

© 2017 авторов. Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http: // creativecommons.org / licenses / by / 4.0 /).

Механическая коробка передач вместо автоматической | Digital Trends

«Палка» — популярный термин для тех, кто умеет водить машину с механической коробкой передач. Механические трансмиссии, требующие уникального набора навыков, дают водителям больше контроля над переключением передач, мощностью, и многие думают, что это улучшает общее впечатление от вождения.

Автоматические коробки передач автоматически переключаются между передачами по мере необходимости, позволяя водителю сосредоточиться на дороге и своих пассажирах.Различия в ощущениях и механике очень глубоки, когда мы сравниваем механическую и автоматическую трансмиссии в этом руководстве.

МКПП

Chevrolet Camaro ZL1

2017 года Механическая коробка передач также известна как рычаг переключения передач, и этим все сказано — водитель буквально использует ручку для переключения передач. В первой машине вашего отца мог быть переключатель, установленный на рулевой колонке или приборной панели, но в современных автомобилях рычаг переключения передач почти всегда установлен вертикально на центральной консоли и соединен с трансмиссией через рычажный механизм.

Для переключения передач диск сцепления, зажатый между двигателем и трансмиссией, необходимо отпустить с помощью третьей педали, расположенной с левой стороны тормоза. Отпустите сцепление, выберите желаемую передачу и снова включите сцепление. Слишком медленное включение сцепления в состоянии покоя приведет к преждевременному износу диска, а слишком быстрое включение приведет к остановке двигателя.

Чтобы научиться управлять рычагом переключения передач, требуется немного времени, но это полезно и намного проще, чем кажется.Управляя палкой, вы чувствуете связь со своей машиной, которую трудно воспроизвести с помощью автоматической коробки передач. Кроме того, автомобилисты, которые могут управлять механической коробкой передач, могут управлять практически любым типом автомобиля в любой точке мира, в том числе в странах, где арендовать автоматическую коробку передач легче сказать, чем сделать.

Трехступенчатые механические коробки передач были распространены в 1940-х, 1950-х и даже 1960-х; оригинальный Ford Mustang стандартно поставлялся с трехступенчатой ​​коробкой передач. Инженерные отделы добавляли шестерни по мере совершенствования технологий, а также по мере того, как автомобили становились быстрее и потребность в эффективности возрастала.Четырехступенчатая механическая коробка передач стала нормой на десятилетия, потом на пять, а теперь на шесть. Однако некоторые спортивные автомобили высокого класса, такие как Porsche 911, предлагают семь передач.

АКПП

Audi R8 V10 Plus

2017 года. Хотите верьте, хотите нет, но трансмиссия, которая переключает передачи сама по себе, когда-то считалась роскошью и долгое время была дорогостоящей опцией для многих моделей. Просмотрите местные объявления, и вы неизбежно заметите, что автоматическая коробка передач получила такое же распространение, как электрические стеклоподъемники и кондиционер.

Есть два основных типа автоматических коробок передач. Традиционная автоматическая коробка передач связана с двигателем через гидротрансформатор, а автомат с двойным сцеплением полагается — как вы уже догадались; хорошая работа — пара клатчей. Оба могут переключать передачи без какого-либо участия водителя. Этот процесс осуществляется гидравлически или электронно путем отслеживания важных параметров, таких как положение педали газа, скорость, с которой движется автомобиль, и обороты двигателя. Во многих автомобилях с автоматической коробкой передач переключение передач можно осуществлять вручную с помощью рычага переключения передач или подрулевых переключателей, установленных за рулевым колесом.

Наличие всего двух педалей дает множество преимуществ. При такой конфигурации практически невозможно заглохнуть двигатель, и автомобиль с автоматической коробкой передач, как правило, более плавный и комфортный в управлении, чем рычаг переключения передач, особенно в условиях движения с остановками и остановками. Автомат обычно требует меньше обслуживания, чем ручной, хотя это может варьироваться от модели к модели. Наконец, автоматическая коробка передач с двойным сцеплением часто переключает передачи всего за миллисекунды для большей производительности и эффективности.

