Всё о вариаторах (CVT): чем отличаются, как работают, как эксплуатировать? Насколько надежны и экономичны? Стоит ли вообще брать автомобиль с вариатором?

Содержание

Всё о вариаторах (CVT): чем отличаются, как работают, как эксплуатировать? Насколько надежны и экономичны? Стоит ли вообще брать автомобиль с вариатором?

Сегодня некоторая доля автомобилей на российском рынке оснащается вместо автоматической АКПП вариатором (CVT). Об этом типе трансмиссии можно услышать немало негативных мнений от водителей и положительных экспертных заключений. Кто же из них прав? Чем отличается коробка CVT от АКПП? Насколько оправдан выбор автомобиля с вариатором? Ответим.

Что такое вариатор и в чём его главное отличие от привычных КПП

Трансмиссия CVT – что это такое? CVT – это сокращение английского названия вариатора, т.е. Continuously Variable Transmission, что в дословном переводе означает «постоянно изменяющаяся передача». Его главное свойство – способность менять передачи в ином, чем мы привыкли порядке, а именно без постоянного и последовательного переключения скоростей (ступеней, передач). В связи с чем вариатор справедливо называют бесступенчатой трансмиссией. Это его главная отличительная особенность.

Вариатор относят к классу автоматических коробок передач: он работает в широком диапазоне, передачи переключаются автоматически, процессами управляет электронная система. И всё же разница между CVT и «автоматом» существенная. В чем именно она состоит?

  • Бесступенчатая трансмиссия легче и меньше по размерам, чем АКПП.
  • Отличается от «автомата» принципом работы. CVT обеспечивает идеальное сочетание передаточного отношения с нагрузкой на двигатель в каждый из моментов времени (изменения происходят каждую секунду).

Передаточное число – это отношение частоты вращения коленчатого вала к частоте вращения колес. У каждой передачи эта цифра индивидуальна –передаточное отношение 4, 5, 6 и т.д.

CVT экономит топливо, повышает комфорт вождения (поскольку мотор большую часть времени работает на самых низких оборотах, во время движения с постоянной скоростью).

С инженерной точки зрения вариатор является оптимальной из всех существующих ныне КПП. Но не спешите принимать решение о покупке авто с CVT, не всё так однозначно.

Когда появился и чем обусловлено появление вариатора

Данная разработка была запатентована в 18 веке. Активно же применять её стали в 1950-1980-хх годах. Использовали в технике, не обладающей такой мощностью как легковой автомобиль (с электрогенераторами, в бензопилах, снегоходах, станках, швейных машинках). Для ТС потребовалось изобрести совершенно иной механизм бесступенчатой трансмиссии. И со временем инженеры решили эту задачу.

Впервые бесступенчатая трансмиссия была установлена на голландские автомобили DAF, сопоставимые с мототранспортом в 1958 году. Позже, в конце 70-х, патент «по наследству» перешёл к Volvo. Концерн попытался усовершенствовать «скромный» вариатор (пойти по этому пути было проще, чем перестраивать всё производство). Ресурса усовершенствованной модели CVT хватало лишь на 30 тыс. км пробега. Спустя годы концерн отказался использовать вариатор в своих автомобилях.

CVT-автоматическая коробка передач для ДАФ 55, шасси снято с рамы

CVT-автоматическая коробка передач для DAF 55, шасси снято с рамы

В 80-х вариатор использовали на автомобилях Ford (модель Ford Fiesta), Fiat (модель Fiat Uno), Subaru. И лишь Субару удалось победить главный недостаток вариаторов – их недолговечность (концерн использовал вместо эластичного ремня в конструкции CVT, толкающий металлосодержащий). Компания Subaru оснастила многие автомобили трансмиссией CVT собственного производства и до сих пор поставляет свою разработку другим производителям.

Стандартная схема, принцип действия и основные элементы

Вариатор в самом простом исполнении (созданный Вольво и поначалу использующийся концерном Субару) представляет собой движущий механизм, благодаря которому осуществляется передача вращения от одного узла к другому посредством промежуточного звена. Узлами выступают два шкива – колесики с ободом вокруг, внутри которого движется ремень. Промежуточным звеном – клиновый (разновидность приводного) ремень, соединяет между собой шкивы. Механизм получил название «клиноременный вариатор».

Крутящий момент непрерывно передаётся на колеса, также непрерывно происходит изменение передаточного отношения (при изменении оборотов двигателя, ремень либо натягивается, либо ослабляется).

Современный клиноременный вариатор

Принципиальная схема клиноременного вариатора

В современной конструкции КПП CVT применяются шкивы из сверхпрочного металла, а ремень – не эластичный жгут, а наборная лента из износостойкого металла (собирается из полосок, которые скрепляются между собой скобами). На ремень наносят специальное покрытие, защищающее от износа и проскальзывания.

Один из шкивов является ведущим. Он соединён с коленчатым валом двигателя (который служит преобразователем энергии, получаемой в результате сгорания топлива, в энергию вращения). Ведомый шкив соединен с колёсами авто. Шкивы имеют переменный диаметр (грани обода расходятся и сходятся, тогда ремень проходит уже не внутри, между ними, а поверх).

При небольшой скорости движения автомобиля диаметр ведущего шкива имеет минимальные значения, а ведомого – максимальные. При средней скорости диаметр одинаковый. При максимальной – размер ведущего увеличивается, а ведомого уменьшается. Изменяя размеры шкивов, изменяем передаточное число.

Механизмом «руководит» электронная система, опираясь на информацию с многочисленных датчиков (об оборотах вала, о вращении колес, сведения с самой трансмиссии).

Основные элементы вариатора

Шкивы и ремень являются лишь частью конструкции современных вариаторов и называются клиноременной передачей. Строение CVT (бесступенчатой коробки передач) гораздо сложнее, в корпусе агрегата предусмотрено немало других элементов.

Вспомним, что нам уже известно. Крутящий момент от двигателя передается на первичный вал, а затем на ведущий шкив. В этом процессе может быть задействован гидравлический трансформатор (предусмотрен не во всех моделях). Гидротрансформатор отсоединяет трансмиссию от двигателя, через него передается усилие от вала к шкиву.

После гидротрансформатора усилие переходит на ремень, а с него на ведомый шкив. Далее при помощи планетарного редуктора момент переходит на вторичный вал. И машина движется вперед. Чтобы автомобиль двигался назад, запускается планетарный механизм или режим заднего хода (изменяет направление вращения вала).

В конструкции предусмотрен и дифференциал, который распределяет нагрузку по колёсам (на дифференциал крутящий момент передается от промежуточного вала).

Электронная система, которая руководит всеми процессами внутри CVT, считывает информацию с датчиков и изменяет режим работы CVT. Датчики установлены там, где можно быстро получить сведения о скорости вращения валов, о температуре рабочей жидкости, о положении селектора (ручки КПП). Электроника учитывает нагрузку на двигатель, скорость движения авто, положение педали газа и многое другое.

В некоторых моделях вариаторов предусмотрена возможность ручного переключения скоростей, ступенчато, как на АКПП. В других могут присутствовать лишь спецрежимы: «спортивный», «экономичный».

