Variátor od A do Z

Převodovka typu CVT z prostoru pro cestující stojícího vozu je prakticky k nerozeznání od známého automatu. Zde je vidět volicí páka a známá písmena PNDR, chybí spojkový pedál. Jak funguje bezestupňová převodovka CVT v moderních autech? Jaký je rozdíl mezi toroidním a klínovým variátorem? O tom bude řeč v následujícím článku.

CVT - plynulá převodovka

Mezi odrůdami převodovek vyniká plynulý variátor, který je zodpovědný za přenos točivého momentu. Nejprve trocha historického pozadí.

historie CVT

Když je řeč o pozadí variátorového zařízení, je zmíněna osobnost Leonarda da Vinciho (1452-1519). V dílech italského umělce a vědce lze nalézt první popisy bezestupňové převodovky, která se vážně změnila v XNUMX. století. Středověcí mlynáři také znali princip tohoto zařízení. Pomocí řemenového pohonu a kuželů mlynáři ručně působili na mlýnské kameny a měnili rychlost jejich otáčení.

Téměř 400 let uplynulo, než se objevil první patent na vynález. Řeč je o toroidním variátoru patentovaném v roce 1886 v Evropě. Úspěšné nasazení převodovek CVT na závodních motocyklech vedlo k tomu, že na začátku XNUMX. století byl v soutěži zaveden zákaz účasti zařízení vybavených převodovkami CVT. Aby byla zachována zdravá konkurence, tyto zákazy se projevovaly v průběhu minulého století.

První použití automobilového variátoru se datuje do roku 1928. Poté bylo úsilím vývojářů britské společnosti Clyno Engineering získáno auto s převodovkou typu CVT. Kvůli nedostatečnému rozvoji technologie se stroj nevyznačoval spolehlivostí a vysokou účinností.

V Holandsku se odehrálo nové kolo historie. Vlastník koncernu DAF, Van Dorn, vyvinul a implementoval design Variomatic. Produkty rostliny jsou první variantou hromadné aplikace.

Světoznámé firmy z Japonska, USA, Německa dnes aktivně nacvičují montáž bezestupňových převodovek na automobily. Aby zařízení vyhovovalo dobovým podmínkám, je neustále vylepšováno.

Co je CVT

CVT je zkratka pro Continuous Variable Transmission. V překladu z angličtiny to znamená „nepřetržitě se měnící přenos“. Ve skutečnosti se kontinuita projevuje tím, že změnu převodového poměru řidič nijak nepocítí (neexistují žádné charakteristické rázy). Přenos točivého momentu z motoru na hnací kola je realizován bez použití omezeného počtu stupňů, proto se převod nazývá plynule měnitelný. Pokud se v označení konfigurace vozu nachází označení CVT, pak mluvíme o tom, že je použit variátor.

Typy variátorů

Konstrukčním prvkem zodpovědným za přenos točivého momentu z hnacího hřídele na hnaný hřídel může být klínový řemen, řetěz nebo váleček. Pokud je specifikovaný konstrukční prvek vybrán jako základ pro klasifikaci, pak budou získány následující možnosti CVT:

• klínový řemen;
• klínové písmo;
• toroidní.

Tyto typy převodovek se používají především v automobilovém průmyslu, i když pro zařízení zodpovědná za plynulou změnu převodového poměru existuje mnohem více možností.

Proč je potřeba plynulý přenos

Spalovací motor bude díky bezestupňové převodovce přenášet točivý moment bez zpoždění v každém okamžiku svého chodu. K takovým zpožděním dochází při změně převodového poměru. Například když řidič přeřadí páku manuální převodovky do jiné polohy nebo automatická převodovka udělá svou práci. Díky nepřetržitému převodu vůz plynule nabírá rychlost, zvyšuje se účinnost motoru a je dosaženo určité úspory paliva.