Четырехступенчатые автоматические коробки передач долгое время были нормой в отрасли, и небольшая горстка моделей все еще работает с четырьмя передачами.Однако сегодня обычным явлением является шестиступенчатая и восьмиступенчатая автоматика. Хонда строит девятиступенчатую; Ford и General Motors даже имеют на рынке совместно разработанную 10-ступенчатую коробку передач. Больше передач означает лучшее ускорение, более тихую езду по шоссе и улучшенную экономию топлива.

вариатор

Honda CR-V

2017 Третий основной тип трансмиссии — бесступенчатая трансмиссия, название которой обычно сокращается до CVT. Вместо шестерен в вариаторе используется система ремня и шкивов, обеспечивающая бесконечное количество передаточных чисел.Другими словами, передача никогда не переключается. Вариаторы также встречаются в скутерах, мотоциклах и снегоходах.

Вообще говоря, автомобиль, оснащенный вариатором, более плавный в управлении, чем эквивалентная модель с обычной автоматической коробкой передач. Вариатор также может сократить расход топлива, что объясняет, почему многие гибридные автомобили оснащены им. Однако это не все плюсы. Некоторые покупатели находят вождение автомобиля с вариатором совершенно странным, потому что он не переключается. Двигатель имеет тенденцию гудеть, когда он прикручен к вариатору, и автомобили часто обеспечивают ускорение, похожее на резиновую ленту.

Стремясь повысить признание потребителей, автомобильные компании иногда предлагают автомобили с вариатором и переключателями, которые выбирают предварительно запрограммированные передаточные числа для имитации передач в обычной автоматической коробке передач. Не каждый автомобилист оценит жизнь с вариатором. Наш совет — попробовать перед покупкой и убедиться, что вы используете его во многих различных сценариях, а не только вокруг квартала. Вы можете не замечать, что он делает за кулисами, чтобы держать вас в движении, или можете полностью ненавидеть это.

CVT находятся в бесчисленном количестве автомобилей на японском рынке, и они становятся все более распространенными в Соединенных Штатах.Subaru Crosstrek, Mitsubishi Outlander Sport и Honda CR-V относятся к моделям с вариатором. Кроме того, некоторые высокопроизводительные автомобили, особенно Subaru WRX, предлагают вариатор вместо стандартной автоматической коробки передач.

Какая коробка передач мне подходит?

Вы, наверное, слышали, что выбирать автомобиль разумно на основе его трансмиссии. Мы согласны. Вы можете значительно сузить свой выбор, выбрав ручную или автоматическую коробку передач. В противном случае вы потратите много времени на перебор бесчисленных вариантов.Выбор между механической или автоматической коробкой передач сводится к двум ключевым факторам: вашему конкретному стилю вождения и тому, какой автомобиль вызывает у вас наибольший интерес. Если вас не волнует «динамика вождения», то вам, вероятно, будет хорошо, если у вас будет душевное спокойствие по принципу «установил и забыл» в сочетании с автоматической коробкой передач или вариатором.

Большинство автолюбителей выбирают механическую коробку передач, потому что им нравится активно участвовать в вождении. Помните, что лучше не использовать механическую коробку передач, если вам предстоит долгая поездка с интенсивным движением на работу.Маршрут с остановками — неинтересно, если у вас механическая коробка передач. Однако важно отметить, что у вас могут быть ограниченные возможности, потому что многие новые автомобили имеют только один тип трансмиссии. В некоторых случаях вы можете попросить производителя заменить трансмиссию, но это будет стоить немалых денег.

Люди, которым нравится водить машину с механической коробкой передач, будут огорчены тем, что они не работают в автомобильной промышленности. Многие американские автопроизводители сокращают количество производимых механических коробок передач, делая механическую коробку передач роскошью для активных водителей.К счастью, на рынке все еще есть несколько доступных автомобилей с механической коробкой передач. К ним относятся Volkswagen GTI, Subaru Impreza, братья и сестры Mazda MX-5 Miata / Fiat 124 Spider и Toyota 86. Есть также варианты, доступные тем, у кого более большой бюджет, в том числе BMW M3, Porsche 911 и Jaguar. F-Type, хотя вам может потребоваться специальный заказ.