Все описанные элементы помещены в один корпус.

Рабочая жидкость

Диаметр шкива изменяется за счет перемещения дисков. Перемещение оказывается возможным благодаря давлению рабочей жидкости – масла (гидравлическая система). Но это утверждение справедливо лишь в отношении ведущего шкива. На ведомом диски перемещаются от натяжения ремня и за счет возвратной пружины.

Для CVT разработано специальное масло. Жидкость проявляет фрикционные свойства (помогает уменьшить силу трения и износ трущихся поверхностей) при своей рабочей температуре (60-70 градусов выше нуля).

Допустимо заливать только оригинальную жидкость (никаких заменителей).

При движении со скоростью более 150 км/ч масло перегревается (рабочая температура возрастает до +80 градусов). Перегрева допускать нельзя, он негативно сказывается на сроке службы вариатора (CVT). Охлаждают жидкость с помощью дополнительно установленного маслоохладителя (радиатор).

Необходимо следить за уровнем масла: если количество слишком уменьшиться, ремень будет проскальзывать. И, чтобы не допустить засорения, менять жидкость необходимо каждые 60-150 000 км (раз в пять лет).

Иные типы вариаторов

Существуют конструктивно различные типы вариаторов: клиноременный (самый распространенный), тороидный и цепной. Первый мы подробно изучили, поскольку он наиболее распространен. Второй устанавливают на полноприводные и заднеприводные ТС. Последний – на тяжёлых машинах, поскольку он наиболее надежен.

Тороидальная вариаторная КПП

Тороидальная коробка передач – более сложный механизм. В нём роль шкивов выполняют диски, вытянутые в форме конуса с одной стороны. Диски направлены друг к другу острыми концами. Тот, что расположен сверху – ведущий. Снизу – ведомый.

Тороидальная коробка передач

Роль ремня выполняют ролики. Они расположены по разные стороны между дисками. И движутся вдоль изгибов. Синхронно поднимаясь вверх, повышают передачу (скорость авто увеличивается, момент уменьшается). Когда опускаются к ведомом диску, передача понижается. Расположившись по середине, выдают прямую передачу. Усилие передаётся благодаря силе трения (трутся между дисками ролики).

Ременный CVT применяется чаще, но тороидный надежнее. Однако, у него есть существенный недостаток: он не подлежит ремонту (при поломки приходится заменять на новый).

Цепная вариаторная КПП

Цепной – это разновидность клиноременного, которая практически ни чем не отличается от «прототипа». В вариаторе лишь заменили ремень на стальную цепь. Такое устройство имеет вариатор под названием Multitronic, созданный концерном Audi. Отличается увеличенным сроком службы, повышенным уровнем прочности, цепной вариатор лучше выдерживает нагрузки. Поэтому его чаще используют на грузовых авто.

Широкого распространения цепная вариаторная КПП не получила, поскольку производит много шума (уровень слишком высокий).

Современные вариаторы

В наши дни бесступенчатой трансмиссией оснащают большинство автомобилей японских и немецких брендов. Поскольку их производство обходится дешевле.

Ведущими мировыми производителями автоматических АКПП, включая вариаторы являются компании ZF, Aisin, Luk. Эти изготовители создают «автоматы» для автоконцернов из Японии, Европы и США. Например, концерн Ford использует продукцию фирмы ZF, а Luk поставляет комплектующие для вариаторов Subaru.

Также производство CVT наладили многие мировые автоконцерны на своих заводах. Их разработки запатентованы и производятся под собственными названиями. Некоторые из этих CVT действительно имеют уникальные особенности, сказывающиеся на эксплуатации узла. Сущность других не слишком отличается от изобретённого ранее.

Наиболее известные модели вариаторов:

  • японские – X-tronic (Nissan), Lineartronic (Subaru), Multimatic (Хонда), Multidrive (Тойота) – японские вариаторы менее «капризны», бесспорным лидером среди них является Multidrive (Тойота);
  • немецкие — Multitronic (Ауди), Autotronic (Mercedes-Benz);
  • американские – Ecotronic (Ford) и Durashift CVT (Dodge).

В нашей стране распространение получили следующие модели автомобилей с вариатором: Honda HR-V и Civic, Nissan Primera, модели Audi.

Особенности и отличия вариатора X-tronic Nissan

В автомобили альянса Nissan- Renault устанавливают фирменные вариаторы X-tronic, выпускаемые дочерней фирой Jatco: на кроссоверы Renault Каптур , Nissan X-trail и Qashqai и др.

CVT X-tronic Nissan

Бесступенчатая трансмиссия (CVT) Nissan относится к типу клиноременных вариаторов, но является его доработанной версией. Причиной доработки послужило желание автоконцерна лишить вариатор его типичных недостатков.

Инженеры внесли изменения в устройство клиноременной передачи (изготовили более тонкие шкивы, снизили гибкость ремня). Степень надежности вариатора увеличена за счёт снижения давления между ремнём и шкивами. Уменьшились на треть потери на трение. В результате внесённых изменений получилась более легкая КПП.

Главное новшество – дополнительная планетарная передача. В отличие от обычных CVT передаточное число X-tronic выше – повышено до 7,3/1.

X-tronic работает в паре с мощными двигателями, благодаря адаптивной электронной системе контроля вариатор «подстраивается» под любые дорожные условия. Отсюда и признание экспертов: бесступенчатая трансмиссия X-tronic – перспективная разработка, меняющая к лучшему общее представление о вариаторах.

В свою очередь водители в многочисленных положительных отзывах отмечают: CVT от Nissan работает тихо, автомобиль с ним плавно и стремительно быстро разгоняется, благодаря вариатору ощущение комфорта не покидает во время всей езды.

Но без минусов и здесь не обошлось: автомобиль с вариатором X-tronic пробуксовывает в сложных дорожных условиях (снег, грязь). И в случае поломки возникают всё те же сложности с ремонтом.

Lineartronic Subaru – один из самых надежных вариаторов

С 1984 года компания Subaru стала использовать забытые со времён попыток Вольво вариаторы ECVT, существенно доработав их. Инженеры Субару оснастили CVT не эластичным ремнём, а набранным из металлических звеньев. Также механизм получил гидротрансформатор, датчики, электронную систему. В этой CVT менялся диаметр лишь у ведущего шкива. Эксперты были поражены – срок службы этого вариатора оказался в разы больше. А автоматический режим демонстрировал все преимущества АКПП. В один «прекрасный момент» концерн решил отказаться от ECVT, устанавливаемого на модели Justy, и разработал вариатор для Vivio, управляемый исключительно электроникой. Чуть позже инженеры Subaru попытались улучшить характеристики своего первого вариатора, новую модель назвали iCVT и установили её на автомобиль Pleo. Попытка установить iCVT на более мощные автомобили не увенчалась успехом.

В 2009 появилась новая модель вариатора под названием Lineartronic, основанная на разработках известного производителя автозапчастей – компании LuK. Сегодня вариаторы Lineartronic от Subaru устанавливают на модели марки: седаны Outback, Impreza, Legacy, компактвэн Exiga, кроссовер Forester.

