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Comment le variateur est arrangé. La CVT est un sous-type spécial de transmissions automatiques.

En parcourant les collections automatiques, presque tout le monde a trouvé l'expression: "Un variateur à variation continue est installé sur la voiture." Ou ils pourraient voir cette phrase dans le tableau des caractéristiques techniques. Tout le monde sait ce qu’est une transmission mécanique des engrenages (sans compter, peut-être, les Américains), tout le monde est depuis longtemps habitué à l’automatique (inhabituellement amerikosy). Et voici la CVT (CVT, Multitronic, Autotronic)
Le variateur fait partie des variétés de transmissions automatiques. Il diffère en l'absence d'étages fixes et permet un changement en douceur (en continu) du rapport d'engrenage lors de l'accélération ou de la décélération. De par leur conception, les variateurs visitent plusieurs types, mais le variateur à courroie trapézoïdale est le plus courant (presque le seul sur les modèles de production). Dans ce rapport, le rapport de transmission change lorsque les poulies coniques sont rapprochées et séparées les unes des autres, entre lesquelles la courroie est serrée. L'entraînement hydraulique déplace ces poulies sous le contrôle de l'électronique, qui comporte de temps en temps plusieurs modes commutés par le conducteur (par exemple, ordinaire et sportif). CVT animal peu connu. Mais il est loin d'être une nouveauté.

Vous serez surpris, mais cette invention n'appartient pas à Honda ni même à Mercedes. Le brevet de variateur a été délivré à la fin du 19ème siècle! De plus, le premier variateur a été inventé et complètement en 1490. Son créateur était le bon homme barbu Léonard de Vinci.

La première voiture non handicapée dotée de ce type de boîte ne fut cependant pas apparue à l'époque de la Restauration, mais plus tard - après 500 ans, dans les années 1950 . Le variateur a été mis en série sur les voitures DAF (à cette époque, non seulement les camions, mais aussi les voitures particulières, étaient fabriqués sous cette marque). Plus tard, quelque chose de similaire a commencé à être fait sur Volvo, mais les CVT n’étaient vraiment distribués à grande échelle que pour le moment.

En fait, le variateur (la désignation anglaise la plus commune est CVT - transmission à variation continue) est, pardon pour la tautologie, une variante du sujet d'une boîte automatique. Et la voiture qui en est équipée, à première vue, ne se trahit pas elle-même - il n’ya que deux pédales et le levier de vitesses - P, R, N, D - est identique à celui d’une machine à transmission automatique traditionnelle (transmission automatique, transmission - automatique)
Changement de vitesse automatique, offrant plus de confort et de commodité, tout en permettant au conducteur de faire plus attention à la route. La transmission automatique protège le moteur et le châssis de la voiture contre les surcharges. En règle générale, les voitures à transmission automatique se caractérisent par une consommation de carburant élevée et une dynamique légèrement plus dégradée. Mais sur les modèles de transmission automatique finaux 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. Il existe deux différences principales par rapport à une boîte de vitesses mécanique ordinaire: 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 la machine par la méthode habituelle, mais demande de suspendre l'essieu moteur à une dépanneuse. En cas de longue traction sur le câble, la transmission automatique échoue. Transmission automatique. Tout est ordinaire Mais le variateur fonctionne d'une manière complètement différente . Il n'y a pas de première, deuxième, dixième vitesse 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 d'engrenage a beaucoup plus de fonctionnalités. Et la «commutation» entre eux se fait en douceur et légèrement.

Par conséquent, il n’ya pas de choc lors du démarrage et du «basculement». Malgré cela, nous avons écrit ce mot entre guillemets: il n’existe pas de tels commutateurs. Le variateur modifie en permanence et en douceur le rapport de transmission
Le rapport de transmission est le rapport entre le nombre de dents du suiveur et le nombre de dents du pignon menant. Traditionnellement mentionné dans la description des boîtes de vitesses et diverses options pour leur mise en œuvre. Un rapport d'engrenage plus élevé dans un rapport particulier (premier, deuxième, etc.) signifie une excellente traction. Ils disent que la transmission est "plus courte" ou "plus tirante". Le moteur tourne plus vite à la vitesse maximale - la voiture accélère mieux. Mais avec tout cela, la vitesse la plus élevée dans un rapport donné est réduite, ce qui signifie que le changement de vitesse le plus tôt est nécessaire. Le plus petit rapport correspond au rapport le plus long. De plus, ils parlent de temps à autre de rapports de démultiplication «proches» dans une boîte ou «rangs rapprochés». Ici, on suppose que les rapports de démultiplication des étages adjacents ne sont pas loin. Il est utilisé sur les voitures de nature dynamique, car lorsqu’on monte une marche, le moteur perd moins de vitesse et reste dans la zone du couple le plus élevé. "> Rapport de démultiplication lorsque la voiture accélère ou décélère.

