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Comment fonctionne le variateur. Un variateur est un type spécial de boîte de vitesses automatique.

En parcourant les collections de voitures, presque tout le monde a rencontré la phrase suivante: «Une CVT à variation continue est installée sur la voiture». Ou ils pourraient voir cette phrase dans le tableau des caractéristiques techniques. Tout le monde sait (sans compter, peut-être les Américains) ce qu'est la transmission manuelle des transmissions, mais tout le monde s'est aussi habitué à la «automatique» (inhabituellement amerikosy). Mais CVT (CVT, Multitronic, Autotronic)
CVT - un des types de transmissions automatiques. Il diffère en l'absence d'étages fixes et permet un changement en douceur (en continu) du rapport de transmission sous forme d'accélération ou de décélération. De par leur conception, les variateurs visitent plusieurs types, mais le plus commun (en pratique, le seul sur les modèles de production) est le variateur à courroie trapézoïdale. Il modifie le rapport de transmission à l'approche et à l'écart des poulies coniques entre lesquelles la courroie est serrée. L'entraînement hydraulique déplace ces poulies sous contrôle de l'électronique, en ayant de temps en temps plusieurs modes commutés par le conducteur (par exemple, l'ordinaire et le sport). CVT animal peu connu. Mais il n'est pas nouveau.

Vous seriez surpris, mais cette invention n'appartient pas à Honda ni même à Mercedes. Le brevet pour le variateur a été publié à la fin du XIXe siècle! De plus, la première CVT a été inventée et complètement en 1490. Son créateur s'est avéré être un bon homme barbu, Léonard de Vinci.

La première voiture non handicapée dotée de ce type de boîtier ne date cependant pas de l'ère de la Restauration, mais plus tard - dans 500 ans, dans les années 1950 . Le variateur a été installé en série sur une voiture DAF (à cette époque, non seulement les camions, mais aussi des voitures étaient fabriquées sous cette marque). Plus tard, quelque chose de similaire a commencé à être fait sur Volvo, mais les variateurs n’ont reçu une distribution très large que pour le moment.

En fait, le variateur (la désignation anglaise la plus commune - CVT - transmission à variation continue) est, pardonnez-moi pour la tautologie, une variation sur le thème d'une boîte automatique. Et la voiture qui en est équipée, à première vue, ne se dégage pas - il n’ya que deux pédales et le levier de vitesses - P, R, N, D - est identique à la voiture avec la transmission automatique traditionnelle (boîte automatique, boîte de vitesses automatique)
Commute automatiquement les vitesses, offrant plus de confort et de commodité, permettant également au conducteur de faire plus attention à la route. La transmission automatique protège le moteur et le châssis de la voiture contre les surcharges. Une voiture à transmission automatique consomme généralement beaucoup de carburant et sa dynamique est un peu moins bonne. Mais sur les modèles finaux de transmissions automatiques qui ont plusieurs programmes de commande commutables (économique, sportif, hiver, etc.), et (ou) le mode de sélection manuelle des vitesses - ce défaut est presque éliminé. La boîte mécanique ordinaire présente deux différences majeures: la commutation s'effectue ici sans interrompre le flux de puissance entre le moteur et les roues. Et, presque toujours (selon le modèle), la transmission automatique ne permet pas de remorquer une machine à écrire en utilisant une méthode ordinaire, mais demande que l'essieu moteur soit suspendu à la dépanneuse. En cas de remorquage prolongé sur le câble, la transmission automatique échoue. Transmission automatique. Tout est ordinaire Mais la CVT fonctionne de manière complètement différente . Il n'a pas de premier, deuxième ou dixième rapport fixe. Essayez d'imaginer combien d'étoiles dans notre univers, ou combien de grains de sable sur toutes les plages de la Terre réunies, le variateur de transmission est encore beaucoup plus. Et la "commutation" entre eux se fait en douceur et légèrement.

C'est pourquoi il n'y a pas de soubresauts lors du démarrage et de la "commutation". Quoi qu’il en soit, nous avons écrit ce mot entre guillemets: il n’ya pas de commutations comme celle-ci ici. CVT modifie en permanence et en douceur le rapport de transmission
Le rapport de transmission est le rapport entre le nombre de dents entraînées et le nombre de dents du pignon menant. Traditionnellement mentionné dans la description des transmissions et diverses options pour leur mise en œuvre. Un rapport d'engrenage plus élevé sur un rapport particulier (premier, deuxième, etc.) est synonyme d'une excellente traction. Ils disent que le transfert est «plus court» ou «puissant». Le moteur tourne plus vite au plus haut régime - la voiture accélère mieux. Mais avec tout cela, la vitesse la plus élevée dans ce rapport est réduite, ce qui signifie qu'il est nécessaire de passer au plus tôt à la commutation. Le plus petit rapport correspond au rapport le plus long. De plus, ils parlent de temps en temps de "rapports rapprochés" dans la boîte ou de "rapports rapprochés". Ici, on suppose la valeur proche des rapports de réduction des étapes adjacentes. Il est utilisé sur les voitures de nature dynamique, car lorsqu’on monte d’un cran, le moteur perd moins de tours et reste dans la zone du couple le plus élevé. "> Rapport de vitesse lorsque la voiture accélère ou décélère.