На автомобили с турбированными двигателями устанавливается модернизированная версия TR690, выпускаемого с 2009, а на остальные – новый вариатор TR580 (New Lineartronic). Версии CVT отличаются конструкцией и размерами.

Читать статью  Что такое вариатор на автомобиле – самое простое объяснение устройства, принципа работы и его недостатков

CVT от Subaru считаются самыми надежными, поскольку в них вместо ремня используется цепь (относится к типу клиноцепных вариаторов). Компания LuK по сегодняшний день поставляет Subaru для вариатора Lineartronic цепь и направляющие. Цепь собрана из 900 пластинок, отличается гибкостью. С ней стало возможно использовать шкивы меньшего диаметра.

Из-за разницы между шириной шкивов CVT демонстрирует рекордное максимальное передаточное число – 6,32. Также меньший радиус изгиба позволил добиться снижения внутреннего напряжения, минимизировать риск деформации и трения частей цепи.

Плавный, но уверенный старт (даже при подъёме в гору) обеспечивает работа гидротрансформатора. Он в два раза увеличивает крутящий момент, идущий от двигателя, а затем (при отметке в 10 км/ч) блокируется (что исключает лишние энергетические потери).

При внушительном потенциале Lineartronic имеет компактные размеры: вся конструкция CVT значительно меньше ременного.

В корпус вариатора интегрирована система 4WD. «Электроника» позволяет распределять момент между осями, в зависимости от дорожных условий; обеспечивает устойчивость автомобиля и управляемость.

Электронный блок управления CVT вынесен за пределы вариатора, не подвержен вибрации, перепадам температуры, поэтому демонстрирует высокую надежность.

Особенности Multitronic Audi

Аудио производит вариатор с так называемыми виртуальными передачами: каждой передаче соответствует определённое положение колесиков конической формы. При разгоне CVT поддерживает высокие обороты. «Автоматика» срабатывает только при включении спортивного режима. Передача выбирается водителем.

Такое CVT выпускается с 2005 года под названием Multitronic. Относится к типу цепных вариаторов. Устанавливается в автомобилях премиум класса – А6, А8.

audi cvt multitronic

Конструкция включает крепкую цепь – собрана из 1025 пластинок, для снижения уровня шума использованы звенья разного размера. А также шкивы с гидроцилиндрами (первый прижимает цепь к шкиву, второй регулирует передаточное число). Сжатие шкивов позволяет избежать проскальзывания при понижении (либо повышении) передачи.

В устройстве сцепления Audio (в CVT) вместо гидросистемы применено многодисковое сцепление, что позволило совместить плавность движения с быстрым стартом и набором скорости.

В Multitronic предусмотрен планетарный механизм (для движения задним ходом). Система управления позволяет регулировать скорость движения задним ходом.

Прежние вариаторы Audi, производимые с 1996 г, «славились» постоянными сбоями в управляющей электронной системе. Не отличалась прочностью цепь. Но и Multitronic далеко не идеален. От его использования инженеры Ауди стали отказываться.

Как определить, какая КПП установлена в автомобиле

Современные КПП, включая роботизированные коробки, очень похожи друг на друга внешне: даже бесступенчатая имитирует «автомат» (имеет селектор и стандартную шкалу скоростей). И всё-таки определить, установлен в ТС вариатор или другая коробка передач, можно. Обратите внимание на:

  • информацию в документах на машину,
  • описания модели вашего автомобиля из Интернета,
  • табличку, расположенную на кузове ТС.

Информация о трансмиссии содержится в инструкции по эксплуатации автомобиля, в технической документации. Также об установленном устройстве можно узнать по vin-номеру ТС (идентификационный номер указывают в свидетельстве о ТС и в паспорте ТС). Существуют специальные веб-сервисы, которые по VIN-коду выдают информацию о комплектации автомобиля.

Не всегда стоит прибегать к услугам платных онлайн сервисов (далеко не каждый даст нужную информацию). Стоит поискать сведения о трансмиссии через поисковую систему. Большинство моделей разных марок подробно описаны в Интернете. Но, если информации о трансмиссии нет, остаётся ещё один вариант – обозначения на табличке.

Обозначения представляют собой набор цифр и букв, расшифровать которые поможет продавец-консультант (если вам необходимо докупить запчасти). Этой информации достаточно, чтобы заказать комплектующие. Если вдруг табличка утеряна или на ней стерлись буквы, такая же расположена на корпусе самого устройства. Сведения о трансмиссии узнает мастер, когда доберется до корпуса (в случае техобслуживания или ремонта).

Подкапотная табличка Subaru

Подкапотная табличка Subaru

Подкапотная табличка Audi

Подкапотная табличка Audi

Подкапотная табличка Nissan

Подкапотная табличка Nissan

Плюсы и минусы бесступенчатой трансмиссии

Автомобили с вариаторами в первую очередь славятся высоким КПД и уровнем комфорта во время езды: плавность хода, быстрый разгон, незаметное изменение скорости, отсутствие рывков. CVT обеспечивает оптимальные обороты двигателя и максимальный крутящий момент. Двигатель не глохнет на светофоре и при движении в пробках. Подъём в гору проходит быстрее, без снижения скорости.

Это основные плюсы коробки передач CVT, минусов, к сожалению, больше.

  1. Бытует мнение, что CVT часто выходит из строя. Однако это не совсем так: проблем с вариатором не возникает, пока действует гарантия на новый автомобиль. Чаще выходят из строя CVT, если владелец автомобиля нарушает правила эксплуатации, рекомендованные производителем (подвергает авто высоким нагрузкам, предпочитая агрессивную езду).
  2. Помимо замены дорогостоящего оригинального масла требуется и замена фильтров (каждые 30 тыс. км).
  3. В виду конструктивных особенностей область применения вариаторов ограничена: их нельзя использовать в ТС с мощными двигателями (не более 220 л.с.). Также недопустимо эксплуатировать автомобиль на высоких скоростях.
  4. Ещё одно ограничение касается буксировки: автомобиль с вариатором можно буксировать только на эвакуаторе.

Вердикт знатоков: экономия или надежность?

В конце статьи хотелось бы ответить на главный вопрос автовладельцев – что лучше CVT или автомат? С экономической точки зрения выгоднее покупать автомобиль с вариатором, поскольку именно бесступенчатая коробка передач обеспечивает оптимальный расход топлива. Да и двигатель в паре с вариатором работает дольше (испытывает меньше нагрузок).

Но если взять во внимание и другие факторы (короткий, в сравнении с КПП, срок службы, высокая цена оригинального масла, стоимость возможного ремонта), покупка авто с CVT уже не выглядит столь рациональной.

К сожалению, ремонт обходится дорого. Стоимость в разы увеличивается, если появляется необходимость в ремонте гидротрансформатора или оказывается, что нужных запчастей в наличии нет (необходимо заказывать). Нередко речь заходит о полной замене CVT: вариаторы не отличаются долговечностью – 150-200 тыс. км пробега (отсюда и низкий спрос на вторичном рынке). К тому же, мастеров, способных осуществить такой сложный ремонт и полную замену, немного (соответственно и стоимость на их услуги выше).

