DAF Variomatic

DAF Variomatic — это бесступенчатая автоматическая трансмиссия (вариатор), разработанная нидерландской компанией DAF (Van Doorne’s Automobielfabriek N.V.) и серийно устанавливавшаяся на легковые автомобили этой марки с 1958 по 1993 год. Variomatic стала первой в мире серийной трансмиссией такого типа, предназначенной для массовых автомобилей, и отличалась оригинальной конструкцией, основанной на использовании клиновых ремней и центробежных механизмов.

История создания

Разработка Variomatic началась в 1950-х годах под руководством инженера Хюба ван Дорна (Hub van Doorne), одного из основателей DAF. Компания, специализировавшаяся на производстве грузовиков и прицепов, решила выйти на рынок легковых автомобилей. Для этого требовалась простая, надёжная и недорогая трансмиссия, которая могла бы конкурировать с традиционными механическими коробками передач. Ван Дорн предложил использовать вариатор, вдохновляясь конструкциями, применявшимися в промышленных станках, но адаптированными для автомобиля.

Первая серийная модель с Variomatic — DAF 600 — была представлена в 1958 году на автосалоне в Амстердаме. Автомобиль оснащался двухцилиндровым оппозитным двигателем воздушного охлаждения объёмом 590 см³ и мощностью 22 л. с. Трансмиссия позволяла плавно изменять передаточное отношение без участия водителя, что делало управление максимально простым. В последующие годы Variomatic устанавливалась на все модели DAF: DAF 750, DAF 33, DAF 44, DAF 55, DAF 66, а также на Volvo 66 (после покупки Volvo подразделения DAF по выпуску легковых автомобилей в 1975 году).

В 1993 году производство автомобилей с Variomatic было прекращено, так как компания DAF к тому времени полностью сосредоточилась на грузовом транспорте, а Volvo перешла на более современные автоматические трансмиссии. Тем не менее, конструкция Variomatic оказала значительное влияние на развитие вариаторов в автомобильной промышленности.

Конструкция и принцип работы

Основные узлы

Variomatic состоит из двух основных компонентов:

• Ведущий шкив (на коленчатом валу двигателя) — состоит из двух конических дисков, один из которых неподвижен, а второй может перемещаться вдоль оси.
• Ведомый шкив (на ведущем мосту) — аналогичная конструкция, но с подвижным диском, управляемым центробежным механизмом и пружиной.

Между шкивами натянут клиновой ремень (резиновый с тканевым кордом, позже — с металлическим кордом). При изменении расстояния между дисками шкивов ремень перемещается по радиусу, изменяя эффективный диаметр шкива и, следовательно, передаточное отношение.

Управление

Управление Variomatic полностью автоматическое и не требует от водителя выбора передач. В автомобиле отсутствовала педаль сцепления — имелись только педали газа и тормоза. Переключение между режимами движения (вперёд/назад) осуществлялось рычагом, который механически переключал направление вращения через планетарный редуктор.

• Режим «D» (Drive) — движение вперёд с автоматическим изменением передаточного отношения.
• Режим «R» (Reverse) — движение назад.
• Режим «N» (Neutral) — нейтральное положение.

Особенности работы

• При разгоне двигатель набирает обороты, центробежный механизм ведущего шкива раздвигает его диски, ремень перемещается к центру шкива (уменьшая диаметр), а на ведомом шкиве ремень, наоборот, смещается к краю (увеличивая диаметр). Это обеспечивает низкое передаточное отношение (ускорение).
• При достижении определённой скорости центробежный механизм ведомого шкива начинает сжимать его диски, ремень перемещается к центру, а на ведущем шкиве — к краю, что увеличивает передаточное отношение (скорость).
• Для предотвращения перегрузки двигателя и трансмиссии использовался вакуумный сервопривод, который корректировал положение ведущего шкива в зависимости от нагрузки (например, при подъёме в гору).

Технические характеристики

• Диапазон передаточных отношений: от 1:1 до 1:4 (в зависимости от модели).
• Максимальный крутящий момент: до 100 Н·м (для двигателей объёмом до 1,4 л).
• Вес: около 20–25 кг (в зависимости от модификации).
• Ресурс ремня: 30–60 тыс. км (при нормальной эксплуатации).