Рекомендации редакции

Мировая индустрия систем бесступенчатой ​​трансмиссии до 2026 года — с участием Schaeffler, Endurance Technologies и Toyota среди прочих — ResearchAndMarkets.com

ДУБЛИН — (БИЗНЕС-ПРОВОД) — Отчет «Рынок постоянно изменяемых систем передачи: глобальные отраслевые тенденции, доля, размер, рост, возможности и прогноз на 2021-2026 годы» был добавлен в предложение ResearchAndMarkets.com.

В 2020 году мировой рынок систем бесступенчатой ​​передачи достиг 18,6 миллиардов долларов США. Заглядывая в будущее, издатель ожидает, что глобальный рынок систем бесступенчатой ​​передачи будет демонстрировать умеренный рост в течение следующих пяти лет.

Бесступенчатая трансмиссия — это тип автоматической трансмиссии, которая плавно переключается в непрерывном диапазоне различных передаточных чисел. Она также известна как бесступенчатая трансмиссия, шкивная трансмиссия, односкоростная трансмиссия, а в случае мотоциклов — трансмиссия Twist and Go. Система вариатора заменяет шестерни двумя шкивами переменного диаметра, имеющими форму пары противоположных конусов вместе с металлическим ремнем или цепью, проходящей между ними. Он предлагает более полезную мощность и удобство вождения по сравнению с традиционными системами автоматической трансмиссии.

Кроме того, он обеспечивает максимальную скорость при низких оборотах двигателя и, следовательно, чрезвычайно экономичен. Поскольку системы CVT имеют малый вес, компактные размеры и меньше движущихся частей, они становятся все популярнее среди производителей автомобилей во всем мире.

Драйверы мирового рынка систем трансмиссии с непрерывной регулировкой:

• Различные преимущества, предлагаемые системами вариатора, привели к увеличению их продаж. Например, эти системы обеспечивают более быстрое ускорение, чем обычные системы автоматической или ручной трансмиссии, и помогают изменять частоту вращения двигателя для достижения максимальной мощности.
• Растущий спрос на экологически чистые автомобили во всем мире создает положительные перспективы для рынка систем вариатора. Эти системы не только экономичны, но также представляют собой надежный вариант трансмиссии с меньшими выбросами.
• Системы вариатора относительно долговечны и требуют меньшего обслуживания, чем их аналоги. Они имеют усовершенствованные гидравлические системы, микропроцессоры, высокопрочные стальные металлические ремни и высокоскоростные датчики, повышающие управляемость двигателя.
• Некоторые производители, такие как Toyota, производят гибридные, электрические модели хэтчбека среднего размера, оснащенные вариатором CVT с разделением мощности. Эти системы предлагают несколько преимуществ, таких как фиксированное передаточное число и возможность обработки более высокого крутящего момента, которые, как ожидается, повысят их спрос.

упомянутых компаний

• TEAM Industries Inc.
• Schaeffler AG
• Endurance Technologies Limited
• НИДЕК-ШИМПО
• ZF Friedrichshafen AG
• STEYR
• Toyota Motor Corporation
• Gaokin Industry Co.ООО
• General Transmissions и Fallbrook Intellectual Property Company LLC

Ключевые вопросы, на которые даны ответы в этом отчете:

• Каковы результаты мирового рынка бесступенчатых трансмиссий до сих пор и как он будет работать в ближайшие годы?
• Каковы ключевые региональные рынки в мировой индустрии бесступенчатых трансмиссий?
• Какое влияние COVID-19 оказал на мировую отрасль систем бесступенчатой ​​передачи?
• Каков разбиение мирового рынка бесступенчатых трансмиссий в зависимости от типа транспортного средства?
• Что такое разбиение мирового рынка бесступенчатых систем передачи по типу?
• Каков разбиение мирового рынка бесступенчатых трансмиссий в зависимости от топлива?
• Каков разбиение мирового рынка систем бесступенчатой ​​передачи в зависимости от мощности?
• Каков разбиение мирового рынка бесступенчатых систем передачи по конечному пользователю?
• Каковы различные этапы цепочки создания стоимости на мировом рынке систем бесступенчатой ​​передачи?
• Каковы основные движущие факторы и проблемы на мировом рынке бесступенчатых трансмиссий?
• Какова структура мирового рынка бесступенчатых систем передачи и кто является ключевыми игроками?
• Какова степень конкуренции на мировом рынке систем бесступенчатой ​​передачи?