Поэтому и с точки зрения надежности, и с точки зрения экономичности выгоднее приобретать ТС с АКПП или МКПП (такие авто продаются не намного дороже). Исключение составляют лишь некоторые модели вариаторов, отличившиеся увеличенной степенью надежности и улучшенными эксплуатационными характеристиками (X-tronic, цепной Lineartronic, цепной Multitronic с адаптивным режимом «Спорт»).

Каким авто отдавать предпочтение? Зависит от вас: ваших финансовых возможностей (рассматриваете покупку нового авто или ищите на вторичном рынке, готовы ли вкладываться в дорогостоящее обслуживание), как долго планируете ездить, насколько важно выгодно перепродать автомобиль, какой стиль вождения вы предпочитаете. Автомобили с CVT подходят ответственным водителям, предпочитающим размеренную езду по городу или по трассе, высоко ценящим комфорт во время езды.

Вариаторы: доверять — не доверять?

Визуально различить по селектору КП тип трансмиссии не всегда возможно. Одна из подсказок — наличие на CVT режимов S и/или L вместо цифровых обозначений первых двух-трех передач в обычной АКПП. Однако если коробка имеет отдельный «ручной» режим, внешние различия сводятся к нулю

Еще лет 15 назад казалось — вот он, идеальный трансмиссионный агрегат. При одинаковых с механическими и автоматическими коробками габаритах вариаторы обладают неоспоримыми преимуществами. Плюсы скрыты в самом названии — CVT: Continuously Variable Transmission. То есть — непрерывно варьируемое передаточное отношение, которое обеспечивает максимальную эффективность работы двигателя в любой момент времени. В плюсе лучшая динамика и топливная экономичность, чем у МКП, при том же комфорте передвижения, что и у АКП. Заманчивое сочетание, которое, по логике вещей, должно было поставить под вопрос само существование «механики» и «автомата». По крайней мере, на основной массе автомобилей. Но сейчас мы видим, что автомобильный мир по отношению к CVT раскололся. Есть фирмы, которые к вариаторам «прикипели», однако большинство производителей бесступенчатые коробки игнорируют. Что готовят подобные трансмиссии при эксплуатации? Какова их надежность, ресурс и перспективы развития?

Принцип работы клиноременного вариатора (говорить мы будем в основном о нем) прост. Недаром считается, что первые его прототипы были изобретены еще в XV веке самим Леонардо да Винчи. Ключевой узел — два шкива, состоящих из пары конусов, обращенных узкими сторонами друг к другу. Один из шкивов посажен на вал, связанный с двигателем, то есть ведущий. Второй — на ведомый вал, соединенный с колесами. Между шкивами натянут ремень, передающий крутящий момент от ДВС. Изменение передаточного отношения получается путем сдвижения или раздвижения конусов. При этом ремень либо «проваливается» ближе к оси шкивов, либо отдаляется от нее. К примеру, если ремень вращается на ведущем шкиве по малому радиусу, а на ведомом по большому, то подобное сочетание соответствует низшей передаче. Обратная ситуация — это уже высшая передача. А между ними — уйма вариантов передаточных чисел. Причем силовой диапазон, то есть отношение высшей и низшей передач, у вариаторов ограничен только диаметром шкивов. Теоретически можно получит значение в 12, в то время как у современных 9-ступенчатых АКП силовой диапазон не дотягивает и до десяти.

С точки зрения голой механики, изменение передаточных отношений в вариаторе, пожалуй, даже проще, чем в МКП, и тем более в «автомате». Но до 80-х годов прошлого века не было «прочностной» технологий обработки металлов, необходимой в пятне контакта. И масла, которое бы под давлением могло не уменьшать, а увеличивать коэффициент трения

Набранный из металлических сегментов ремень имеет в своей основе стальные ленты. Для первых, толкающих шкивы своими боковыми поверхностями, критична свежесть масла и тем более его отсутствие. Вторые повреждаются при ударных нагрузках и «устают» от работы по малому радиусу. Продолжительная езда в пробках и на максимальных скоростях снижает ресурс ремня

Переварить момент

Сравнительная простота конструкции вкупе с таким преимуществом заинтересовала инженеров еще в конце XIX века — патент на вариатор был выдан в 1886 году. На рубеже столетий бесступенчатую передачу момента использовали в промышленности, на ткацких производствах. Правда, не обязательно, что это были именно клиноременные механизмы. Конструкций вариатора наберется с десяток. Ну а известный нам агрегат обрел популярность ближе к 50-м годам прошлого века — на мопедах и мотороллерах. Первое же использование клиноременной CVT на автомобилях относится к 1958 году. Тогда подобную трансмиссию получил седанчик DAF 600 с мотором в 590 «кубиков» и 22 л.с. Но ремень использовался еще резиновый. К стальному, набранному из пластин, пришли только во второй половине 80-х годов. Благодаря этому внимание на вариатор обратили Ford и Fiat. Чуть позже то же сделали японские компании. Точнее, те из них, которые выпускали кей-кары.

Два десятилетия назад произошел некий технологический прорыв. У Honda CVT соседствовала уже с полуторалитровым мотором и передавала момент в 133 Нм. Бесступенчатая трансмиссия на Nissan Primera была способна «обработать» еще больше — почти 200 Нм. А десять лет назад вариатор примерил 3,5-литровый ниссановский же VQ35DE, развивавший 333 Нм. Сейчас для агрегата с клиновым ремнем это рекорд. Впрочем, в конце 90-х годов к этой гонке вооружений подключилась Audi. Имея аналогичную конструкцию, немецкая CVT, названная Multitronic, несет в себе одно принципиальное отличие. Вместо наборного металлического ремня в ней используется стальная многорядная цепь. Контакт со шкивами у нее происходит не всей боковой поверхностью, как у ремня, а только осями звеньев. Тем не менее, передаваемый момент достигает 330 Нм. Что любопытно, у Subaru цепной вариатор Lineartronic, работающий в паре с турбомоторами, способен на большие подвиги — 400 Нм.

DAF 600 стал первым автомобилем, примерившим клиноременный вариатор. Его использование — заслуга владельца фирмы Хуба Ван Доорна. Чуть позже, ради продолжения работ над CVT, он продал DAF Volvo и создал компанию VDT. Стальной ремень родился именно в ней

Дырка от бублика

Пока одни инженеры были всецело поглощены усовершенствованием клиноременного вариатора, другие думали над тем, как к автомобилю приспособить вариатор иной конструкции — торовый или тороидальный. В его основе два диска, профиль рабочих поверхностей которых напоминает геометрическую фигуру тор, проще говоря, бублик. Один расположен на ведущем валу, второй на ведомом. Между ними — ролики, вращающие в горизонтальной плоскости и поворачиваемые в вертикальной. Именно они передают момент от одного диска к другому. Если ведущий диск обкатывается роликами по минимальному радиусу, а ведомый по максимальному, получается пониженная передача. В противоположном случае — повышенная.