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Простота управления: отсутствие педали сцепления и ручного переключения передач делало автомобиль идеальным для начинающих водителей и людей с ограниченными возможностями.
• Плавность хода: отсутствие рывков при переключении передач, так как передаточное отношение изменяется непрерывно.
• Экономичность: двигатель мог работать в оптимальном диапазоне оборотов, что снижало расход топлива по сравнению с механическими коробками передач (особенно в городском цикле).
• Надёжность: минимальное количество движущихся частей (по сравнению с гидромеханическими автоматами).

Недостатки

• Ограниченный крутящий момент: ремни Variomatic не выдерживали высоких нагрузок, поэтому трансмиссия применялась только с маломощными двигателями (до 1,4 л, 70–80 л. с.).
• Износ ремня: резиновые ремни требовали регулярной замены, а при пробуксовке или перегрузке могли быстро выйти из строя.
• Шумность: работа вариатора сопровождалась характерным свистом ремня, особенно при резких ускорениях.
• Отсутствие принудительного понижения: водитель не мог самостоятельно выбрать низкую передачу для торможения двигателем или обгона (хотя на некоторых моделях был предусмотрен режим «L» — Low, который фиксировал пониженное передаточное отношение).
• Сложность ремонта: нестандартная конструкция требовала специальных знаний и инструментов.

Применение

Легковые автомобили

Variomatic устанавливалась на все модели DAF, выпускавшиеся с 1958 по 1975 год, а также на Volvo 66 (1975–1980) и некоторые другие модели Volvo, например, Volvo 340 (с 1980 года, но уже с модернизированным вариатором CVT). В общей сложности было выпущено более 1,5 млн автомобилей с Variomatic.

Другие транспортные средства

• Мотоциклы и скутеры: некоторые модели (например, Piaggio Vespa) использовали вариаторы, основанные на принципе Variomatic.
• Сельскохозяйственная техника: тракторы и комбайны с вариаторами, работающими по аналогичной схеме.
• Промышленные станки: вариаторы применялись в металлорежущих станках для плавного регулирования скорости вращения шпинделя.

Влияние на автомобильную промышленность

Variomatic стала пионером в области бесступенчатых трансмиссий для легковых автомобилей. Хотя в 1960–1970-х годах она не получила широкого распространения из-за ограничений по крутящему моменту, её конструкция заложила основы для современных вариаторов (CVT), которые используются в автомобилях многих марок (Nissan, Toyota, Subaru, Honda, Audi и др.) с 1990-х годов. Современные вариаторы, в отличие от Variomatic, применяют стальные ремни или цепи, способные передавать крутящий момент до 400–500 Н·м, что позволяет устанавливать их на автомобили с двигателями мощностью до 300 л. с.

Интересные факты

• В 1960-х годах DAF проводила рекламные кампании, в которых демонстрировала, что автомобиль с Variomatic может управляться даже одной рукой — например, водитель держал в руке стакан с водой, не проливая её.
• На автомобилях DAF с Variomatic отсутствовала педаль сцепления, что было редкостью для того времени. Это делало их особенно популярными среди женщин и пожилых людей.
• В 1970-х годах компания DAF построила несколько экспериментальных гоночных автомобилей с Variomatic, но они не добились успеха из-за неспособности трансмиссии выдерживать высокие нагрузки.
• В 1972 году DAF 55 с Variomatic участвовал в ралли «Монте-Карло», но сошёл с дистанции из-за поломки ремня.

Источники

• Van Doorne’s Automobielfabriek N.V. — техническая документация и руководства по эксплуатации DAF 600, 750, 33, 44, 55, 66.
• «The DAF Variomatic Transmission» — статья в журнале «Automobile Engineer», 1960.
• «DAF: The Car and the Company» — книга автора R. M. Clarke, 1995.
• «CVT: Continuously Variable Transmission» — монография по истории вариаторов, 2003.
• Официальные архивы DAF Trucks N.V. (Эйндховен, Нидерланды).