Zařízení a princip činnosti variátoru

Podrobněji budou diskutovány otázky o tom, jaké je zařízení variátoru a jaký je princip jeho fungování. Nejprve však musíte určit, jaké jsou hlavní konstrukční prvky.

Hlavní součásti

Převodovka CVT obsahuje hnací a hnanou řemenici, řemen (řetěz nebo váleček), který je spojuje, a řídicí systém. Kladky jsou umístěny na hřídelích a vypadají jako dvě poloviny kónického tvaru, obrácené k sobě vrcholy kuželů. Zvláštností čípků je, že se mohou v daném rozsahu sbíhat a rozbíhat. Přesněji řečeno, jeden kužel se pohybuje, zatímco druhý zůstává nehybný. Pohyb řemenic na hřídelích je řízen řídicím systémem, který přijímá data z palubního počítače vozidla.

Také hlavní součásti CVT jsou:

• měnič točivého momentu (zodpovědný za přenos točivého momentu z motoru na vstupní hřídel převodovky);
• těleso ventilu (dodává olej do rotujících řemenic);
• Filtry na ochranu proti tvorbě kovů a usazenin;
• radiátory (odstranění tepla z krabice);
• planetový mechanismus, který zajišťuje zpětný pohyb vozu.

Variátor klínového řemene

Variátor klínového řemenu představují dvě kluzné a rozpínací kladky spojené kovovým řemenem. Zmenšením průměru hnací řemenice dochází k současnému zvětšení průměru hnané řemenice, což ukazuje na redukční převod. Zvětšením průměru hnací řemenice získáte rychloběh.

Změna tlaku pracovní kapaliny ovlivňuje pohyb kužele hnací řemenice. Hnaná řemenice mění svůj průměr díky napnutému řemenu a vratné pružině. I nepatrná změna tlaku v převodovce ovlivňuje převodový poměr.

Pásové zařízení

Řemen CVT ve tvaru pásu se skládá z kovových kabelů nebo pásků. Jejich počet může dosáhnout až 12 kusů. Pásy jsou umístěny nad sebou a jsou k sobě připevněny ocelovými sponkami. Složitý tvar držáků umožňuje nejen upevnit pásy, ale také zajistit kontakt s řemenicemi nezbytnými pro provoz převodovky.

Ochranu proti rychlému opotřebení zajišťuje zátěr. Zabraňuje také prokluzování řemenu přes řemenice během provozu. V moderních autech je nerentabilní používat kožené nebo silikonové pásy kvůli malému zdroji součásti.

V-řetězový variátor

Variátor klínového řetězu je podobný klínovému řemenu, pouze řetěz plní roli vysílače mezi hnací a hnanou hřídelí. Za přenos točivého momentu je zodpovědný konec řetězu, který se dotýká kuželové plochy řemenic.

Verze CVT s V-řetězcem je díky své větší flexibilitě vysoce účinná.

Princip jeho činnosti je naprosto stejný jako u převodovky s řemenovým pohonem.

Řetězové zařízení

Řetěz se skládá z kovových plátů, z nichž každý má spojovací očka. Díky pohyblivému spojení mezi lamelami v řetězovém provedení poskytují flexibilitu a udržují točivý moment na dané úrovni. Díky článkům uspořádaným do šachovnicového vzoru má řetěz vysokou pevnost.

Trhací síla řetězu je vyšší než síla řemene. Vložky očka jsou vyrobeny ze slitin, které odolávají rychlému opotřebení. Uzavírají se pomocí vložek, jejichž tvar je půlválcový. Charakteristickým rysem řetězů je, že se mohou natáhnout. Tato skutečnost ovlivňuje činnost bezstupňové převodovky, proto vyžaduje zvýšenou pozornost při plánované údržbě.

Toroidní variátor

Toroidní typ převodovky CVT je méně obvyklý. Pozoruhodnou vlastností zařízení je, že místo řemene nebo řetězu jsou zde použity rotující válečky (kolem jeho osy, kyvadlové pohyby od hnací řemenice k hnané).

Principem činnosti je současný pohyb válců po povrchu polovin řemenic. Povrch polovin má tvar toroidu, odtud název převodovky. Pokud je kontakt s hnacím kotoučem realizován na čáře největšího poloměru, pak bod dotyku s poháněným kotoučem bude ležet na čáře nejmenšího poloměru. Tato poloha odpovídá režimu overdrive. Když se válečky pohybují směrem k hnanému hřídeli, je převod podřazen.

CVT v automobilovém průmyslu

Automobilové značky vyvíjejí vlastní možnosti pro plynule měnitelný převod. Každý koncern pojmenovává vývoj po svém:

1. Durashift CVT, Ecotronic - americká verze od Fordu;
2. Multitronic a Autotronic - německé CVT od Audi a Mercedes-Benz;
3. Multidrive (Toyota), Lineartronic (Subaru), X-Tronic a Hyper (Nissan), Multimatic (Honda) – tato jména najdeme u japonských výrobců.

Klady a zápory CVT

Stejně jako manuální nebo automatická převodovka má i bezestupňová převodovka své klady a zápory. Výhody jsou:

• pohodlný pohyb autem (poloha „D“ na voliči je nastavena před začátkem pohybu, motor zrychluje a zpomaluje auto bez trhání charakteristické pro mechaniku a automat);
• rovnoměrné zatížení motoru, které je spojeno s přesným chodem převodovky a přispívá k úspoře paliva;
• snížení emisí škodlivých látek do ovzduší;
• dynamické zrychlení vozu;
• chybějící prokluz kol, což zvyšuje bezpečnost (zejména pokud jde o jízdu na náledí).

Z minusů plynule měnitelné převodovky je třeba upozornit na sebe:

• konstrukční omezení na kombinaci variátoru s výkonnými spalovacími motory (zatím lze mluvit jen o pár autech s takovým tandemem);
• omezené zdroje i při pravidelné údržbě;
• drahé opravy (nákup);
• vysoká rizika při nákupu ojetého vozu s převodovkou CVT (ze série „prase v žitě“, protože není s jistotou známo, jak předchozí majitel prodávaný vůz provozoval);
• malý počet servisních středisek, ve kterých by velitelé provedli opravu zařízení (každý ví o CVT);
• omezení používání tažení a přívěsu;
• závislost na monitorovacích senzorech (palubní počítač v případě poruchy poskytne nesprávná data pro provoz);
• drahý převodový olej a požadavek na neustálé sledování jeho hladiny.

zdroj CVT

Nuance provozu (stav vozovky, styl jízdy) a frekvence údržby převodovky CVT ovlivňují zdroj zařízení.

Při nedodržení pokynů výrobce, porušování předpisů o pravidelné údržbě je zbytečné počítat s dlouhou životností.

Zdroj je 150 tisíc km, převodovka se zpravidla nestará více. Jsou ojedinělé případy, kdy byla CVT měněna v rámci záruční opravy u vozů, které nenajely 30 tisíc km. Ale to je výjimka z pravidla. Hlavní jednotkou, která ovlivňuje životnost, je řemen (řetěz). Součást vyžaduje pozornost řidiče, protože při silném opotřebení může převodovka CVT zcela prasknout.

Závěry

Pokud jde o vozy s plynule měnitelným přenosem točivého momentu, existuje důvod k negativním hodnocením. Důvodem je, že uzel vyžaduje pravidelnou údržbu a jeho zdroje jsou malé. Otázku, zda koupit auto s CVT, si každý řeší sám. Převodovka má výhody i nevýhody. Závěrem lze uvést varovný komentář – při koupi ojetého vozu s převodovkou CVT je třeba být maximálně obezřetný. Majitel ojetého vozu může skrýt vlastnosti provozu a CVT je v tomto ohledu citlivou volbou pro mechanickou převodovku.