Читать статью  Чем плох вариатор – Сроки службы и основные поломки СТАТЬИ

Запатентовано торовое устройство было даже раньше ременного, в 1877 году. В XX веке его не раз пытались скрестить с автомобилем. Но дальше опытных образцов дело не шло (разве что до Второй мировой войны подобный агрегат устанавливался на британские малолитражки Austin 7). Пока за работу не взялась трансмиссионная фирма Jatco и компания NSK, выпускающая подшипники. Более двух десятилетий экспериментов дали качественный результат. В 1999 году вариатор Extroid появился на Nissan Cedric/Gloria и через пару лет на Skyline. Самые заряженные из моторов развивали до 400 Нм. Одновременно Mazda представила концепт кроссовера Nextourer с трехлитровым V6 и тороидальным вариатором Jatco. В то же время британская фирма Torotrak испытывала торовую CVT, установленную на Ford Expedition с 5,4-литровой «восьмеркой», момент которой достигал почти 450 Нм.

Известно, что эксперименты англичане продолжают, поговаривают даже о кооперации с Aisin. А вот Mazda свой концепт до конвейера не довела. О торовых вариаторах от нее больше не слышно. С Nissan такая же ситуация. После окончания выпуска указанных седанов в середине 2000-х по поводу дальнейших разработок — тишина. На моделях с продольным расположением двигателя используется 7-ступенчатый «автомат». Перспективнее? Скорее всего, дешевле. Ведь по материалам основной узел торового вариатора очень сложен. Давление в пятне контакта дисков с роликами может доходить до 10 тонн. Поэтому для изготовления тех и других используют особую подшипниковую сталь с большим процентом углерода, чтобы сделать рабочие поверхности тверже. Плюс дорогое масло, под такой нагрузкой превращающееся в тончайшую пленку, способную передавать момент. Но в других условиях выполняющее обычные функции — смазывающее или обеспечивающее работу фрикционов. Готовы ли за это платить потребители? А производители, которым нужно уложиться в определенную себестоимость? Характерно, что по Extroid в России нет даже внятного эксплуатационного опыта — настолько он редок.

Основной узел торового вариатора тоже прост. Сложно было получить нормальный зацеп в пятне контакта и добиться целостности металла. Для этого материал насыщали углеродом, однако конструкция на автомобилях все-таки не прижилась

Mazda Nextourer должна была стать еще одним автомобилем, оснащенным торовым вариатором. Концепт в серию не пошел, а работы над такой трансмиссией в Mazda, судя по всему, прекратили

Ниссановский Extroid переваривал без малого 400 Нм. В том числе благодаря тому, что вариаторных узла было два. Однако на конвейере агрегат просуществовал менее пяти лет

Современнее и сложнее

Давление в месте контакта ремня или осей цепи и шкивов меньше, чем в торовом вариаторе. И все-таки именно этот узел — основное слабое звено CVT. Впрочем, стоит отметить, что за годы развития над ним работали. Поэтому всего лишь как страшный сон вспоминаются порванные беспричинно и при небольших пробегах ремни на Nissan Cube первого поколения. Закончившимся кошмаром кажутся вставшие на прикол из-за пробуксовок в узле пяти-, шестилетние Honda Civic середины 90-х. А современный сервис вполне способен бороться со сложными ремонтными случаями. Вариатор, если так можно выразиться, стал человечнее, превратился из некой «страшилки» в обычный агрегат, подобный «автомату» или «механике». Причина, конечно, и в том, что последнее десятилетие потребитель имел дело, в основном, с дилерскими машинами. А это гарантия и запас ресурса по пробегу.

И вместе с тем нынешние CVT стали сложнее. Подобно современным автоматическим трансмиссиям, у вариаторов, например, датчики давления работают по другому принципу. В клапанных механизмах теперь располагаются дополнительные блоки управления. Гидротрансформаторы блокируются едва ли не с первой передачи. Пакеты «мокрых» фрикционов, иногда их заменяющие (скажем, на Multitronic в Audi), работают с постоянными пробуксовками. Именно такой алгоритм позволяет экономить топливо и по динамическим характеристикам делать вариаторы лучше механических коробок. На другой чаше весов жесткие температурные режимы работы и активно загрязняющаяся жидкость. Результаты подобного воздействия — изношенная отходами фрикционов «клапанка», соленоиды, втулки. При забитом фильтре и масляном голодании худший вариант — вышедшие из строя подшипники, «планетарка», масляный насос. Но иногда к тому времени автомобиль уже перестанет ехать либо ремень будет дико буксовать. Старение жидкости для вариатора, пожалуй, еще более критично, чем для «автомата». Все же ATF в АКП передает момент по фрикционным дискам, и так имеющим хороший коэффициент сцепления. А всякие вариаторные HMMF и NS-1 должны «спаивать» металл с металлом, что определяет несколько иные требования. Это общий диагноз, касающийся всех CVT. Но есть и фирменные сюрпризы.

Как и «автомат», вариатор не обходится без клапанного механизма. Последний, в свою очередь, также страдает от грязной жидкости, которая уничтожает соленоиды и «прогрызает» алюминиевую плиту

Nissan

Несмотря на то что Nissan отказался от Extroid и испытывал на рубеже веков определенные проблемы с клиноременными вариаторами, эта фирма стала первой в мире, серьезно поставившей на бесступенчатые трансмиссии. Сейчас половина моделей из тех, что официально предлагаются на российском рынке, агрегатируются CVT или, как она называется у марки, Xtronic. Фактически это три вариатора, созданные давним партнером компании фирмой Jatco. Первый (RE0F09A/B или JF010E) появился еще в 2002 году на Murano и далее устанавливался на модели с 3,5-литровыми V6. После модернизации его продолжают использовать на кроссовере последнего поколения. Своеобразная коробка. С одной стороны, ее ремень вполне может отходить до 150 тыс. км, что ранее было недоступно. С другой, она обладает рядом врожденных недостатков. Так, ремень, а точнее, его ленты, очень чувствительны к постоянному изгибу по малому радиусу — такой получается при продолжительной езде на низких скоростях, например, в пробках. От загрязнения жидкости и перегрева часто заклинивает клапан контроля давления, отчего последнее падает и повышенному износу подвергается ремень со шкивами (клапан меняется вместе с крышкой насоса — 12 000-17 000 руб.). До 100 тыс. км, если не обновлять масло, придется менять гидроблок (14 000 руб.). Горит пакет фрикционов, отвечающий за движение вперед. При любом ремонте приходится резать и восстанавливать гидротрансформатор.

Вторая коробка — RE0F10A или JF011E — пришла в 2005 году на смену агрегату, который устанавливался еще на Primera, R`nessa или Avenir конца 90-х начала 2000-х. Сейчас это основная CVT Nissan, которая агрегатируется с двигателями от 1,6 до 2,5 л и существует, например, на Qashqai и Teana последнего поколения. Еще недавно эту трансмиссию имела троица Mitsubishi Outlander/Citroen C-Crosser/Peugeot 4007, Jeep Compass и Patriot. Сейчас ею продолжают оборудовать новый Outlander, ASX, Lancer, Suzuki Kizashi. Такая популярность обусловлена неплохой надежностью вариатора. При аккуратной эксплуатации и регулярной замене масла он способен отходить до 200 тыс. км. За чистоту последнего, кстати, отвечают два фильтра — один расположен за поддоном, второй находится снаружи. Ну а обращать внимание придется на шаговый двигатель, меняющий положение конусов, стоящий недорого (около 6 000 руб.) и меняющийся без демонтажа коробки. На масляный насос (порядка 15 000 руб.) и датчик скорости (1 500-2 000 руб.). Реже, чем на CVT Murano, заклинивает клапан давления. Подшипники валов тоже слабое место, однако зачастую они всего лишь воют и терпят до полного капитального ремонта.

