• AUDI - Multitronic
• MITSUBISH - CVTI
• NISSAN - MCVT
Variatora ierīce
Variators – īpašs automātisko transmisiju paveids. Kaut gan izdomāts jau vairākus gadus atpakaļ, izplatīts tiek tikai tagad.
Šķirstot automašīnu katalogus, vairāki ir pamanījuši tādu frāzi: „Automašīna tiek aprīkota ar bezpakāpju variatoru.” Vai arī redzējuši šo frāzi tehnisko rādītāju tabulā. Kas ir manuālā transmisija, zin visi, izņemot amerikāņus, pie „automāta” arī visi ir pieraduši, īpaši jau amerikāņi. Bet te – mazpazīstams zvērs. Tomēr tas jau sen nav jaunums..
Variators – viens no automātisko transmisiju veidiem. Tas atšķiras ar fiksēto pakāpju neesamību un nodrošina galveno (bezpakāpju) pārnesumu maiņu pie paātrinājuma vai bremzēšanas. Pēc konstrukcijas variatori ir vairāki tipi, bet visizplatītākais (gandrīz vienīgais sērijveida modeļiem) ir ķīlsiksnas variators. Tajā pārnesumu skaitlis mainās tuvojoties vai attālinoties konusa skriemeļiem, starp kuriem ir nostiepta siksna. Šos skriemeļus pārvieto hidrauliskais pievads elektronikas vadība, dažreiz autovadītājam ir iespējami slēdzami režīmi (piemēram, sporta un parastais).
Jūs būsiet pārsteigts, bet šis izgudrojums nepieder ne Hondai un pat ne Mersedes. Patents uz variatoru tika izdots 19.gs.beigās!!! Vēl jo vairāk, pirmais variators tika izdomāts jau 1490.gadā. Tā autors bija labsirdīgais bārdainis Leonardo da Viņči.
Pirmā darbaspējīgā automašīna ar šī tipa transmisiju parādījās ne Renesanses laikā, bet vēlāk – pēc gadiem piecsimts, 1950-jos gados. Variators tika uzstādīts sērijveida automašīnām DAF (tajā laikā ar šīs markas zīmi tika ražotas gan smagās, gan vieglās automašīnas). Vēlāk ko līdzīgu sāka likt arī uz Volvo, bet pa īstam plašu izplatību variatori ieguvuši vien tagad.
Pēc būtības, variators (vairāk ir izplatīts angliskais apzīmējums - CVT — continuously variable transmission) – tā ir variācija par tēmu automātiskā transmisija. Un automašīna, kas ar to aprīkota, pēc pirmā acu uzmetiena, ne ar ko neatšķiras – divi pedāļi un svira pārnesumu slēgšanai – P,R,N,D – tāpat kā automašīnām ar tradicionālo automātisko transmisiju.
Automātiski tiek pārslēgti pārnesumi, nodrošinot komfortu un ērtības, kā arī ļauj vadītājam lielāku uzmanību veltīt ceļam. Automātiskā transmisija aizsargā automašīnas dzinēju un šasiju no pārslodzes. Automašīnas ar automātisko transmisiju izceļas ar lielāku degvielas patēriņu un nedaudz sliktāku dinamiku. Tomēr jaunākiem modeļiem, kam ir vairākas pārslēgšanas vadības programmas (ekonomiskā, sporta, ziemas un citas), un/vai pārnesuma izvēles režīms manuāli – šis trūkums ir gandrīz likvidēts. No tradicionālās mehāniskās pārnesumkārbas ir vēl pāris būtiskas atšķirības: pārslēgšanās šeit noris nelaužot jaudas plūsmu starp dzinēju un riteņiem. Un, vairumā gadījumu (atkarīgs no modeļa), automātiskā transmisija nepieļauj automašīnas buksēšanu parastā veidā, bet prasa vadošās ass norīkošanu uz vilcēju. Ilgstošas automašīnas buksēšanas gadījumā automātiskā transmisija iziet no ierindas. Viss pierasts. Bet strādā variators pavisam savādāk. Tajā nav fiksētu - pirmais, otrais, desmitais pārnesums. Mēģiniet iedomāties, cik daudz zvaigžņu ir Visumā vai cik daudz smilšu graudu ir visās Zemes pludmalēs – variatoram pārnesumu vienalga ir daudz vairāk. Un „pārslēgšanās” starp tiem notiek gludi un nemanāmi.
Tādēļ šeit nav grūdienu vai sitienu uzsākot braukt vai „pārslēdzoties”. Un, ne velti šis vārds ir pēdiņās: pārslēgumu kā tādu šeit nav. Variators gludi un nemanāmi maina Pārnesuma skaitli.