Il existe plusieurs types de variateurs: jantes en V avec poulies à diamètres alternatifs, à chaîne, toroïdales ... Le premier type est le plus courant. Voyons comment cela fonctionne.

Variateur Klinoremeny MINI.

CVT

Voici un bel exemple: prenez deux crayons (cylindres) parallèles, à une certaine distance les uns des autres. Nous les lions avec un élastique et commençons à en tordre un. Ici le second commence à tourner aussi - à la même vitesse. Mais si les crayons ont des diamètres différents, une histoire complètement différente commence - jusqu'à ce que l'un d'eux, qui est plus, fasse un tour, le second, par exemple, deux.

Le variateur est similaire, seul le diamètre des "crayons" change constamment. Il a deux poulies dont chacune est réalisée sous la forme d’une paire de cônes se faisant face. Et entre les poulies, la courroie trapézoïdale est serrée.

En changeant le rayon de la poulie entraînée et entraînée de la courroie d'arrondi, vous pouvez modifier en douceur le rapport de transmission.

CVT

Maintenant, si l’une quelconque des paires de cônes peut se déplacer en sens inverse, nous obtenons des poulies avec un diamètre de travail variable. Après tout, lorsque les cônes se séparent, la courroie en contact avec eux avec ses côtes semblera tomber au centre de la poulie et la contourner dans un petit rayon. Et quand les cônes s'approchent les uns des autres, le rayon est grand.

Il ne reste plus qu'à alimenter les deux poulies avec un système (généralement hydraulique, mais peut-être un autre servo-variateur), qui va synchroniser les moitiés de la première poulie de manière synchrone et écarter les moitiés de la seconde. Et si une poulie se trouve sur l’arbre menant (qui vient du moteur) et la seconde sur l’arbre entraîné (qui mène aux roues), il est alors possible d’organiser un changement de la boîte de transfert dans de très larges limites.

Il reste à ajouter un nœud responsable de la modification du sens de rotation de l’arbre de sortie (pour l’inversion), ce qui peut être, par exemple, un engrenage planétaire ordinaire.
Le système à plusieurs engrenages, satellites, tournant autour de l'engrenage central, solaire. Traditionnellement, les engrenages planétaires sont fixés avec un support. L'engrenage planétaire peut également inclure une couronne externe supplémentaire (bague ou épicycle), qui possède un engrenage interne avec les engrenages planétaires.

L'engrenage planétaire peut être utilisé comme réducteur lorsque l'une des pièces est fixée ou pour résumer deux flux de puissance. Dans ce mode de réalisation, tous les éléments sont libres. "> Engrenage planétaire. Et maintenant, la boîte de vitesses est prête.

A propos, une question intéressante - quelle ceinture est utilisée ici? À l’évidence, une ceinture ordinaire en caoutchouc et en tissu, comme ceux qui font tourner des générateurs et d’autres équipements suspendus, n’aurait pas vécu à des milliers de kilomètres. Les courroies des variateurs de courroie trapézoïdale ont un dispositif difficile.

Comme vous pouvez le constater, la courroie des variateurs n’est pas une courroie du tout, mais une bande de fer à composer.

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Ce peut être une bande de fer avec un certain revêtement ou un ensemble de câbles de fer (bandes) de section difficile, sur lesquels sont enfilées un nombre énorme de fines plaques de fer transversales trapézoïdales dont les bords sont en contact avec les poulies. À propos, c’est ainsi que nous avons réussi à créer une ceinture de poussée, transmettant la puissance non seulement par cette moitié, qui va de l’esclave à la poulie motrice, mais aussi l’inverse. Une courroie ordinaire se plierait simplement si l'on tentait de transférer une force de compression, tandis qu'une courroie de type métallique deviendrait raide.

Et comme une courroie trapézoïdale peut être une large chaîne de fer lamellaire en contact avec les cônes avec leurs bords. Plus précisément, une telle "ceinture" fonctionne dans les variateurs de voitures Audi.

C'est la chaîne utilisée dans la société de variateur Audi ..

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Il est intéressant de noter qu’un liquide spécial est utilisé pour la lubrification de la chaîne, ce qui modifie son état de phase sous la forte pression qui se produit au point de contact avec la poulie. De ce fait, la chaîne peut transmettre une force pesante sans glisser, malgré la surface de contact extrêmement réduite.

