Як працює варіатор

Стандартна передача обертального руху здійснюється за допомогою гнучкого фрикційного елемента, закріпленого на двох рухомих валах. Ставлення оборотів веденого вала до ведучого, зване передавальним відношенням, в такій передачі завжди фіксоване і його не можна змінити без повної зупинки механізму. У той же час, в деяких випадках потрібно плавно змінювати кількість обертів у міру зростання швидкості обертання, коли потенційна енергія рухомого робочого органу стає високою настільки, що для підтримки руху вже не потрібно максимальної потужності силового агрегату, але є потреба у високому моменті, що крутить.

Якщо в стандартних клино-ремінних і ланцюгових передачах вали виконані у вигляді шківів або зубчастих зірок з фіксованим розміром, то в вариаторе рух передається між двома валами конічної форми. Коли робочий орган нерухомий, ремінь варіатора розташований у вузькій частині ведучого і в найширшій частині веденого конусів, за рахунок чого досягається найбільше передавальне відношення з низьким обертовим моментом, що дозволяє привести в рух робочий орган, що знаходиться в стані спокою. З ростом швидкості руху відбувається зміщення ременя або валів, завдяки чому передавальне відношення падає, а швидкість обертання веденого вала збільшується. Зворотний процес відбувається при зниженні швидкості робочого органа. Сучасні варіатори відрізняються досконалістю конструкції, що дозволяє забезпечити відмінну динаміку зміни передавального відносини, при якій перемикання між мінімальним і максимальним порогами швидкісного режиму здійснюється за десяті частки секунди.

Механізм, який здійснює зміна передавального відношення в вариаторе, може бути заснований на різних принципах дії. Найбільш простим і надійним є пристрій, в якому задіяний відцентровий гальмо, розміщений всередині конуса веденого вала. При цьому гнучкий фрикційний елемент фіксується за допомогою роликів-заспокоювачів, що дозволяє йому не зміщуватися слідом за рухомим валом. Також активно застосовуються системи регульованих шарнірів, що приводяться в рух виконавчим механізмом, який зміщує або ремінь, або один або обидва рухомих вала. Ступінь зсуву залежить від поточних показань тахометра, при цьому режим роботи залишається повністю автоматичним. Така конструкція варіатора забезпечує йому найкращу швидкодію. У стаціонарних установках режим роботи варіатора часто регулюється механізмом зі складною системою сервоприводів під програмним управлінням.