Pārnesuma skaitlis – dzenamā zobrata zobu attiecība pret dzenošā zobrata zobu skaitu. Parasti tas tiek minēts pārnesuma kārbu aprakstos un dažādos to izpildes variantos. Lielāks pārnesuma skaitlis noteiktam pārnesumam (pirmais, otrais utt.) nozīmē lielāku jaudu. Runā, ka pārslēgšanās ir īsāka. Dzinējs ātrāk sasniedz maksimālos apgriezienus – automašīna intensīvāk uzņem ātrumu. Bet šajā situācijā samazinās maksimālais ātrums uz pārnesumu, un tātad, rodas nepieciešamība ātrāk pārslēgties „uz augšu”. Mazāks pārnesuma skaitlis nozīmē garāku pārnesumu. Tāpat citreiz runā par „satuvinātiem” pārnesuma skaitļiem transmisijā vai „satuvinātām rindām”. Tas nozīmē tuvu pārnesuma skaitļu vērtību blakus pakāpēm. Tādi tiek pielietoti sporta tipa automašīnām – tā kā pie pārslēgšanās pa vienu pakāpi augšup dzinējs zaudē mazāk apgriezienus, paliekot augsta griezes momenta zonā.
Variatori mēdz būt vairāku tipu:
• Ķīlsiksnas ar skriemeļu maināmiem diametriem;
• Ķēdes;
• Toriodālie
Visizplatītākais ir pirmais tips. Paskatīsimies, kā tas ir uzbūvēts. 
Lūk piemērs: ņemsim 2 zīmuļus (cilindrus), kas novietoti paralēli viens otram nelielā attālumā. Savelkam, sastiprinām tos ar gumiju un vienu no tiem sākam griezt. Tūlīt pat, sāk griezties arī otrs – ar tādu pašu ātrumu. Tomēr, ja zīmuļi būs dažāda diametra, sāksies pavisam cits stāsts, - kamēr lielākais no tiem veiks vienu apgriezienu, otrs – divus.
Variators ir uzbūvēts līdzīgi, vienīgi „zīmuļu” diametrs tam pastāvīgi mainās. Tam ir divi skriemeļi, kur katrs no tiem veidots kā konusu pāris ar asajiem galiem vērsts viens pret otru. Bet starp skriemeļiem ir nostiepta ķīlsiksna.
Tātad, ja katrs no konusu pāriem var kustēties viens pie otra un atpakaļ, mēs iegūsim skriemeļus ar mainīgiem darba diametriem. Jo, pie konusu attālināšanās, siksna, kas skar tos ar savām šķautnēm (ribām), sāks it kā tuvoties skriemeļu centram un griezīsies mazajā rādiusā. Bet pie konusu tuvošanās – siksna griezīsies pa lielo rādiusu.
Atlicis vienīgi nodrošināt abus skriemeļus sistēmā (kā parasti, tā ir hidraulika, bet var būt arī kāds cits pievads), kas noteikti sinhroni satuvinās pirmā skriemeļa pusītes un attālinās otrās pusītes. Ja viens skriemelis atrodas uz vadošās vārpstas, kura nāk no dzinēja, bet otrs – uz dzenamās vārpstas, kas iet uz riteņiem, tad var nodrošināt pārnesumu attiecību izmaiņas diezgan plašās robežās.
Variatori mēdz būt ne tikai automašīnām. Tos pielieto (izmanto) arī kartingos, motociklos un pat atsevišķos velosipēdos. Lūk, viena no eksotiskām konstrukcijām, kas pamatojas uz diviem konusiem.
Atliek vēl pievienot vienu mezglu, kas atbildīgs par izejas vārpstas rotācijas virzienu izmaiņām (atpakaļgaitai), un tas var būt, teiksim, vienkāršs planetārais pārnesums. Lūk, variatora pārnesumkārba ir gatava.
Turklāt, interesants jautājums – kāda šeit tiek izmantota siksna? Saprotams, ka parasta siksna no gumijas un auduma, līdzīga tai, kas griež ģeneratorus un citus uzkarināmos aprīkojumus, šeit neizturētu (nenostrādātu) pat 1000km. Ķīlsiksnas variatoros siksnām ir sarežģīta uzbūve.
Tā var būt tērauda lenta ar kādu pārklājumu vai sarežģīta šķērsgriezuma tērauda trošu komplekts, uz kura savērtas liels daudzums plānu tērauda trapecveida formas šķērsplāksnes, kuru malas kontaktē ar skriemeļiem. Starp citu, tieši tādā veidā izdevās radīt bīdītāja/izspiedēja siksnu, kura nodod jaudu ne tikai tai pusei, kas rotē no dzenamā uz dzenošo skriemeli, bet arī pretējai. Parasta siksna pie mēģinājuma nodot spiedes spēku vienkārši izjuktu (neizturētu, novērptos), bet tērauda komplekts - iegūst stingrību.
Vēl ķīlsiksnas vietā var būt plata elastīga tērauda ķēde, kas ar savām malām skar konusus. Tieši tāda „siksna” strādā automašīnu Audi variatoros.
Interesanti, ka ķēdes eļļošanai tiek izmantots speciāls šķidrums, kas zem spēcīga spiediena, kurš rodas saskares vietā ar skriemeli, maina savu fāzes stāvokli. Pateicoties tam ķēde var var nodot nozīmīgu spēku, praktiski neizslīdot, neskatoties, ka saskares laukums ir ļoti mazs.