La façon dont le variateur modifiera le rapport de transmission lors de l'accélération dépend du programme de commande sélectionné. si lors d'une accélération sur une voiture ordinaire, nous faisons tourner le moteur sur chaque vitesse, puis passons au rapport suivant, et ainsi de suite, puis avec une vitesse définie d'une voiture avec variateur, le moteur reste à la même vitesse (par exemple, aux vitesses adaptées au couple le plus élevé), changement de rapport en douceur.

Cela crée quelques sentiments étranges. Nous pressons le gaz au sol, le moteur tourne à grande vitesse et reste ainsi pendant toute l'accélération, hurlant comme un aspirateur. Mais le taux d'accélération est le plus élevé, eh bien, le temps n'est pas consacré à la commutation entre les étapes.

En général, dans certaines variantes, le variateur est réglé de manière à ce que son accélération entraîne plus d'accélération avec une boîte ordinaire, avec une augmentation progressive du régime moteur.

Évidemment, lorsque vous essayez de conduire sur une colline et que vous ralentissez une voiture, quelle que soit la pédale d'accélérateur enfoncée, un variateur de vitesse raisonnable ne laissera pas une vitesse élevée. Les poulies pour un assaut confiant, les hauteurs se déplaceront de manière éclatante afin d'augmenter le couple à la sortie de la boîte.

Et sur certaines machines, vous pouvez choisir un mode avec plusieurs programmes «virtuels» (avec 6 voire 8), définis par l’électronique. Engrenages, entre lesquels le variateur va sauter brusquement, à la manière d'une boîte classique "automatique". Même dans ce mode de réalisation, vous pouvez basculer le "transfert" par eux-mêmes. Comme sur la "machine" avec mode séquentiel manuel (alterné).

Ainsi, le variateur présente de nombreux avantages. Mais il y a des lacunes. Par exemple, une puissance de moteur "digestible" relativement petite, selon les normes modernes. Quoi qu’il en soit, ces boîtes ont commencé à faire le tour du monde sur des voitures de petite classe. Eh bien, pour le moment, les voitures fortes - très souvent, sont équipées soit de «mécanique», soit d’automates classiques, soit de boîtes mécanisées.

Certes, des progrès sont en cours. Et ici, il est impossible de ne pas rappeler les champions. Par exemple, sur l’Audi A4 2.0 TFSI, le variateur à courroie trapézoïdale Multitronic (avec une chaîne) permet de gérer sans problème 200 flux de «chevaux».

Comme vous pouvez le constater, la courroie des variateurs n’est pas une courroie du tout, mais une bande de fer à composer.

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Vous pouvez soutenir que la classe D ne fait pas tout. Pour les voitures de classe affaires et supérieure, et plus encore pour une grosse jeep, 200 forces ne peuvent plus être considérées comme une valeur si importante. Mais les mérites des variateurs les plus variables ne se limitent pas à cela. Ainsi, sur le multisegment Nissan Murano équipé d'un V6 de 3,5 litres et d'une capacité de 234 chevaux, ils ont installé une courroie trapézoïdale X-Tronic . C'est l'un des modèles les plus grands et les plus lourds équipés d'une CVT. Et que se passera-t-il demain?

Le deuxième défaut des variateurs est un service et une réparation relativement précieux, un fluide de transmission spécial, donc peu coûteux. Les variateurs de courroie peuvent, tous les 100 à 150 000 kilomètres, nécessiter le remplacement de la courroie. Pour tout cela, le pétrole coûte un peu plus cher que pour la "machine", mais vous pouvez le changer un peu moins souvent - environ 40 000 à 50 000 km pour différents modèles de voitures.

Néanmoins, les entraînements à vitesse variable sont de plus en plus répandus sur les machines à écrire de différentes classes. De plus, ils coûtent, traditionnellement, moins chers que les excellents «automates» de type classique.

Étant donné que les variateurs de vitesse ont un nombre infini de vitesses, ils permettent au moteur de fonctionner dans des modes plus favorables - avons-nous besoin (aux feux tricolores) de la puissance maximale ou, en contrepartie, de la régularité et de la consommation de carburant en moins Par conséquent, les modèles avec variateurs distinguent, pour les autres, la plus grande efficacité, combinée à une dynamique plus solide.

Comme vous pouvez le constater, la courroie des variateurs n’est pas une courroie du tout, mais une bande de fer à composer.

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En passant, on a eu tendance, dans le dernier temps, à augmenter le nombre de transferts des "machines" classiques. Dans les modèles finaux, il y a déjà plus de 8 vitesses (sur une voiture, notons-le, une voiture). Et ceci est fait spécifiquement pour combiner la dynamique la plus élevée et la rentabilité. Vous voyez rapidement des machines à 10 marches ou même à douze? Mais les variateurs sont déjà là où des machines ordinaires avec leurs rangées planétaires commutables ne viendront jamais. Après tout, le nombre de vitesses dans le variateur est illimité.