Бесступенчатая трансмиссия (англ. Continuously Variable Transmission, CVT), также вариатор — передаточное устройство между двигателем и движителем (колёсами, гребным винтом и т. п.), которое способно плавно изменять коэффициент передачи (отношение скоростей вращения ведущего и ведомого валов) во всём рабочем диапазоне скоростей и тяговых усилий.

История

Первая бесступенчатая трансмиссия была запатентована в 1886. С 1950-х гг., бесступенчатые трансмиссии широко применялись для бортовых авиационных электрогенераторов, приводимых в действие вспомогательными двигателями. Первая автомобильная бесступенчатая трансмиссия c резиновыми клиновыми ремнями была применена в малогабаритных голландских автомобилях DAF, а после продажи отделения DAF, выпускавшего пассажирские автомобили, патент унаследовала Volvo. В 1987 клиновые вариаторы, на этот раз с цепными приводом, были запущены в массовое производство Ford и FIAT (Ford Fiesta, FIAT Uno). В то же время Subaru наладило производство своей CVT, которую поставляло и поставляет другим автопроизводителям. В конце 1990-х гг. вариаторы начали устанавливать и на машины среднего класса, взамен традиционных гидромеханических АКПП.

CVT, установленная на автомобиле Toyota Prius, разработчики назвали PSD (Power Split Device, устройство распределения мощности - а по-японски оно называется "трехходовая муфта"). Построено PSD на основе хорошо известной планетарной передачи, где с "солнцем" соединен генератор, "водило сателлитов" соединено с двигателем, а "коронная шестерня" - с электромотором и колесами. Поскольку соотношение диаметров (числа зубьев) шестерен планетарной передачи постоянное, планетарная передача делит крутящий момент двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в постоянном отношении (72% момента ДВС передается колесам, 28% - генератору). Однако мотор-генератор, соединенный с "солнцем" планетарной передачи, может быть больше или меньше нагружен электрическим током. Управляет этим процессом контроллер гибридной системы автомобиля. Момент торможения и, соответственно, обороты генератора могут изменяться в широких пределах (от -6000 об/мин до +6000об/мин), то есть генератор может работать и как электромотор. Поэтому скорость вращения колес автомобиля изменяется плавно, бесступенчато. При этом мощность, получаемая генератором, не пропадает - в виде электрической энергии она поступает на "тяговый" электромотор и, объединяя усилия с моментом ДВС, приводит в движение автомобиль. Такой гибридный привод в целом называется HSD (Hybrid Sinergy Drive - гибридный синергетический привод).

Принцип действия

В основе CVT DAF и большинства современных автомобильных вариаторов — клиноремённая передача. Один, или оба шкива (ведущий и ведомый) оборудованы раздвижными боковинами; зазор между боковинами шкивов, в самом простом случае, определяется центробежным регулятором. При повышении частоты вращения двигателя и ведущего вала боковины ведущего вала сдвигаются, тем самым посадочный диаметр шкива увеличивается, а коэффициент передачи — уменьшается. Ремённая передача целесообразна для мопедов и автомобилей особо малого класса; для более тяжёлых машин применяется цепная передача на том же конструктивном принципе.

Больше о CVT см. Вариатор