Вариатор: назначение и виды

Вариатор – это устройство для передачи крутящего момента, изменение передаточного отношения в котором осуществляется плавно (бесступенчато) в процессе движения.

Сфера применения вариаторов достаточно обширна. Данные механизмы используются в станках для обеспечения вращения заготовок, автомобилях, мототехнике, конвейерах, мешалках и так далее.

Основные виды вариаторов:

  • Клиноременный – основными рабочими элементами являются два шкива, состоящие из двух конических дисков. Между ними натянут клиновый ремень, форма которого оптимально подходит для перемещения по внутренней поверхности дисков. Данный вид вариаторов является самым распространенным. Вместо ремня в вариаторе могут применяться цепи. В таком случае устройство будет называться клиноцепным, однако работа вариатора от этого принципиально не меняется
  • Конусный – одна из самых первых моделей вариаторов. Состоит из пары конусов, расположенных рядом. Причем широкое основание одного конуса находится рядом с узкой вершиной второго. Передаточное отношение меняется за счет перемещения ремня. Чаще всего такой вид вариаторов встречается в станках
  • Тороидальный вариатор состоит из пары соосных катков, рабочая поверхность которых выполнена в виде тороида, и нескольких роликов. Он имеет наиболее сложную из всех вдов вариаторов конструкцию и принцип работы, однако отличается компактностью и высокими эксплуатационными характеристиками. Такой вид вариаторов особо распространен в автомобилях

В зависимости от области применения вариаторов отличаются их диапазоны регулирования – отношение максимального передаточного отношения к минимальному. Так, диапазон регулирования клиноременных вариаторов равен 8, клиноцепных – 7, а тороидальных – 6.


Работа вариатора

Работа вариатора любого вида основана на изменении передаточного отношения между ведущим и ведомым механизмом.

Рассмотрим принцип работы клиноременного вариатора, так он имеет наиболее широкое распространение.

Передаточное отношение меняется вследствие взаимообратного изменения расстояния между дисками шкивов в пределах диапазона регулирования.

Ремень, натянутый между шкивами, меняет свое положение при корректировке расположения дисков.


Клиноременный вариатор


Рабочим радиусом шкива называется положение ремня относительно дисков. Так, максимальным рабочим радиусом является псостояние, при котором диски сдвинуты, а ремень удален от оси шкива. Малым радиусом считается положение, при котором диски раздвинуты, а ремень продвинут вглубь и приближен к оси.

Максимальная скорость достигается при нахождении ремня на большом радиусе ведущего шкива и малом радиусе ведомого.


Замена вариатора и его деталей

Несмотря на простую конструкцию вариатора, его детали и расходные материалы часто нуждаются в замене. Если рассматривать вариатор автомобиля, то ремень, представляющий собой металлическую ленту, изнашивается через несколько десятков тысяч километров пробега. Чуть реже меняется масло.

Клиновидный же ремень вариатора скутера требует замены уже через 6 тысяч километров пробега.


Своевременная замена деталей и материалов вариатора позволяет значительно увеличить надежность и срок его службы.


Так, смазочная жидкость накапливает в себе продукты износа и со временем теряет свои свойства. Если заливание нового масла не происходит, то детали перестают быть защищенными от изнашивания и преждевременно выходят из строя.

Некоторые производители говорят о том, что ресурс смазочной жидкости равен сроку службы вариатора, но это неверно. При несвоевременной замене вариаторного масла в автомобиле может начать проскальзывать цепь, на внутренних поверхностях конусов образуются задиры. А причина кроется в потере герметичности редукционного клапана. Наилучшим решением в этом случае становится дорогостоящая замена вариатора.

Для обеспечения длительной и надежной работы вариаторов различного оборудования применяются смазочные материалы нового поколения – антифрикционные покрытия. Они защищают детали от износа (в том числе при недостатке масла или его плохом качестве) и не нуждаются в обновлении. В видеоролике представлен пример применения покрытий Modengy 1005 и Modengy 1014 в вариаторах станков.



Твердая смазка наносится на оси вариаторов и сопряженные с ними поверхности дисков шкивов. Она облегчает процесс регулирования положения подвижных элементов, способствует повышению ресурса сопряженных деталей и предотвращает скачкообразное движение.

Чтобы вариатор прослужил как можно дольше, нужно соблюдать бережный режим его эксплуатации. Данный механизм очень чувствителен к высоким нагрузкам, биениям, агрессивному стилю работы.


Полная замена вариатора требуется в случае его эксплуатации без обслуживания, следствием которой стал критичный износ компонентов, обрыва ремня, приводящего к выходу из строя практически всех элементов трансмиссии, и прочие серьезные повреждения.


Замена вариатора зачастую является наиболее эффективным способом восстановления работоспособности оборудования без необходимости частого ремонта отдельных компонентов.