Toyota Plus 01/2009.pdf - Hat Auto AS

Räägime lähemalt – Multidrive ja variaatoridKuidas on õnnestunud Toyotal luuavariaatoriga „käiguvahetus”, millelpuudub nn rolleriefekt ja mis suudabhoida mootorit alati optimaalsetepöörete juures?Variaatoriga jõuülekande (CVT – ContinuouslyVariable Transmission) astmetetaülekandearvu muutmine ei ole uus leiutis,kuid kuni hilise ajani takistas selliselahenduse rakendamist probleemidülekande piisavalt efektiivsel ja täpselreguleerimisel. Mootori juhtimisüksusedon aga tänu pidevale arendustöölesaanud nii nutikaks, et suudavad mootoritja variaatorülekannet ühte ooperit laulmapanna.Variaator – see on imelihtne?Jah, Multidrive’i käigukasti tööpõhimõtteelementaartasand on lihtne: kahemuutuva koonusepaari vahel jooksebülekanderihm – täpselt nagu tavalisesmotorolleri jõuülekandes. Nii vedav kui kaveetav koonusepaar koosnevad kahestvastastikku asetsevast koonusest ningkoonusepaari omavaheline kaugus määrabülekanderihma puutediameetri.Kui mootoriga ühendatud vedaval koonusepaarilon raadius väike ja veetavalkoonusepaaril suur, siis on ülekandearvsuur, vastupidisel juhul väike – lihtne, võimis? Esimene seadistus kirjeldab madalatkäiku ja teine vastavalt kõrget.Kuidas aga suudetakse neid koonusepaarereguleerida nii, et ülekande suhtarvoleks alati optimaalne vastavalt mootoripööretele ja sõiduki kiirusele?Vaja läheb dirigenti, kes viibutab taktikeppimootorile ja CVT-le. Selleks vägatähtsaks komponendiks on mootori jaCVT elektrooniline juhtüksus, mis jälgib,mida teevad mootor ja CVT, ning kooskõlastabnende tegevust omavahel. Kuivabandate analoogiat, siis vaid nii sünnibsümfoonia.Variaatori koonusepaaride asendi muutmisekskasutatakse hüdraulikat, mis onomapäraselt ja nutikalt lahendatud: kaaluja suuruse vähendamiseks on koonusepaarivahekauguse muutmiseks võetudkasutusele kahekambriline süsteem.Tagasi- ja edasikäigu vahetamiseks onülekandemehhanismis üsna lihtne planetaarreduktor.Miks on variaator parem kuiastmeline käiguvahetus?Variaatorülekanne võimaldab alatesteatud kiirusest hoida mootori pöördeidkonstantselt kõige ökonoomsemas jaefektiivsemas vahemikus – see on küllpeamine, kuid mitte ainus põhjus, miksseda süsteemi eelistada.Kuna keeruline hammasrataste rägastikon asendunud kahe koonusepaarija ülekanderihmaga, on kogu liikuvatekomponentide hulk CVT-l 25 protsentiväiksem kui traditsioonilisel automaatkäigukastil.Tänu oma olemusele vajabka kogu ülekandemehhanism vähemhooldust. Ülekanderihm on vastupidavusesuurendamiseks erimaterjalist.Peale optimaalsete pöörete hoidmisesuudab variaatorsüsteem ka auto pidurdamistökonoomsemaks muuta. Sedatänu võimele hoida mootori pöördeid ülekütuse pihustamise katkestamise piiri.Aeglustumisel hakatakse mootorile uuestikütust pihustama, kui pöörded langevadalla teatud piiri. Variaator hoiab agapöördeid üle selle taseme, seni kuni saab.Tavalise automaatkäigukastiga langevadpöörded palju kiiremini vahemikku, kusjõuallikas kütust taas tarbima hakkab.Klass omaette – Toyota PriusRihmülekandega CVT ei ole muidugi ainukenevõimalus sujuva käiguvahetusegamootori ökonoomsust suurendada. Heaksnäiteks teistsugusest lahendusest onToyota inseneridelt Priuse planetaarreduktor,mis on koguni elektrooniliselt juhitav.Ülekande seadmisel veel täpsemaksminna tundub juba priiskamisena.Toyota Priuse käiguvahetuses puudubkoonusepaaride ja ülekanderihmasüsteem ning ülekandearvu muutmiseksmanipuleeritakse elektrooniliselt planetaarreduktoripäikseratta (mis on otseühendatud elektrimootoriga) pöörlemist.Seega käitub Priuse PSD- (Power SplitDevice) nimeline ülekanne nagu CVT,kuigi tinglikult võib öelda, et käike oleksjustkui vaid üks.Kompaktse süsteemi eeliseks on see,et elektrimootor ja generaator on koguaeg ühendatud otse jõuülekandega ningelektrimootor suudab mootorilt töö ülevõtta ilma kisa ja kärata. Priuse pöördemomendija kiirenduse annabki peamiseltelektrimootor.Variaator on ammune leiutisEsimese variaatorülekande visandasLeonardo Da Vinci juba sajandeid tagasiaastal 1490. Esimene patenditaotlus esitatiastmeteta jõuülekandemehhanismile1886. aastal Euroopas. Juba 1910. aastalehitas Zenith Motorcycles variaatorigasõiduki V2-Motorcycle, mille Gradua-Gear’i-nimeline ülekandemehhanismoli CVT. Mäetõusuvõistlustel oli Zenith-Gradua nii edukas, et teistele tootjatelemingigi võimaluse andmiseks keelatiZenithi osalemine.Autole pandi CVT esimest korda Inglismaal1923. aastal. Sõiduki nimi oli Clyno.1950. aastal disainis Variomatic-nimeliseCVT Huub van Doorne, kes oli Van DoorneAutomobiel Fabrieki (DAF) kaasrajaja.Variomatic oli mõeldud väiksele jaodavale autole ning esimene sõiduk,mis seda kasutas, kandis nime DAF 600.Hiljem kasutas sama CVT-d ka Volvo 340pärast seda, kui Volvo DAF-i sõiduautodetootmise ostis.mootorikiirusCVTTavalineautomaatkäigukastaegtugevduselemendiderimaterjalist rihmapeakomponendidülekanderihmmootorikiirusveetav koonusepaarülekanderihmvedav koonusepaarTavaline automaatkäigukast1. 2. 3.4.sõiduki kiirusülekandearvCVTvarjutatud alakoonusepaari asendlahtikoonusepaari asendkoossuur ülekandearvCVT tööpõhimõtekoonusepaari asendkooskoonusepaari asendlahtiväike ülekandearvSuurim kiirendusCVT jõuülekande peamine eelis tavalise automaatkäigukasti ees on võimaluskasutada optimaalseid pöördeid suures kiirusvahemikus.Erimaterjalist ülekanderihmÜlekanderihm on nutikas lahendus,vältimaks rihma kulumist.KoonusepaaridVariaatori üldine hingeelu on väga lihtne ja loogiline: koonusepaaride vahekaugusemuutmisega saavutatakse erinevad ülekandearvud.1 4 T O Y O T A p l u s 1 / 2 0 0 9 1 / 2 0 0 9 T O Y O T A p l u s 1 5