Ключевые темы:

1 Предисловие

2 Объем и методология

3 Краткое содержание

4 Введение

4.1 Обзор

4.2 Ключевые отраслевые тенденции

5 Мировой рынок бесступенчатых систем передачи

5.1 Обзор рынка

5.2 Рыночные показатели

5.3 Воздействие COVID-19

5.4 Разделение рынка по типу транспортного средства

5.5 Разделение рынка по типу

5.6 Разделение рынка по видам топлива

5.7 Разделение рынка по емкости

5.8 Распад рынка конечным пользователем

5.9 Распределение рынка по регионам

5.10 Прогноз рынка

6 Распределение рынка по типам автомобилей

6.1 Легковые автомобили

6.1.1 Тенденции рынка

6.1.2 Прогноз рынка

6.2 Легкие коммерческие автомобили

6.2.1 Тенденции рынка

6.2.2 Прогноз рынка

6.3 Тяжелые коммерческие автомобили

6.3.1 Тенденции рынка

6.3.2 Прогноз рынка

6.4 Другое

6.4.1 Тенденции рынка

6.4.2 Прогноз рынка

7 Распределение рынка по типу

7.1 Гидростатический

7.2 Тороидальный

7.3 Конус

7.4 Переменная геометрия

7.5 Переменный диаметр

7.6 Другое

8 Разделение рынка по видам топлива

8.1 Бензин

8.2 Дизель

8.3 Гибрид

9 Распределение рынка по емкости

9,1 до 1,5 л

9.2 1.От 5 л до 3,0 л

9,3 и более 3,0 л

10 Распад рынка конечным пользователем

10.1 OEM

10.2 вторичный рынок

11 Распределение рынка по регионам

11.1 Азиатско-Тихоокеанский регион

11,2 Северная Америка

11,3 Европа

11,4 Ближний Восток и Африка

11,5 Латинская Америка

12 SWOT-анализ

13 Анализ цепочки создания стоимости

14 Анализ пяти сил Портера

15 Анализ цен

16 Конкурентоспособная среда

16.1 Структура рынка

16.2 Ключевые игроки

16.3 Профили ключевых игроков

Для получения дополнительной информации об этом отчете посетите https://www.researchandmarkets.com/r/q5iwk5.

Что-то не так | AA

Телефон доверия в Великобритании 24/7

0800 88 77 66

Член или нет, мы можем помочь — убедитесь, что вы в безопасном месте, прежде чем звонить.

Сообщайте онлайн и следите за своим спасением

Или скачайте наше приложение

Это самый быстрый способ обратиться к нам за помощью и отследить наше прибытие.

Потеряли ключи от машины?

Вызов помощника по клавишам AA

0800 048 2800

пн – вс с 7 до 22

Неправильное топливо в вашей машине?

Позвоните в службу помощи топливом AA

0800 072 7420

Линии открыты круглосуточно

Телефон доверия для Европы 24/7

00 800 88 77 66 55

Или со стационарных телефонов Франции:
08 25 09 88 76
04 72 17 12 00

Или из других стран ЕС и мобильных телефонов Великобритании:
00338 25 09 88 76
00334 72 17 12 00

Заявления по страхованию автомобилей

0800 269 622

Линии открыты круглосуточно

Заявления по страхованию жилья

Чтобы сообщить о любых потерях или повреждениях, вам необходимо позвонить в службу страховой защиты и иметь под рукой номер полиса.Оба они указаны в вашем страховом свидетельстве. Консультант по претензиям поможет с вашей претензией.