По третьему вариатору, используемому на данный момент, почти ничего не известно. Разве только то, что это цепная КП, пришедшая на смену клиноременной CVT на 3,5-литровой Teana нынешней генерации. Слишком молода.

Вариатор, который устанавливается на Qashqai и другие Nissan, наверное, самый популярный в мире, поскольку Jatco предлагала его многим другим автопроизводителям. Что любопытно, на дизельном Qashqai последнего поколения его модернизированная версия способна имитировать АКП даже в автоматическом режиме. Впрочем, для современных CVT это уже становится нормой

Toyota

Похоже, до поры в Toyota к вариатору относились осторожно. Если и ставили эксперименты, то на машинах небольших, B-класса или даже кей-карах. А примерно десять лет назад в компании все-таки пришли к выводу, что от CVT никуда не деться. Сейчас только из официально российских автомобилей вариатор устанавливается на C-классовые модели и RAV4. На других рынках к ним можно добавить Vitz/Yaris, Avensis, Wish и т.д. На всех один агрегат — K311. В общем-то, неплохой. На некоторых экземплярах отходивший более 150 тыс. км. Тем не менее, неприятности бывают. Известно о сгоревших фрикционах и проблемах с электроникой. На RAV4 элементы, передающие момент (те же фрикционы и ремень со шкивами), испытывают повышенную нагрузку. Двигатель-то двухлитровый, и полный привод присутствует со всеми вытекающими из этого обстоятельствами. Но выход из строя подшипников валов объемом мотора и внедорожными упражнениями не объяснить. Очевидно, колебания качества.

По сравнению с другими производителями Toyota, можно сказать, лишь начинает осваивать бесступенчатую трансмиссию. Речь идет только о клиноременных вариаторах, которые компании поставляет Aisin. Проблемы есть, но с таковыми, например, при первых экспериментах Nissan, их не сравнить

Audi и Subaru

Немцы первыми использовали многозвенную цепь в коробке 01J, разработанной совместно с фирмой Luk. И это дало определенные результаты. В отличие от ремня, цепь может работать по меньшему радиусу, что позволило получить больший силовой диапазон и теоретически сделать коробку компактнее. По «железу» коробка способна ходить до 150-200 тыс. км, хотя уже после 100 тысяч, вероятней всего, цепь придется менять — растянется (14 000 руб.). Но еще до этой отметки попросит замены блок управления, расположенный внутри агрегата (около 30 000 руб.; восстановленный вдвое дешевле). Он работает в жестких температурных условиях даже при обычной езде, не говоря уже о максимальных скоростях или интенсивных разгонах. В 2005 году процессор доработали, однако полностью проблема решена не была. Также в группе риска дифференциал и масляный насос.

В 2007 году у Audi появился новый вариатор с индексом 0AW. С прежним по конструкции ничего общего, «безопасный» момент доведен до 400 Нм, сложный демонтаж и ремонт. Комплектующие есть пока не все, блок управления, судя по всему, выполнен невосстанавливаемым. Между тем, случаи перегрева ЭБУ и выхода его из строя уже есть.

По пути Audi пошла Subaru. Когда-то маленькая и гордая фирма в числе первых начала оснащать свои модели вариаторами — клиноременными. Теперь все CVT, которые с 2009 года вытесняли автоматические коробки и на данный момент почти это сделали, — цепные. Увы, о конструктивных недостатках субаровских Lineartronic пока говорить рано, пробеги небольшие. Хотя Murano или Audi в возрасте пяти лет, бывало, уже показывали свой характер. За Subaru это не замечено.

Цепь, впервые использованная Audi, контактирует со шкивами не боковыми поверхностями звеньев, а их осями. Несмотря на, казалось бы, меньшее пятно контакта, такая конструкция способна передавать момент не меньший, чем клиноременные CVT. В несомненных плюсах — возможность работы на шкивах меньшего диаметра. Звенья же имеют большую гибкость, нежели стальные ленты

Multitronic первого поколения в сервисах уже хорошо изучен, поскольку в ремонте гость частый. Изучение нового агрегата началось, хотя кое-какие неприятные выводы уже есть. Похоже, блок управления, находящийся внутри коробки, по-прежнему работает в жестких температурных условиях

Субаровские Lineartronic уже успели модернизировать, но это все еще очень свежие агрегаты, изучение которых в СТО только начинается

Honda

Модельный ряд этой марки в России сейчас остался без вариаторов. Но еще недавно у нас официально продавался Jazz, а на рынке second hand до сих пор присутствует построенный на его базе универсал Airwave. На них и еще на ряд моделей устанавливалась коробка с индексом SLYA или ее версия M4VA. Эту CVT не раз модернизировали и в итоге получили достаточно надежный агрегат, который способен прожить более 150 тыс. км. Правда, в капитальный ремонт войдет не только замена ремня, но и шкивов и фрикционных пакетов. На фоне стоимости самого автомобиля получится довольно значительная сумма в 60 000-70 000 руб.

Другой вариатор вообще устанавливался только на автомобили для внутреннего рынка Японии. MLPA появился в 2003 году на Odyssey третьего поколения, потом на Stream и Sterpwgn. Несмотря на такой возраст, загадочен, поскольку в первых поколениях модели с ним завозились штучно, а в последних генерациях редки все праворульные «японцы». Одно известно — фильтр в MLPA расположен внутри корпуса, и для его замены необходима полная разборка коробки.

Вариатор Fit/Jazz зарекомендовал себя, в общем-то, неплохо. На иных хэтчбеках первого поколения пробеги уже перевалили за 150 тыс. км. Вот только экономическая целесообразность восстановления агрегата под вопросом. Б/у коробка обойдется вдвое дешевле

Как жить с вариатором в мире, покое и согласии

Нюансы конструкций от разных производителей вовсе не мешают всем без исключения вариаторам одинаково страдать от ряда воздействий. Передача момента ремнем или цепью в принципе ставит под вопрос некоторые устоявшиеся аспекты эксплуатации. Так, жидкость нужно менять даже чаще, чем в «автомате». Через 30-40 тыс. км — оптимальная периодичность, а вот 60 тыс. км, как рекомендуют некоторые компании, слишком смелая оценка ее возможностей. Причем менять жидкость лучше с фильтром, благо, стоит он сравнительно недорого (от 300 до 2 000 руб. в зависимости от расположения).