Les CVT visitent plusieurs types: courroies trapézoïdales à poulies de diamètre variable, chaînes, toroïdales ... 1er type - le plus courant. Voyons comment cela fonctionne.

Variateur de courroie trapézoïdale MINI.

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Voici un bel exemple: prenez deux crayons (cylindres) parallèles placés à une certaine distance l'un de l'autre. Nous les resserrons avec un élastique et commençons à en tordre un. Ici, le second commence également à tourner - avec la même vitesse. Mais si les crayons ont des diamètres différents, une histoire complètement différente commence - alors que certains d'entre eux, qui sont plus grands, feront une révolution, la seconde, par exemple, deux.

Le variateur est agencé de la même façon, seul le diamètre des "crayons" change constamment. Il a deux poulies, chacune d’elles étant réalisée sous la forme d’une paire de cônes tournés face au sol. Et entre les poulies, une courroie trapézoïdale est serrée.

En modifiant le rayon de l'enveloppe à l'aide de la courroie de la poulie menante et de la poulie menée, vous pouvez modifier en douceur le rapport de transmission.

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Maintenant, si l’une des paires de cônes peut se rapprocher et revenir, nous aurons des poulies avec un diamètre de travail variable. Après tout, lorsque les cônes sont séparés, la courroie en contact avec eux avec ses côtes semblera tomber au centre de la poulie et la contourner sur un petit rayon. Et lors de la convergence des cônes - le long du grand rayon.

Il ne reste plus qu’à doter deux poulies d’un système (généralement hydraulique, mais peut-être un autre servo-variateur), qui déplacera avec précision et précision les moitiés de la première poulie et celles de la seconde. Et si une poulie se trouve sur l'arbre menant (qui vient du moteur) et la seconde sur l'arbre menant (qui mène aux roues), vous pouvez organiser un changement de carter d'engrenage dans une très large plage.

Il reste à ajouter un nœud responsable de la modification du sens de rotation de l’arbre de sortie (pour la marche arrière), ce qui peut être, par exemple, un engrenage planétaire ordinaire.
Système à plusieurs vitesses, satellites tournant autour d’une centrale, solaire. Traditionnellement, les engrenages planétaires sont fixés avec un support. L'engrenage planétaire peut également inclure une couronne externe supplémentaire (à anneau ou épicycloïdale), qui est en prise interne avec des engrenages planétaires.

Un engrenage planétaire peut être utilisé comme une boîte de vitesses, lorsque l'une des pièces est fixée, ou pour ajouter jusqu'à 2 flux de puissance. Dans cette version, tous les éléments sont libres. "> Engrenage planétaire. Et maintenant, le variateur est prêt.

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

Comme vous pouvez le constater, la courroie des CVT n’est pas une courroie du tout, mais un ruban de fer à repasser.

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Il peut s'agir d'une bande de fer avec un revêtement ou d'un ensemble de câbles de fer (rubans) de section transversale difficile, sur lesquels sont enfilées un grand nombre de fines plaques de fer transversales de forme trapézoïdale dont les bords sont en contact avec les poulies. À propos, c’est ainsi qu’il a été possible de créer une courroie de poussée qui transfère la puissance non seulement à sa moitié, qui va de la poulie menée à la poulie menante, et inversement. En essayant de transférer la force de compression, une ceinture ordinaire prend simplement forme et une chaîne en métal qui devient typographique devient raide.

Et comme une courroie trapézoïdale, une large chaîne de fer lamellaire peut entrer en contact avec les cônes sur ses bords. Plus précisément, une telle «ceinture» fonctionne dans les CVT des voitures Audi.

Voici une chaîne utilisée dans les Audi CVT ..

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Il est intéressant de noter qu’un liquide spécial est utilisé pour lubrifier la chaîne, ce qui modifie son état de phase sous la forte pression qui se crée au point de contact avec la poulie. Grâce à cela, la chaîne peut transmettre une force significative sans glisser, malgré une surface de contact extrêmement réduite.

La manière 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 dans chaque rapport, puis passons au rapport suivant, etc., puis, lorsque la vitesse de la voiture avec la CVT est réglée, le moteur reste à la même vitesse (par exemple, à la vitesse correspondant au couple le plus élevé), mais le rapport de vitesse change en douceur.

Cela crée un sentiment un peu étrange. Nous pressons le gaz jusqu'au sol, le moteur tourne à grande vitesse et reste ainsi pendant l'accélération, hurlant comme un aspirateur. Mais le taux d'accélération est le plus élevé, eh bien, le temps n'est pas perdu à passer d'une étape à l'autre.

En général, dans certains cas, le variateur est configuré de manière à ce que son accélération suggère davantage une accélération qu'avec une boîte de vitesses ordinaire, avec une augmentation progressive du régime moteur.

Évidemment, lorsque vous essayez d'appeler sur une pente et que la voiture ralentit, que vous appuyiez sur la pédale d'accélérateur, un variateur de vitesse raisonnable ne laissera pas le rapport le plus élevé «enclenché». Les poulies pour un assaut confiant sur les hauteurs reculent vivement afin d'augmenter le couple à la sortie de la boîte.

Et sur certaines machines, vous pouvez choisir un mode avec plusieurs transmissions "virtuelles" (avec 6 voire 8), réglées par l’électronique. Engrenages entre lesquels le variateur va sauter brusquement, comme une boîte "automatique" classique. Même dans ce mode de réalisation, vous pouvez commuter la "transmission" de votre plein gré. Comme sur une “machine automatique” avec mode séquentiel manuel (alterné).

Ainsi, le variateur présente de nombreux avantages. Mais il y a aussi des défauts. Par exemple, une puissance moteur "digestible" relativement petite, selon les normes modernes. Malgré de telles boîtes, ils ont commencé leur marche autour du monde en petites voitures de classe. Eh bien, pour le moment, les voitures fortes - elles sont toutes équipées soit de «mécaniciens», soit de «machines automatiques» classiques, soit de boîtes de vitesses mécanisées.

Certes, des progrès sont en cours. Et ici on ne peut que rappeler les détenteurs du record. Par exemple, sur l’Audi A4 2.0 TFSI, le variateur de courroie trapézoïdale Multitronic (avec chaîne) ne présente aucun problème avec un flux de 200 «chevaux».

Comme vous pouvez le constater, la courroie des CVT n’est pas une courroie du tout, mais un ruban de fer à repasser.

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Vous pouvez soutenir que la classe D ne fait pas tout. Pour les voitures de classe affaires et de direction, et plus encore pour une grosse jeep, 200 forces ne peuvent pas être qualifiées d’une telle ampleur. Mais les avantages des CVT qui suivent le rythme ne se limitent pas à cela. Ainsi, sur le multisegment Nissan Murano doté d'un V6 de 3, 5 litres et d'une puissance de 234 chevaux, installe le variateur de courroie trapézoïdale X-Tronic . C'est l'un des modèles les plus grands et les plus lourds équipés d'une CVT. Qu'est-ce qui se passera demain?

Le deuxième inconvénient des systèmes CVT est le service et la réparation relativement précieux, un fluide de transmission spécial, et par conséquent coûteux. Les variateurs de courroie peuvent nécessiter un changement de courroie tous les 100 à 150 000 kilomètres. Dans le même temps, le pétrole coûte un peu plus cher que pour une «machine automatique», mais vous pouvez le changer un peu moins souvent - environ 40 000 à 50 000 km environ pour différents modèles de voiture.

Et pourtant, les CVT sont de plus en plus répandues sur les machines à écrire de différentes classes et, de plus, elles sont traditionnellement meilleur marché que d’excellentes «machines automatiques» de type classique.

Étant donné que les CVT ont un nombre illimité d'engrenages, ils permettent au moteur de fonctionner dans des modes plus avantageux - que nous ayons besoin (aux feux tricolores) de la plus grande puissance ou, au contraire, de la douceur et de la consommation de carburant réduite (lors d'une conduite sereine). Par conséquent, les modèles avec variateurs distinguent, avec d'autres identiques, l'efficacité la plus élevée, combinée à une dynamique plus solide.

Comme vous pouvez le constater, la courroie des CVT n’est pas une courroie du tout, mais un ruban de fer à repasser.

CVT

Soit dit en passant, on a assisté dans les derniers temps à une augmentation du nombre de transmissions de «machines automatiques» classiques. Dans les modèles finaux, il y a plus étroitement 8 vitesses (dans une voiture de tourisme, notons, une voiture). Et ceci est fait spécifiquement pour combiner la plus haute dynamique et efficacité. Voir rapidement les machines avec 10 étapes ou même douze? Mais les CVT sont plus proches de l'endroit où les machines ordinaires à engrenages planétaires commutés ne viendront jamais. En effet, le nombre de vitesses du variateur est illimité.