Чаще всего КП делают четырехскоростными. Но вообще-то, чем больше в ней скоростей, тем лучше. Тогда двигатель всегда работает в самом экономичном режиме, расход топлива минимален.
И вот сравнительно недавно специалисты решили вспомнить о простом устройстве, равноценном коробке передач, но не с 4 и даже не с 24, а с числом скоростей бесконечно большим! Это механизмы под общим названием вариаторы, или бесступенчатые передачи.
Если входной вал вариатора вращать с постоянной скоростью, то скорость вращения выходного вала можно изменять в широких пределах непрерывно и плавно.
Его простейший вариант состоит из двух дисков, насаженных на взаимно перпендикулярные валы и прижатых друг к другу. Малый диск может перемещаться вдоль горизонтального вала. Благодаря наличию паза и шпонки, он всегда находится с ним в зацеплении и вместе с ним вращается. Соединим мысленно горизонтальный вал с двигателем, а малый диск начнем двигать вдоль вала. Между дисками действует трение, поэтому малый диск вращает большой. По мере его продвижения к центру большого диска, скорость того начинает расти.
Когда малый диск встанет строго по центру большого, передача мощности прекратится. А как только он продвинется дальше, большой диск начнет вращаться вновь, но уже в противоположном направлении. Таким образом мы получили устройство, состоящее в сущности из двух деталей и способное не только уменьшать или увеличивать скорость автомобиля, но и давать задний ход, а также выполнять функцию сцепления.
Такой фрикционный вариатор применялся в автомобилях 10 — 20-х годов прошлого века. Он состоял из чугунного диска, к которому прижимался небольшой ролик, обтянутый кожей. Водитель передвигал его рычагом, устанавливая нужную скорость движения. Вскоре появился автоматический вариатор. Малый (ведущий) диск насадили на вал двигателя свободно, а для того, чтобы он не проскальзывал, соединили его с валом спиральной пружиной. Ведомый же диск соединили с колесами автомобиля.
Когда сопротивление дороги возрастало и скорость автомобиля уменьшалась, ведомый диск тормозился, а пружина, соединявшая ведущий диск с валом, закручивалась, становилась короче и сдвигала его к краю. В результате крутящий момент на колесе увеличивался, а скорость автомобиля росла. Автоматический вариатор снижал расход топлива и обеспечивал максимально возможную скорость езды.
Однако на малый диск действовало большое давление, и он быстро изнашивался.