Kā tieši variators mainīs pārnesuma skaitli pie ātruma attīstīšanas atkarīgs no izvēlētās vadības programmas. Ja attīstot ātrumu ar parastu automašīnu, mēs pie katra pārnesuma izgriežam (noslogojam) dzinēju, pēc tam pārslēdzamies uz nākamo pārnesumu un tā tālāk, tad pie ātruma attīstīšanas ar variatoru, dzinējs paliek pie vieniem un tiem pašiem apgriezieniem (teiksim, pie apgriezieniem, atbilstošiem maksimālajam griezes momentam), toties vienmērīgi mainās pārnesumu attiecība.
Tas rada nedaudz dīvainas sajūtas. Gāzi spiežam grīdā, dzinējs uzņem lielākus apgriezienus un tā arī paliek visa ātruma attīstīšanas laikā. Toties ātruma attīstības temps ir augsts un laiks pie pārnesumu pārslēgšanās netiek izmantots (tērēts).
Tomēr, atsevišķos gadījumos variatoru noregulē tā, lai pie ātruma attīstīšanas tas vairāk atgādinātu par paātrinājumu ar parasto pārnesumkārbu, ar pakāpenisku dzinēja apgriezienu pieaugumu.
Protams, pie mēģinājuma uzbraukt uz pakalna vai pie automašīnas palēninājuma, neskatoties uz gāzes pedāļa nospiešanas, gudrs variators neatstās ieslēgtu augstu pārnesumu. Skriemeļi pie pārliecinoša augstuma trieciena ātri pārvietosies atpakaļ – lai palielinātu griezes momentu pie izejas no kārbas.
Vēl, dažām automašīnām var izvēlēties režīmu ar vairākiem „virtuāliem” pārnesumiem (no 6 vai pat 8), kurus regulē elektronika. Pārnesumiem, starp kuriem variators strauji pārlēks kā klasiskā kārba „automāts”. Vēl šajā gadījumā var pārslēgt pārnesumus pēc paša vēlēšanās, kā „automātam” ar rokas pakāpenisko režīmu.
Proti, progress ir. Arī šeit nedrīkst aizmirst par rekordistiem. Piemēram, automašīnas Audi A4 2.0 TFSI ķīlsiksnas variators Multitronic (ar ķēdi) bez problēmām tiek galā ar plūsmu 200 zirgspēki.
Audi variators var nodot jaudu uz riteņiem vairāk kā 200 zirgspēku.
Var iebilst, ka D klase – tas vēl nav viss. Biznesa vai reprezentablas klases automašīnām, vēl vairāk lielam bezceļniekam – 200 zirgspēkus nenosauksi par iespaidīgu lielumu. Tomēr, mūsdienu variatoru sasniegumi ar to nebeidzas. Krossoveri Nissan Murano ar 3.5l V6 jaudu 234 zirgspēki aprīko ar ķīlsiksnas variatoru X-Tronic. Tas ir viens no lielākiem un smagākiem modeļiem, kas aprīkots ar variatoru. Un kas būs rīt?
Variatoru nepilnība (trūkums) ir salīdzinoša dārga apkalpošana un remonts, speciāls, proti, ne lēts transmisijas šķidrums. Siksnu variatori pēc katriem 100 - 150 tūkst.km var prasīt siksnas nomaiņu. Eļļa maksā nedaudz dārgāk nekā „automātam”, bet to var mainīt retāk, orientējoši pēc 40-50 tūkst.km dažādu modeļu automašīnām.
Un tomēr, variatori aizvien vairāk tiek izplatīti visdažādāko klašu automašīnām, pie kam, maksā tie parasti lētāk nekā labi klasiskā tipa „automāti”.
Par cik variatoru rīcībā ir bezgalīgs pārnesumu skaits, tie ļauj dzinējam strādāt izdevīgākos režīmos – vai mums (pie luksofora sacensībām) ir nepieciešama maksimāla jauda, vai, pretēji, vienmērīgums un mazs degvielas patēriņš (pie mierīgas braukšanas). Tādēļ automašīnu modeļi ar variatoru, pret citiem līdzīgiem, atšķiras ar augstu ekonomiju (efektivitāti) pie ne mazāk cienīgas dinamikas.
Starp citu, pēdējā laikā novērojama tendence pārnesumu skaita pieaugumam arī klasiskajiem „automātiem”. Pēdējos modeļos jau sastopami 8 pārnesumi (atzīmēšu, ka tas ir vieglai automašīnai). Tas tiek veikts tieši, lai savienotu (kombinētu) augstu dinamiku ar ekonomiju (efektivitāti). Vai drīz redzēsim „automātu” ar 10 vai pat 12 pārnesumiem? Bet variatori ir jau tur, kur klasiskie „automāti” ar savu planetāro rindu pārslēgumiem nekad nenokļūs. Variatoru pārnesumu skaits taču ir bezgalīgs!!