Читать статью  Можно ли буксировать прицеп на АКПП: гидроавтомат, вариатор (CVT), робот (DSG)

Неприемлем агрессивный стиль езды. Резкие старты, пробуксовки, особенно в случаях, когда после них следует жесткий «фрикционный» контакт с сухим покрытием, сокращают ресурс основного узла вариатора. К тому же CVT очень зависима от температуры. Продолжительная езда на высокой скорости приводит к перегреву агрегата. Как, впрочем, и жизнь в пробках. Если то и другое — неотъемлемые условия эксплуатации, лучше предусмотреть дополнительный теплообменник. И обязательно следить за чистотой основного радиатора двигателя, в который включен контур охлаждения трансмиссии. При морозах вариатору нужен мягкий прогрев без интенсивных ускорений. В пятне контакта жидкость начинает работать только при температуре, близкой к рабочей, а до этого ремень и цепь при быстрых разгонах будут проскальзывать, изнашивая шкивы.

Более того, приговорить вариатор могут неожиданные воздействия, на которые при эксплуатации «механики» или «автомата» просто не обратишь внимания. CVT противопоказана буксировка на «галстуке» с неработающим двигателем. И никакой долив жидкости, как в АКП, в такой ситуации не поможет. Ведомый вал со шкивом будет вращаться от колес, а цепь или ремень станут «фрезеровать» шкив на заторможенном ведущем валу.

Ремень, напротив, боится ударных нагрузок, которые могут возникнуть, если при движении удариться колесами о препятствие. Или если блок управления потеряет сигнал от вышедшего из строя датчика скорости. Это спровоцирует резкий переход конусов в среднее передаточное отношение, в аварийный режим. Для ремня — тоже нагрузка на разрыв.

Словом, покупая автомобиль с вариатором, стоит себя психологически подготовить. Хотя нужно понимать, что аналогичной адаптации сознания требуют и современные автоматические трансмиссии. CVT по эксплуатационным «заморочкам» не далеко от них ушли. Вместе с тем, от них зачастую можно ожидать несколько большего ресурса — если, конечно, соблюдать все условия. Жаль только, что в ряде случаев трансмиссионного выбора нет — предлагается исключительно вариатор.

Что такое вариатор на автомобиле – самое простое объяснение устройства, принципа работы и его недостатков

Добрый день, дорогие друзья. Сегодня подробно разберем еще одну автоматическую коробку передач – вариатор. Объясню, из чего он состоит, как работает и почему многие бояться этой коробки. Начнем с самого главного – что это за «зверь».

Что такое вариатор в автомобиле и как работает

Что такое вариатор в машине

Вариатор в автомобиле – это автоматическая, бесступенчатая коробка передач. Простыми словами – КПП, которая не имеет фиксированных передач. То есть, в ней нет шестеренок, которые отвечают за передачу крутящего момента от мотора к колесам.

Если в классической АКПП есть определенный набор шестерёнок, которые включаются и выключаются на определенных скоростях и оборотах двигателя, то здесь подобной конструкции нет. Все передачи виртуальные. Они запрограммированы в ЭБУ и в зависимости от определенных условий, происходит «магия» изменения передаточного числа. На приборке вы можете видеть цифры «1», «2», «3» – это индикаторы выдуманных передач, чтобы вам было спокойно, и вы знали, что как бы включена какая-то скорость.

В вариаторе автомобиля нет фиксированных шестерен-передач, вместо них используется ремень или цепь

Хотя нет, обманул, есть планетарная передача. Она отвечает за движение автомобиля задним ходом – это задняя скорость. А передача крутящего момента от силового агрегата к колесам происходит через ремень или ролики.

В первом случае – используется ременная или цепная передача. Во втором случае – вместо ремня применяются ролики, он называется тороидальный. Конструктивно такой вариатор немного отличается от клиноцепного или клиноременного (первого варианта).

Роликовая или тороидальная бесступенчатая КПП отличается от классической ременной наличием роликов в механизме передачи момента. Они используются вместо ремня или цепи. В ней конусообразные пластины неподвижные. Изменение передаточного числа осуществляется за счет изменения положения роликов относительно конусных пластин шкивов.

Принципиальная схема устройства тороидального вариатора в автомобиле

Для общего сведения. Вариаторные коробки первыми стали использовать на мопедах и скутерах. Позже они появились на снегоходах, легковых и грузовых автомобилях DAF.

Как устроен вариатор

Вариаторная коробка в своей конструкции имеет основные элементы:

  1. Два вала: ведущий и ведомый.
  2. Два шкива, каждый из которых находиться на одном из валов и состоит из подвижных конусов. Если быть точнее, подвижный всего один конус на каждом из шкивов.
  3. Ремень или цепь. Он соединяет два шкива. Через него происходит передача крутящего момента.
  4. Планетарный редуктор. Для движения машины задним ходом.
  5. Набор фрикционов (сцепление) для нейтральной передачи и задней скорости.

Основные компоненты устройства автомобильного вариатора

Это основные части вариатора, которые отвечают за передачу крутящего момента от двигателя до колес, «нетралку» и заднюю скорость.

Кроме этого, есть рычаги и винт. К рычагам присоединены противоположные диски шкивов. Они могут двигаться в осевом направлении, изменяя диаметр каждого шкива, изменяя передаточное соотношение.

Шкивы

Каждый из них состоит из двух конусообразных пластин. Одна из них подвижная, двигается в осевом направлении по шлицам на валу.

Устройство ведущего и ведомого шкивов вариатора в автомобиле

Обычно подвижными делаются противоположные пластины двух шкивов. Двигая их, меняется расстояние между пластинами, изменяя диаметр шкива. Разный диаметр – разное передаточное число между ними.

Ремень и цепь

Бывает двух видов:

  1. Клиновидный ремень, состоящий из металлических пластин.
  2. Цепной или клиноцепной. Использует особой конструкции цепь.

Клиновидный или клиноременной

Принцип работы вариатора не допускает применение резиновых или тканевых ремней. При прижатии конусообразного диска он может сложиться, переломиться. КПП начнет «буксовать», прервется передача момента от ведущего к ведомому валу. Все закончиться дорогостоящим ремонтом коробки.

Клиновидный ремень бесступенчатой трансмиссии состоит из одной или двух лент. На них нанизаны металлические сегменты в виде «бабочек» (форма может отличаться от производителя коробки передач). Эти сегменты контактируют с пластинам шкивов. От их формы зависит эффективность передачи момента и износостойкость, долговечность ремня.

Клиноцепной

Она состоит из множества пластинок, соединенные цилиндрическими осями. Подобный тип цепи обеспечивает наименьший угол излома, долговечность. При контакте с поверхностями конусообразных дисков, возникает высокая температура. Поэтому цепь омывается дополнительно смазкой, чтобы продлить срок службы её и всему вариатору.

В отличие от клиновидного ремня, цепь обеспечивает высокий КПД коробке, большой диапазон передаточных чисел. Но стоимость его выше, что увеличивает цену вариаторной КПП.

Ремень и цепь автомобильного вариатора

Тороидальный или роликовый вариатор

Здесь вместо ременного механизма используются ролики. Шкивов нет, вместо них два конусообразных диска, расположенных друг против друга. Один закреплен на ведущем валу, второй на ведомом.