Защитная крышка UK

0800 085 2721 Пн – пт с 9 до 18, сб с 9 до 17

Европейская пробойная крышка

0800 072 3279 Пн – пт 8–18, сб 9–17

Автострахование

0800 316 2456 Пн – пт с 9 до 18, сб с 9 до 17

Страхование жилья

0800 197 6169 Пн – пт с 9 до 18, сб с 9 до 17

Уроки вождения

0800 587 0087 Пн – Пт с 8:30 до 20:00, сб с 9:00 до 17:00
Уроки для новых учеников Вход для существующих учеников

Купить крышку пробоя UK

0800 085 2721

пн – пт 9–18, сб 9–17

Купить европейскую пробойную крышку

0800 072 3279

пн – пт 8–18, сб 9–17

Запасные части и гараж претензий

0344 579 0042

пн – пт с 9 до 17, сб с 9 до 13

Смените аварийное покрытие

0343 316 4444

пн – пт 8–18, сб 9–17

Купить автострахование

0800 316 2456

пн – пт 9–18, сб 9–17

Заявления по страхованию автомобилей

0800 269 622

Линии открыты круглосуточно

Запросы политики

0370 533 2211

пн – пт 9–18, сб 9–17

---

Купить страховку мотоцикла

0344 335 2932

пн – пт с 9 до 18, сб с 9 до 16

---

Существующие клиенты по страхованию фургонов

0800 953 7537

пн – пятница с 9 до 19, сб с 9 до 13

Купить страхование жилья

0800 197 6169

пн – пт 9–18, сб 9–17

Запросы политики

0370 606 1617

пн – пт 9–18, сб 9–17

Домашняя прикрытие для экстренной помощи

— сообщите об экстренной ситуации

0800 316 3984

Линии открыты круглосуточно

Книга уроков вождения

Новый ученик

0800 587 0087 Пн – Пт с 8:30 до 20:00, сб с 9:00 до 17:00
Уроки для новых учеников Вход для существующих учеников

Обучение на инструктора по вождению

0800 316 0331

пн – чт с 9 до 20, пт с 9 до 17:30, сб с 9 до 16

Присоединяйтесь к нам в качестве инструктора по вождению

0800 587 0086

пн – чт с 9 до 20, пт с 9 до 17:30, сб с 9 до 16

AA Автошкола для справок

Отдел обслуживания клиентов, Автошкола AA, 17-й этаж Capital Tower, Greyfriars Road, Cardiff CF10 3AG

Чтобы защитить вашу личную информацию, нам нужно задать вам несколько вопросов безопасности по телефону, прежде чем мы сможем помочь.По этой причине мы не можем отвечать на финансовые запросы по электронной почте.

Семейные инвестиции ISA, открытая после октября 2015 года

0333 220 5069

пн – пт с 9 до 19, сб с 9 до 13

Счета участников Saver / Easy Saver, открытые после февраля 2017 г.

0800 917 8612

пн – пт 8–20, сб 9–17

Сберегательные счета, открытые до 2 сентября 2015 года

0345 603 6302

пн – сб 8–20

Кредитные карты Банка Ирландии после июля 2015 г.

0345 600 5606

пн – пт с 8 до 20, сб с 9 до 17, праздничные дни с 10 до 17

Кредитные карты

AA, выпущенные до июля 2015 г. компанией MBNA

0345 603 6302

пн – сб 8–20, закрытые праздничные дни

Утерянные и украденные кредитные карты

0800 028 8997

Или, если вы находитесь за пределами

0044 800 028 8997

Линии открыты круглосуточно

Общие вопросы по кредитам AA, полученным с ноября 2015 г.

0345 266 0124

пн – сб 8–20, вс 9–17

Просроченная задолженность или запросы платежей по кредитам AA, взятым с ноября 2015 года

0800 032 8180

пн – сб 8–20, вс 9–1.30 вечера

Скачать приложение

Загрузка нашего приложения — это самый быстрый и простой способ получить доступ ко всем вашим преимуществам, включая скидки в ресторанах, уход за автомобилем, выходные и многое другое. Войдите в систему, указав свой номер участника и почтовый индекс, чтобы увидеть преимущества.

Ваша личная информация

Вы можете прочитать наше уведомление о конфиденциальности, политику использования файлов cookie и правила и условия веб-сайта, когда наш веб-сайт будет резервным.Или вы можете связаться с нами, используя указанную выше информацию.

На этой странице и на нашем веб-сайте используются файлы cookie, чтобы убедиться, что вы получите максимальное удовольствие от посещения.