Как работает вариатор???
В сети немало текстов и картинок про вариаторы. Но, почему то мало пишут про то, как он, собственно, работает. Поскольку понимание процессов может быть полезным для диагностики и ремонта, я постараюсь в несколько приемов рассказать об этом.
Речь пойдет только о хондовском вариаторе M4VA.
Вариатор состоит из нескольких корпусных литых деталей и крышек в которых смонтированы ведущий и ведомый валы с гидравлически управляемыми шкивами, планетарная передача реверса, три фрикционных, гидравлически управляемых муфты, двухступенчатая главная передача на косозубых шестернях и банальный дифференциал. Между шкивами натянут металлический клиновой наборный ремень. Он состоит из двух бандажных многослойных стальных лент и нанизанных на них трапециевидных металлических пластинок. От приводного вала через цепную передачу приводится шестеренчатый гидронасос, который качает трансмиссионную жидкость. В принципе, она изготовлена на масляной основе, но маслом не называется, потому что помимо смазки она приводит в действие гидравлику вариатора, обеспечивает работу фрикционных муфт и прочное сцепление пластинок клинового ремня с поверхностью шкивов.
Управление работой вариатора осуществляется по трем каналам:
1 Ручное управление
2 Гидравлическое
3 Электрическое
Вручную включается только режим парковки. Т.е. он работает всегда, и когда мотор заглушен и зажигание выключено. Из этого следует, между прочим, неожиданный вывод. Система защиты от дурака, которую японцы используют по максимуму, на парковку не распространяется. Если машина едет накатом, а вы включите парковку - зубчик, блокирующий первую шестерню главной передачи просто срежет, и этот режим у вас исчезнет.
Гидравлически включаются режимы прямого хода и реверса. Т.е. передвинув ручку управления вариатором вы подаете давление ATF в муфту прямого хода или реверса.
Здесь уже есть защита. Если машина еще катится вперед со скоростью более 6 км в час а вы попытаетесь включить реверс - он не включится. Как это происходит - скажу позже.
Электрическое управление вариатора происходит от специального контроллера - мозгов вариатора. Там внутри есть микропроцессор с программой и немного вспомогательной электроники.
Для контроля происходящего с вариатором на нем установлены четыре датчика - датчик оборотов первичного вала, вторичного вала и первой шестерни главной передачи, а также датчик скорости автомобиля. Первые три датчика - индукционные катушки с магнитиком, установленные напротив зубчатых венцов шкивов и первой шестерни главной передачи. Сигнал они выдают только при вращении указанных валов. Состояние их цепи легко проверяется простым омметром - это просто катушка проволоки с магнитиком внутри. Датчик скорости автомобиля мудреней - он сделан на основе датчика Холла и дает сигнал даже при самом медленном вращении коробки дифференциала.
Для электрического управления вариатором в нем установлены четыре электромагнита - три линейных соленоида и один - ключевой. Все они, в отличие от датчика выведены на один разъем.
Линейные соленоиды отличаются тем, что положение их сердечника плавно, а не ступенчато меняется в зависимости от подаваемого на них сигнала. Т.е. у них не два положения - а пропорциональное перемещение сердечника. Один из них регулирует давление гидропривода ведущего шкива, другой - ведомого, а третий плавно управляет стартовым пакетом - так нызывают главную фрикционную муфту. Для управления соленоиды подключены к мозгам по двухпроводной линии каждый. Т.е. и плюсовый и минусовый провода идут в мозги вариатора.
Четвертый соленоид - двухпозиционный - включено или выключено. Он подключен к мозгам только одним - плюсовым проводом. Минусовый - идет на массу. Он используется для функций защиты и включения аварийного режима управления. И только.
Как и в моторе, производительность масляного насоса зависит от оборотов коленвала. В моторе проблему регулирования давления масла решает редукционный клапан. В вариаторе такой клапан тоже стоит. Только он управляемый. Т.е. давление в главной магистрали зависит не от оборотов, а от нагрузки на мотор. Управление этим клапаном осуществляется от промежуточного клапана, который в свою очередь управляется от соленоида. Сделано это для того, чтобы сила сжатия шкивов между собою была пропорциональна моменту, выдаваемому мотором. Об этом моменте мозги вариатора узнают от датчиков мотора - МАР и положения дросселя, сигналы которых тоже заведены в мозги вариатора. Получается, что на большом моменте шкивы сжимаются сильнее - и проскальзывания ремня не происходит. На малой нагрузке сила сжатия уменьшается - нет лишнего износа ремня и выше КПД.
Как осуществляется реверс на вариаторе?
Первичный вал вариатора состоит из двух валов - приводной вал, - на его шлицах находится маховик, который и передает момент с мотора. На противоположном его конце смонтирована планетарная передача. Приводной вал вращается всегда вместе с коленвалом мотора. На его конце прочно закреплена солнечная шестерня планетарки. Он установлен внутри первичного полого вала со шкивом На его конце на шлицах смонтировано водило планетарки с тремя сателлитами. Между водилом и солнечной шестерней смонтирована гидравлически управляемая муфта прямого хода. Корончатая шестерня планетарки вращается на подшипнике на приводном валу и шлицами соединена с гидравлически управляемой муфтой реверса.
Как теперь это все функционирует?
Ручка вариатора в Р или N - все фрикционные муфты разомкнуты. Заводим мотор. приводной вал начинает вращаться. Солнечная шестерня - тоже. Но водило вместе с первичным валом остается неподвижным. Корончатая шестерня через сателлиты крутится в противоположную сторону. Момент никакой никуда не передается.
Переводим ручку вариатора на D. Через клапан давление подается в муфту прямого хода. Она сцепляет между собою солнечную шестерню приводного вала и водило. Первичный вал начинает вращение и через клиноременную передачу начинает крутить вторичный вал. Мы еще не тронулись - а валы оба уже крутятся.
Переводим ручку на R. Давление с муфты прямого хода снимается и пружина внутри раздвигает фрикционные диски муфты. Через клапан подается давление на муфту реверса. В отличие от двух других фрикционных муфт - эта не вращается. Поэтому ее называют еще тормозом реверса. Итак, муфта реверса затормаживает корончатую шестерню планетарки. При этом водило с сателлитами вынужденно крутиться в противоположную сторону, чем вращается солнечная шестерня. Как правило, включение реверса (мы еще не тронулись) сразу слышно - сателлиты планетарной передачи юзжат. Это нормально.
Чем чревато такое управление? Оно достаточно медленное. Разжатие муфт производится встроенными пружинами, а отверстия в гидравлике маленькие. Если водитель пытается в раскачку выехать из сугроба или грязи, быстро и часто переключая D и R, то муфты не успевают до конца выключаться и начинают частично встречно работать - друг на друга. За 20 минут такого издевательства (мотор то мощный!!!) можно спалить фрикционные диски одной из, или обеих муфт.
И еще. Муфты довольно хилые. В том смысле, что они могут передавать большую мощность без проскальзывания. Поэтому хорошо, когда между переключением ручки вариатора на D или на R и последующим нажатием на газ проходит хотя бы одна секунда. За это время муфта окончательно включится и не проскользнет при трогании, даже при энергичном старте.