В отличие от ремня, диски неподвижные. Между ними находятся подвижные ролики, которые могут двигаться в сторону ведомого или ведущего вала. Изменение передаточного числа происходит за счет уменьшения или увеличения плоскости касания роликов конусообразных дисков. Крутящий момент передается только за счет силы трения роликов и поверхности конусов дисков.

Отличие устройства тороидального вариатора от клиноременного

Как работает бесступенчатая CVT коробка передач

Рассмотрим принцип работы двух типов вариаторов – клиноременного и тороидального (роликового) вариатора.

Ременной или цепной

В этом случае принцип работы одинаковый. Отличие только в применении в качестве передачи крутящего момента ременного или цепного привода. Устройство вариаторной коробки не изменяется.

При помощи подвижного механизма, закрепленного на одном из конусов ведущего и ведомого шкива, происходит изменение эффективного диаметра ремня. То есть, на каждом из шкивов меняется внутренний диаметр. Соответственно, изменяется передаточное число между ведущим и ведомым валами.

Принцип работы вариатора в автомобиле

Простым языком:При возрастании оборотов двигателя, противоположные конусообразные пластины сдвигаются или раздвигаются, каждая на своем шкиве. Они либо выталкивают ремень наружу при их схождении, либо опускают его вниз, при раздвижении. На картинке показано, как меняется передаточное соотношение при разном положении ремня на шкивах коробки.

Как работает вариатор в автомобиле на повышенной передаче

Как видно, здесь нет фиксированных передач, потому что нет набора звездочек. Поэтому, вариатор может иметь неограниченное число передач, а значит, широкий диапазон передачи крутящего момента.

В современных вариативных коробках все же есть две звездочки или дополнительный планетарный механизм. Он предназначен для фиксации пониженной передачи или первой скорости, чтобы момент передавался не через ремень, а через шестерни. Это бережёт ремень от проскальзывания и шкивы от царапин при старте автомобиля под нагрузкой. Например, при заезде с места на бордюр, подъем в гору с минимальной скорости или буксование в грязи.

Задняя и нейтральная передача

Когда рассматривали устройство вариатора, то говорили, что в его конструкции есть планетарная передача и набор фрикционов. Так вот, все это хозяйство отвечает за «нейтралку» и заднюю скорость.

Ведущий шкив жестко соединен с водилом планетарной передачи. На ведущем валу установлена солнечная шестерня, которая двумя рядами сателлитов связана с коронной шестернёй. Они своими осями соединены с водилом.

Устройство планетарной передачи вариатора в автомобиле

Чтобы обеспечить движение автомобиля прямо, нужно зафиксировать коронную шестерню с солнечной шестернёй. За это отвечает первый пакет фрикционов. Он представляет собой набор пластин. Один ряд которых имеет зубья на внешней части,они соединены с коронной шестерней. На втором ряду зубья расположены на внутренней стороне пластины, они жестко связаны с солнечной шестерней. Весь набор пластин может двигаться в осевом направлении по шлицам.

Как выглядят фрикционные диски и как они работают на планетарном механизме

Таких рядов несколько, пластины чередуются между собой. Между ними есть определенный зазор и они свободно вращаются каждый со своей шестернёй. В этот момент включена нейтральная передача. Под действием гидропривода они смыкаются. За счет силы трения между ними, они фиксируя солнечную шестерню с коронной. Теперь вся конструкция движется как одно целое, обеспечивая движения авто вперед.

Фрикционные пластины автомобильного вариатора

При включении задней скорости активируется второй пакет фрикционов и ослабляется первый. Второй набор пластин отвечает за фиксацию солнечной шестерни с корпусом коробки.

Таким образом в работу вступают сателлиты. Коронная шестерня вращается в одном направлении, сателлиты в другом. Так как они жестко связаны с водилом, то оно вращается в противоположном направлении относительно входного вала. Это обеспечивает движение автомобиля задней скоростью.

Тороидальный вариатор

Как известно из его устройства, он имеет два неподвижных конуса, направленных друг против друга. Между ними вращаются ролики, которые изменяют свое положение относительно этих конусов.

Механизм изменения положения роликов у каждого производители свой. В некоторых моделях происходит поворот роликов относительно оси конусов. В других вариаторах ролики смещаются вдоль оси вала, а их поворот относительно конусов происходит за счет прижатия к ним. Ролики самостоятельно изменяют свое положение в плоскости за счет центробежной силы.

Как работает тороидальный вариатор в автомобиле

Недостатки вариаторов

  1. Они не способны «переваривать» большую мощность двигателя. Это связано с механизмом передачи крутящего момента, не зависимо, установлен ремень или цепь. Она легко может проскакивать, задирая конуса – это уже дорогостоящий ремонт.
  2. По поводу ремонта. Переборка вариатора стоит очень дорого, иногда сравнима по стоимости с капитальным ремонтом двигателя. В большинстве случаев подобный ремонт не целесообразен, проще найти «контрактную» коробку.
  3. Бесступенчатая КПП прихотливая в обслуживании. Её нельзя перегревать, буксовать на одном месте, часто ездить «педаль в пол». Все это ведет к повышенному износу конусов и ремня.
  4. Много датчиков управления и контроля работы вариатора. Выход одного из них приведет к выходу из строя всего агрегата.
  5. Дорогое обслуживание. В ней необходимо чаще, чем в классическом автомате менять масло. Стоимость работы и самого масла выше, чем у «автомата».

Достоинства CVT

  1. Плавный разгон и торможение. Отсутствие рывков, при исправном вариаторе.
  2. Современные бесступенчатые КПП умеют экономить топливо лучше классических автоматов. В некоторых случаях экономия достигает уровня механической коробки.
  3. Низкий уровень шума при исправном агрегате. Вариатор не имеет фиксированных шестерен передач, поэтому он издает меньше шума при движении автомобиля.
  4. Исключена пробуксовка ведущих колес. Это повышает безопасность на обледенелых дорогах. С другой стороны, современные автомобили оснащены системами курсовой устойчивости, авто будет уверено стоять на льду, неважно, какая коробка в нем установлена.

Подведем итог

Многие автолюбители боятся подобных трансмиссий. Зная устройство и принцип работы вариатора, можно легко понять автовладельцев, так как вы знаете, почему у него так много противников. Плюс ко всему, подобная коробка имеет достаточно недостатков. Все они носят финансовый характер, то есть, все что связано с ней, несет затраты больше, чем другие типы КПП.

Например, обрыв ремня приведет к капитальному ремонту вариатора. Чаще её нет смысла ремонтировать, слишком дорого. Многие после этого ищут коробки на разборках, где никто не дает гарантию на них.

Вы являетесь счастливым обладателем вариатора? Напишите в комментариях, как вы с ней живете. Всем будет полезно узнать об этом.

Источник https://car4road.ru/blog/vsyo-o-variatorah-cvt-chem-otlichayutsya-kak-rabotayut-kak-ekspluatirovat-naskolko-nadezhny-i-ekonomichny-stoit-li-voobshhe-brat-avtomobil-s-variatorom

Источник https://www.drom.ru/info/misc/27910.html

Источник https://avtoyoutube.ru/chto-takoe-variator-v-avtomobile.php

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: