Бесступенчатая трансмиссия cvt что это

Что такое Бесступенчатая коробка передач или Вариатор

В большинстве конструкций действительно применяется ремень, набранный из большого количества стальных пластин, удерживаемых лентой. Но некоторые производители предпочитают использовать цепь. Выглядит она почти так же, как цепь привода ГРМ двигателя. Только контактирует с конусами. Крутящий момент передают торцы стержней, соединяющих пластины. Такой вариатор называют цепным. Цепные вариаторы используют, например, Subaru и Audi.


В субаровском вариаторе применен цепной привод. Такая конструкция выдерживает больший крутящий момент, чем способен передать ремень.

В субаровском вариаторе применен цепной привод. Такая конструкция выдерживает больший крутящий момент, чем способен передать ремень.

Достоинства и недостатки

При рассмотрении особенностей вариаторной КПП необходимо понимать ее слабые и сильные места. К преимуществам CVT можно отнести:

  • Плавное изменение скоростного режима. В отличие от гидротрансформаторной коробки-автомат вариатор обеспечивает увеличение и уменьшение скорости без малейших толчков / рывков.
  • Повышенный срок службы мотора. При правильной эксплуатации, своевременной замене масла в вариаторе и выполнении других регламентных работ устройство обеспечивает плавную передачу момента на двигатель и тем самым продлевает его ресурс.
  • Более экономный расход горючего, благодаря высокому КПД механизма. В среднем коэффициент полезного действия больше на 7-10%, если сравнивать с классической коробкой-автомат.
  • Экологическая чистота механизма. В процессе работы вариаторная система выбрасывает в атмосферу меньше опасных компонентов (если сравнивать с другими «коробками»).
  • Быстрый разгон. Отсутствие рывков способствует экономии времени в момент набора скорости, что обеспечивает лучшую динамику для автомобиля.
  • Легкость управления. Достаточно выбрать нужный режим на ручке, чтобы начать движение.

Несмотря на преимущества, CVT имеет и ряд минусов:

  • Трудности обслуживания. Ремонт и замена вариатора — очень дорогостоящая операция, за которую берутся единицы мастеров. Иногда приходится обзвонить не одно СТО, чтобы найти подходящий вариант.
  • Высокая стоимость масла. Для заливки в CVT применяются специальные смазывающие составы, имеющие более высокую цену.
  • Раз в 100-150 тыс. километров требуется замена ремня, что является дорогим удовольствием.
  • Зависимость от электроники. Вариаторная КПП в процессе работы получает сигналы от многих датчиков. Если какой-то из них сбоит, система будет работать неправильно, а это ведет к необходимости ремонта вариатора и дополнительным расходам.
  • Сравнительно небольшой ресурс. Вариаторная коробка не любит большие нагрузки, поэтому выходит из строя быстрей МКПП. В частности, для нее может оказаться критичной буксировка в снегу или грязи.
  • Повышенный риск поломки из-за неправильной эксплуатации.

Производители постоянно работают над совершенствованием вариатора и устраняют недостатки. Многие слабые места, связанные с низкой надежностью, остались в прошлом. Но ресурс устройства во многом зависит от самого автовладельца и следования ряду правил.

Заблуждение 3. У вариатора не может быть гидротрансформатора. Он же вариатор!

На всех автомобилях с вариатором, которые продаются в России, имеется также и гидротрансформатор. Всегда первым крутящий момент от мотора воспринимает именно гидротрансформатор, как у классического автомата. Именно он и проскальзывает, когда мы стоим в пробке, а селектор коробки передач при этом находится в положении D. В мире было несколько моделей вариаторов, у которых вместо гидротрансформатора использовалось «мокрое» сцепление. Их раньше устанавливали на японские автомобили для внутреннего рынка.

Бесступенчатая (CVT) трансмиссия: плюсы и минусы

Каждый водитель, который меняет автомобиль, оснащенный традиционной механической коробкой передач, на автомобиль с автоматической трансмиссией, сразу замечает разницу в качестве вождения. А что можно сказать о вождении автомобиля с бесступенчатой трансмиссией (CVT)? Всегда ли это положительный опыт?

Как работает бесступенчатая трансмиссия?

Бесступенчатая трансмиссия — это особый вид автоматической трансмиссии. Идея, которая легла в основу ее конструкции звучит впечатляюще: возможность получить бесконечное передаточное число без необходимости переключать передачи.

Вкратце: благодаря постоянной передаче крутящего момента на колеса, бесступенчатая трансмиссия позволяет вам наслаждаться уникальным плавным ускорением, не беспокоясь о таких «мелочах», как переключение передач.

Более конкретно, в автомобилях с бесступенчатой трансмиссией классические передачи заменяются шкивами с переменным диаметром. Благодаря конструкции коробки передач этого типа передаточное число можно адаптировать к конкретному требованию крутящего момента.

Одной из интересных особенностей бесступенчатой трансмиссии является «имитатор переключения передач», доступный в некоторых коробках передач этого типа. Это идеальное решение для тех бывших пользователей автомобилей с механической коробки передач, которым трудно отказаться от своих старых привычек. Второй чрезвычайно характерной особенностью бесступенчатой трансмиссии является отсутствие какой-либо ощутимой корреляции между постепенным ускорением и увеличением числа оборотов двигателя.

Плюсы автомобилей, оснащенных бесступенчатой трансмиссией

Преимуществами бесступенчатой трансмиссии, среди прочего, являются:

1) «гибкость» двигателя,

2) меньший расход топлива (если вы не ускоряетесь слишком быстро),

3) больший комфорт при использовании (например, меньше шума в салоне автомобиля) из-за низкой частоты вращения двигателя при движении с постоянной скоростью,

4) исключительно плавное вождение,

5) плавный подъем в гору,

6) легкость и компактность,

7) простота в использовании.

Минусы автомобилей, оснащенных бесступенчатой трансмиссией

Итак, если бесступенчатая трансмиссия имеет так много преимуществ, почему ей так и не удалось завоевать автомобильный мир? В конце концов, она появилась не вчера. Оказывается, у этого вдохновляющего решения есть и недостатки. Самые серьезные недостатки бесступенчатой трансмиссии:

1) высокая стоимость ремонта или замены,

2) относительно быстрый износ или растяжение приводного ремня,

3) меньшая долговечность всего механизма по сравнению с классическими решениями,

4) относительно низкое ускорение,

5) высокий расход топлива при быстрой езде,

6) больше шума при ускорении,

7) сбои электронного оборудования.

Обобщение: оно того стоит?

Автомобили, оснащенные бесступенчатой трансмиссией, безусловно, заслуживают внимания по ряду причин. Тот факт, что они постоянно совершенствуются и модифицируются, работает в их пользу. Недостатки регулярно устраняются. Инженеры каждый день преодолевают все новые и новые ограничения.

Однако, если вы думаете о покупке автомобиля с бесступенчатой трансмиссией, убедитесь, что учитываете свой стиль вождения. Если вы один из спокойных водителей (за рулем стараетесь избегать резких скачков и превышения скорости), путешествие на автомобиле с бесступенчатой коробкой передач станет для вас настоящим удовольствием.

Поэтому, чтобы ответить на первоначальный вопрос, чего ожидать при вождении автомобиля с бесступенчатой трансмиссией, давайте просто скажем, что все зависит… от водителя.

Заблуждение 5. У машин с вариатором медленный разгон

Вариатор обеспечивает самый быстрый разгон, какой только может дать двигатель. Только для получения такого результата надо не забывать прожать педаль газа полностью. В таком режиме (kick-down) двигатель быстро выходит на обороты, соответствующие максимальной мощности, и дальнейший разгон происходит за счет переменного передаточного отношения в вариаторе. Это — самый эффективный разгон. Любая другая коробка передач в паре с таким же мотором будет менее эффективна при разгоне.

Другое дело, что двигатель при этом воет практически на одной ноте. Монотонность создает впечатление слишком долгого разгона, отсюда и заблуждение.

принцип работы вариатора

Что такое автоматический и ручной режим вариатора

Движение на автомобиле, оборудованном вариатором, может осуществляться как в автоматическом режиме, так и с ручным выбором режимов. Выбор режима осуществляется селектором, различные положения обозначены надписями.

  1. «D» – направление движения транспорта вперед. Относится к основным режимам, при котором при помощи компьютера происходит смена передаточного соотношения с учетом условий движения. Электроника отслеживает функционирование как CVT, так и двигателя, обеспечивая их полноценную работу.
  2. «R» – задний ход. Для его осуществления внесены конструкционные изменения в виде установки специальных узлов. Включение данного режима разрешено только в условиях полной неподвижности автомобиля.
  3. «N» – нейтральная передача, при выборе которой происходит разрыв связи двигателя и КПП. Ее следует выбирать только при продолжительной остановке.
  4. «P» – парковочный режим, при котором осуществляется блокирование ведомого конусного вала, исключающее любое движение транспорта. Следует выбирать только при оставлении автомобиля на стоянке. На многих автомобилях для выбора данного положения селектора следует помимо надавливания кнопки на рычаге нажимать на тормозную педаль и включать стояночный тормоз. Переход с этого режима осуществляется при выполнении тех же действий, только в противоположном порядке.
  5. «+» и «-» – ручное управление, имитирующее переключение ступеней, хотя на самом деле управление вариатором происходит при помощи электроники и постоянном контроле работы CVT и ДВС компьютером.
  6. «S» – спортивный режим езды. Предназначен для более динамичного передвижения транспорта при нажатии на педаль акселератора. Изменение динамических характеристик движения происходит при более медленном изменении передаточного соотношения, что на выходе дает повышение тяги вместе с увеличением оборотов.
  7. «E» – экономичный режим езды, являющийся антиподом спортивного. В данном режиме осуществляется максимально полная связь ДВС с CVT, приводящая к снижению потребления топлива.
  8. «L» – режим, предназначенный для тяжелых условий эксплуатирования автомобиля. При выборе данного режима обеспечивается максимальное передаточное соотношение на ведущие колеса. Движение при положении селектора на «L» должно осуществляться при буксировании прицепа или другого автомобиля, при передвижении по бездорожью и в других трудных условиях.

Заблуждение 7. У вариатора нет ступеней

И да, и нет одновременно. Этот постулат опровергают коробки передач, в которых есть и ремённый вариатор, и двухступенчатый редуктор. Впервые наши автолюбители увидели его на Nissan Juke, а теперь он добрался и до Лады Весты. Его производит фирма Jatco (Япония), индекс — JF015E. Суть в том, что вариатор обеспечивает примерно половину всего скоростного диапазона на первой передаче, и затем, при переходе на вторую, опять реализует свой диапазон. Таким образом, передач, в классическом понимании, у этого вариатора две. Но большинство подобных трансмиссий обучены также имитировать пять или шесть передач с помощью электроники. Эти передачи, безусловно, «не настоящие», виртуальные.


На новейшем тойотовском вариаторе Direct Shift-CVT используется первая передача с шестеренчатым зацеплением, а затем подключается ремень с конусами.

На новейшем тойотовском вариаторе Direct Shift-CVT используется первая передача с шестеренчатым зацеплением, а затем подключается ремень с конусами.

Разновидности вариаторов

Вариатор

При использовании CVT необходимо понимать, что они бывают нескольких видов. Кратко рассмотрим особенности каждого из вариантов:

Коробка переключения передач cvt — что это такое

Многие водители уже оценили достоинства автоматической коробки передач, но далеко не все заметили, как вместо нее, производители массово устанавливают на новые авто вариатор. Однако как можно поставить на машину то, о чем очень мало известно. Итак, коробка передач CVT что это такое? В этой статье мы постараемся ответить на этот вопрос.

Что представляет собой вариатор cvt

Вариатор cvt от honda

CVT – это бесступенчатая трансмиссия, которая получила широкое распространение на скутерах и моторных лодках. Если вы интересуетесь принципом действия такой коробки, то необходимо знать, из чего она состоит. Вариатор выполнен в виде двух шкивов, соединенных клиновым ремнем. Главная особенность этих шкивов заключается в том, что они могут сами менять передаточное число. Под этой величиной подразумевают отношение частоты вращения коленчатого вала к частоте вращения колес автомобиля или карданного вала. Для каждой передачи эта цифра индивидуальна. Однако особенностью вариатора является то, что она меняет ее очень плавно, причем в автоматическом режиме.

Теперь необходимо понять, чем вариатор отличается от автомата. А разница есть и проявляется она в полном отсутствии ступеней. Говоря простым языком, водитель просто не замечает никаких рывков, которые говорили бы о смене передачи, а обороты двигателя находятся на постоянном уровне. Достигается это тем, что шкивы меняют свои размеры с увеличением частоты вращения: один становится меньше, а другой больше.

Передача вращающего момента на трансмиссию осуществляется через гидравлический трансформатор, чтобы добиться плавности хода. Помимо этого, любой вариатор имеет дифференциал, чтобы правильно распределить нагрузку по колесам.
CVT является одной из разновидностью вариатора, а также имеет тот же принцип действия. Однако тут есть одна особенность, что простой вариатор не имеет задней передачи, которая так необходима в любом автомобиле. Трансмиссия типа CVT исправляет этот недостаток и делает возможным движение задним ходом.

Для управления шкивами применяется электронный блок управления, который принимает информацию с большого количества датчиков, установленных в самых различных частях автомобиля. Так, они обрабатывают сведения о частоте вращения колес, оборотах двигателя, самой трансмиссии и т.д.

Читайте также  Количество масла для трансмиссии нивы 21214

Таким образом, работа CVT выполняется следующим образом. Когда скорость движения автомобиля самая минимальная, то шкив, соединенный с двигателем имеет минимальные размеры, а шкив на колесах – максимальные. При средней скорости, они имеют одинаковые размеры, а при максимальной – все меняется наоборот. Причем изменения эти практически незаметны, так как все происходит постепенно.

Еще одной разновидностью вариатора принято считать тороидный, в котором вместе ремня применяется специальный ролик, установленный между шкивами. При изменении частоты вращения, он меняет свое положение.

Цепной вариатор

Цепной вариатор

Помимо ременного привода, может применяться еще и цепной. Принципиального отличия тут нет, однако такой способ передачи вращающего момента позволяет увеличить срок службы коробки, что является несомненным плюсом. Кроме того, цепь намного прочнее и лучше переносит высокие нагрузки, что делает ее незаменимой на грузовых автомобилях. Однако у нее есть недостатки в виде большого уровня шума при работе, поэтому широкого распространения она не получила.

Достоинства и недостатки вариатора cvt

Вариатор cvt

Теперь нужно делать выводы о том, нужен ли в вашей машине CVT. Но для начала нужно ознакомиться со всеми плюсами и минусами этого механизма. Начнем, конечно же, с преимуществ.

  1. Очень комфортная и плавная езда. Даже если резко нажать на педаль газа, трансмиссия легко подбирает нужные ступени с большой скоростью, что исключает появление любых рывков.
  2. Экономия топлива. Она достигается тем, что двигатель не работает на повышенных оборотах, которые так необходимы при переключении на автомате или механике. Коробка не дает мотору повысить обороты.
  3. Хорошая динамика при движении в гору. Это очень большой плюс, который позволяет машине быстро забраться на любую возвышенность. КПП не позволяет снизить скорость и авто начинает быстро разгоняться.
  4. Компактные размеры. Тут все дело в отсутствии сложных механизмов и частей, потому что вариатор cvt представлен только двумя валами и шкивами, что делает ее конструкцию очень простой.
  5. Двигатель с вариатором служит дольше, так как испытывает меньшую нагрузку. При должном обслуживании, такая коробка может прослужить очень длительное время.
  6. Безопасность движения по голому льду. Опять же, это объясняется отсутствием больших оборотов, из-за которых автомобили часто срываются в занос.
  1. Отсутствие нужного количества мастеров, которые знают, как ремонтировать и обслуживать вариатор. Проблема заключается в том, что этот механизм относительно новый и пока не обжился «поклонниками».
  2. Непригодность для больших нагрузок. В силу своей конструкции, CVT плохо переносит спортивную езду, а также бездорожье. Из-за этого, она редко применяется для этих целей. Тем не менее, японские автомобильные производители все же применяют эту трансмиссию на многих своих автомобилях.
  3. Вариатор cvt необходимо заправлять при помощи специального трансмиссионного масла. Все бы ничего, однако цена такой жидкости довольно высока, по сравнению с обычными смазывающими веществами.
  4. Вариатор cvt нельзя буксировать, так как это может привести к его скорейшей поломке.
  5. Вероятность перегрева. В настоящий момент эта проблема остается нерешенной и отрицательно влияет на коробку передач.

Посмотрите видео по теме:

CVT коробка передач — что это такое

У многих современных авто установлена CVT коробка передач, что это такое знают не все автолюбители, так как привыкли сталкиваться с механическими или автоматическими КПП.

CVT коробка передач — что это такое

На новых автомобилях кроме механической и автоматической, часто используют CVT коробку. В народе она называется вариатором.

Аббревиатура CVT означает непрерывно меняющаяся передача, то есть другими словами — это бесступенчатая трансмиссия.

Здесь нет фиксированных положений шестерен, так как постоянно выбирается оптимальное передаточное число.

КПП используется для того, чтобы при постоянных оборотах двигателя, можно было менять скорость движения.

Отношение между скоростью вращения коленвала и колес автомобиля характеризуется передаточным числом.

CVT коробка передач — что это такое

Основное преимущество такого решения в том, что оно позволяет максимально эффективно использовать мощность двигателя, при этом потери крутящего момента сводятся к минимуму.

Если на авто с механической трансмиссией, чтобы изменить скорость движения, надо переключаться вручную, то в случае с CVT, это происходит постоянно и без вашего участия.

Так как здесь нет шестерен, поэтому при изменении скорости, не происходит рывков.

Чтобы ответить на вопрос, CVT коробка передач, что это такое и в чем ее преимущество перед автоматической КПП, надо сказать, что вариатор обеспечивает плавный разгон, он происходит намного быстрее, чем при использовании автоматической КПП.

В этом случае, обороты двигателя практически одинаковые и не происходят их перепады от максимальных до минимальных значений.

Вариатор очень точно подбирает передаточное число, которое зависит от того, ускоряетесь вы или замедляетесь, поэтому стиль езды будет более ровным, нагрузка на двигатель уменьшается и снижается расход топлива.

Раньше вариаторы использовались только на скутерах, но сейчас они устанавливаются как на легковых автомобилях, так и на громоздких кроссоверах.

Существует три их вида:

  • клиноременной;
  • тороидный;
  • клиноцепной.

Первые два типа являются более распространенными, на сегодняшний день вариаторные КПП устанавливают на своих автомобилях такие производители как Mercedes-Benz, Nissan, Ford, Subaru, Audi, Honda и другие.

Принцип работы

Если говорить о том, как выглядит самый простой вариатор, то это будет два раздвижных шкива, которые между собой соединяются и взаимодействуют при помощи ремня, имеющего клиновидную форму.

В автомобиле этот узел имеет более сложную конструкцию, так как он должен обеспечивать движение назад и пониженные передачи.

Клиноременная конструкция в своем составе имеет такие элементы:

  • раздвижные шкивы, они находятся на одном валу, и приводятся в действие гидроцилиндрами. Раздвигаются шкивы в зависимости от частоты вращения коленвала или они действуют по сигналу, приходящему из блока управления;
  • клиновидный ремень, эта деталь состоит из двух металлических лент со стальными пластинами. Вверху пластины имеют вид конуса, они плотно соприкасаются между собой, внизу у них есть пазы;
  • гидротрансформатор преобразует и передает крутящий момент, что позволяет автомобилю плавно начинать двигаться;
  • при помощи дифференциала, крутящий момент равномерно распределяется на ведущие колеса;
  • для обеспечения движения задним ходом, есть планетарный механизм, с его помощью вторичный вал может вращаться в обратном направлении;
  • для обеспечения давления рабочей жидкости, есть гидронасос, в действие он приводится гидротрансформатором. Рабочая жидкость подается под давлением, благодаря чему в работу вступают гидроцилиндры;
  • для контроля за работой указанного агрегата, существует блок управления, это микропроцессорное устройство. Оно учитывает такие показатели как положение коленвала, расход топлива и т.д., в соответствии с полученными показателями, корректируется работа механизма.

Отличие тороидного типа в том, что в нем есть два клиновидных диска, один из которого ведомый в другой ведущий.

Принцип работы вариаторной коробки передач

Между дисками установлен специальный ролик, он может поворачиваться относительно горизонтальной оси и в то же время, ролик может двигаться вертикально вверх и вниз.

Во время перемещения ролика, он соприкасается с участками дисков, имеющих разные диаметры.

Для получения низшей передачи, ролик движется между малым диаметром ведущего и большим диаметром ведомого диска.

Если диаметр ведущего шкива становится большим, а у ведомого шкива диаметр будет маленьким, то получается противоположное соотношение.

[ok]Для работы вариатора тороидного типа требуется специальная смазка, его стоимость значительная, поэтому он менее популярен, по сравнению с конструкцией клиноременного типа[/ok].

Работа клиноременной вариаторной коробки

Когда увеличиваются обороты, начинает работать гидротрансформатор и он передает вращение на первичный вал и ведущий шкив.

Под действием гидроцилиндров, его щеки начинают сужаться, поэтому трение между ними и ремнем увеличивается.

Это приводит к тому, что вращение передается на ведомый шкив и вторичный вал. В это время, ведомый шкив имеет максимальный диаметр, поэтому получается самая низкая передача.

Когда вы увеличиваете обороты двигателя, диаметры шкивов меняются, благодаря чему меняется и скорость движения.

Ведомый вал передает вращение на дифференциал, который распределяет крутящий момент равномерно на оба ведущих колеса.

Когда задействуется планетарный механизм, вторичный вал начинает двигаться в реверсивном направлении, что обеспечивает движение задним ходом.

Управление изменением диаметров шкивов происходит при помощи системы управления.

Вариаторная коробка передач

Такая конструкция вариатора обеспечивает плавное движение, во время езды не возникает никаких рывков, благодаря чему экономится топлива.

Система управления выбирает оптимальный режим работы мотора и в соответствии с ним, регулирует диаметры шкивов.

Некоторых водителей, которые пересели на авто с вариатором, не устраивало то, что нет характерного изменения работы двигателя, когда происходит смена передаточного числа. Разработчики решили эту проблему и создали условно-ступенчатое переключение.

Теперь в начале движения надо включить первую передачу, когда достигаются определенные обороты, рычаг передвигают на следующую.

Блок управления запрограммирован на определенные передаточные числа и создается впечатление, что вы едете на авто с механической КПП. Если вы переходите в автоматический режим, то всю работу выполняет электроника.

Чтобы включить пониженные передачи, рычаг ставится в соответствующее положение и тогда повышенные не включается, даже когда двигатель работает на высоких оборотах.

Коробка передач CVT — плюсы и минусы конструкции

Плюсы:

  1. Плавный ход.

Ни механическая, ни автоматическая трансмиссия, не могут обеспечить такую плавность хода как вариаторная конструкция.

Это связано с тем, что в CVT конструкции просто нет ступеней. Многие авто имеют подрулевые лепестки, при помощи которых можно переключаться в ручном режиме.

Это обеспечивается электронной системой управления, которая регулирует фиксированные соотношения диаметров обеих шкивов.

  1. Экономия топлива.

При помощи данной конструкции происходит оптимальное использование мощности мотора, поэтому достигается его максимальное КПД, что приводит к меньшему расходу топлива.

Но не стоит ожидать значительной экономии, автомобили с вариаторами по сравнению с теми, у которых автоматическая КПП, расходуют не намного меньше топлива.

  1. Меньшее время разгона.

Если сравнивать с авто, у которых автоматическая коробка, то разгон у вариатора будет незначительно быстрее, правда происходит все более плавно.

  1. Меньше шума.

С вариаторной коробкой, двигателю не приходится развивать максимальные обороты, поэтому он работает тише.

Водители, которые пересели на такие авто с других видов КПП, сначала будут чувствовать себя немного странно и неуютно.

  1. Больший ресурс двигателя.

Так как двигатель не работает на максимальных оборотах, он меньше изнашивается и соответственно увеличивается его ресурс.

  1. Меньший вес.

Вес такой коробки меньше чем автоматической КПП, благодаря тому, что в ее составе меньше деталей;

  1. Безопасность.
    Во время движения по гололеду, достигается более высокая безопасность, по сравнению с механическими или автоматическими КПП.

Несмотря на большое количество преимуществ, у CVT коробки есть и некоторые недостатки, о которых необходимо знать.

Минусы:

  1. Сложность устройства.
    Это самый главный ее недостаток. Из-за сложности конструкции, механизм работает недолго.
    Для вариаторной коробки надо порядка 5-6 литров дорогого трансмиссионного масла, если из строя вышла какая-то деталь, будьте готовы к серьезным финансовым затратам.
  2. Нельзя резко перейти с высшей передачи на низшую, поэтому в авто со спортивным характером, такую конструкцию использовать нельзя.
  3. Из-за особенностей конструкции, возникают сложности при буксировке авто, если случилась поломка, то придется вызывать эвакуатор.

[information]Если вы решили покупать авто бывшее в употреблении с пробегом сто и более тысяч километров, то лучше всего приобретать те, которые имеют механическую или автоматическую КПП, так как на ремонт и обслуживание вариатора в этом случае придется тратить большие средства.[/information]

Коробка передач CVT — плюсы и минусы такого решения указывают на то, что если вы хотите ездить плавно, комфортно и не боитесь значительных затрат на обслуживание и ремонт, является самой современной среди имеющихся предложений.

Читайте также  Где заливается масло в трансмиссию

Выводы

CVT обеспечивает высокую динамику, плавность хода автомобиля, но не позволяет ездить в агрессивном стиле и требует значительных средств на свое обслуживание.

Если вы аккуратный водитель, любите динамичную, а не спортивную езду, не любите резких ускорений и торможений, то для вас лучшим выбором будет автомобиль с CVT коробкой.

Для людей, предпочитающих спортивный стиль езды или для тех, кто приобретает машину бывшую в употреблении, лучше всего покупать авто с механической или автоматической КПП.

Несмотря на то, что у вариатора высокая стоимость, он требует более качественного обслуживания и не позволяет агрессивно ездить, он становится все более популярным.

Чаще всего такие авто покупают женщины, люди пожилого возраста, а также те люди, которые предпочитают спокойный, комфортный, безопасный и экономный стиль езды, при этом они смогут экономить средства на покупке топлива.

Бесступенчатые трансмиссии CVT и их особенности

Современные автомобили проектируются с учетом множества факторов. Если отбросить выражение : что «автомобиль – это средство передвижения из пункта А в пункт Б», то комплектация, дизайн, характеристики и т.д. настолько важны для современного покупателя, что порой об изначальном назначении автомобиля можно и забыть.

Невозможно одной фразой обозначить все то, что сконцентрировано в автомобиле сегодня. Остановимся на одной – комфорт движения применительно к трансмиссии:

а именно – как бесступенчатая трансмиссия повышает комфорт при движении автомобиля.

Перед изготовителями стоят непростые задачи:

— как сделать комфортный и недорогой автомобиль в определенном сегменте (классе)

— как снизить расход топлива и добиться экономичности

— как снизить токсичность выхлопа и улучшить экологию производства

Ответом для многих изготовителей стало использование новых типов трансмиссий, так называемых бесступенчатых трансмиссий или CVT. Внедрение этих трансмиссий позволило улучшить и экологический вопрос – снижение токсичности выхлопа.

Изначально эти трансмиссии были созданы для улучшения плавности движения, так как в них не было фиксированных передач. В дальнейшем использование этих трансмиссий позволило решить задачи по топливной экономичности и экологичности.

Нынешние тенденции автомобилестроения связаны с экологией в большей мере. Это прослеживается не только в применяемых материалах при изготовлении автомобилей, но и во внедрении разработок комплексного характера, призванных уменьшить расход топлива. Иными словами – недостаточно поставить современный мотор в кузов 30 летней давности – это решит только часть проблем.

Например: если технология безсвинцовой пайки компонентов электронных блоков автомобилей носит только экологический характер, а материал, из которого изготовлены узлы, подлежит переработке – то это решение экологических вопросов, связанных с загрязнением окружающей среды. А снижение расхода топлива – это, в дополнении к экологическому, и экономический эффект. Однако суммируются все составляющие.

Как добиться экологии и экономии, не изменяя всю конструкцию автомобиля?

Инженеры модернизируют узлы, заменяя в них те компоненты, которые не соответствуют требованиям сегодняшнего дня. Один из таких узлов – трансмиссия, а именно – коробка передач. Первоначально коробки передач были механические, где выбор передачи был возложен на водителя. В соответствии с режимом движения, водитель обязан был включить ту или иную передачу (изменить передаточное число). Как показала практика, далеко не все водители могли это сделать вовремя. Часть водителей так и не научились в принципе управлять ручной коробкой передач. Это приводило к потере внимания и аварийности, особенно городах с интенсивным движением. Машина “управляла” водителем, так как “заставляла” выбирать передаточное число каждый раз при изменении режим движения. Кроме этого, неправильный выбор передаточного числа перегружал двигатель, чрезмерно изнашивая его и резко повышая токсичность выхлопа.

С внедрением автоматических коробок передач ситуация резко улучшилась. Теперь не машина управляла водителем – а водитель одной педалью выбирал режимы движения. Произошло снижение аварийности и за руль смогли сесть люди, которым не дано было освоить переключения ручной коробки на таком уровне, что бы их вождение не предоставляло опасности для окружающих. Токсичность выхлопа была снижена, так как водитель уже не мог совершить грубых ошибок выбора передаточного числа. Мотор мог работать в оптимальном режиме с точки зрения его ресурса и эмиссии выхлопа. Комфорт движения и легкость управления сделали автомобиль массовым.

Автоматическая трансмиссия работает таким образом, что все элементы находятся в постоянном зацеплении и в любой момент времени всегда включена определенная передача. Момент выбора передач был автоматизирован от условий движения.

С появлением электронно-управляемых автоматических трансмиссии, моменты переключения и выбора передаточных чисел стали, основаны — в том числе и на показаниях датчиков состава выхлопных газов. Таким образом, для современных автомобилей первоосновой являются ограничения по загрязнению окружающей среды. В моторах оборудованных электронными дроссельными заслонками и автоматическими трансмиссиями, учитывается только пожелания водителя изменить режим движения. Так как, нажимая на педаль акселератора, водитель непосредственно не открывает дроссельную заслонку двигателя, за него это делает компьютер, анализируя огромное количество параметров он принимает решение: есть возможность увеличить нагрузку на двигатель?, — и если «да» – то насколько? После этого компьютер выбирал оптимальную передачу в АКПП для этого режима, освободив водителя от этой задачи.

Тем не менее, все новые требования экологии выхлопа заставляют пересматривать и существующие концепции. Какие недостатки автоматических ступенчатых трансмиссий мешают сегодня снизить токсичность выхлопа и повысить комфорт движения? Да все те же передаточные числа, которые АКПП (AT) унаследовала от ручной коробки передач РКПП (MT). Принципиально АТ осталась МТ, только изменять передаточное число в ней стала автоматика, которая перестала ошибаться в “выборе передачи”. Если рассматривать вопросы комфорта движения – то толчки при переключении как MT, так и AT неизменны. Этих рывков лишена только CVT .

image001

Рассмотрим скоростные и тяговые характеристики автоматической трансмиссии.
Рис 1. Скоростная характеристика трансмиссии

image002

Рис 2. Тяговая характеристика автоматической трансмиссии.

Как видно из графика, при разгоне автомобиля ступенчатые АТ и РКП имеют “ пилообразную” характеристику. Иными словами они приближаются в какой-то момент к оптимальной характеристике двигателя, но полностью повторить ее не могут. Частичная аппроксимация кривой достигается в многоскоростных АТ (известны 7-ми ступенчатые АКПП), но все равно в определенные моменты работа двигателя будет неэффективна с точки зрения оптимизации отбора максимального крутящего момента. Многоскоростные АКПП намного сложнее и дороже, кроме того, они обладают большей массой. Это не вписывается в экономику производства автомобиля – при стремлении сделать более дешевый экземпляр, который должен быть экономичным, в том числе и из-за снижения общего веса. Кроме всего моменты переключения в MT и AT можно назвать “перегазовками “ – резким скачком оборотов двигателя. В этих переходных моментах работа двигателя не оптимальна с точки зрения эмиссии, толчки и удары приводят к дополнительному износу механизмов. Комфорта эти рывки тоже не добавляют.

Тяговая характеристика крутящего момента на выходном валу трансмиссии CVT лишена провалов, так как передаточные числа меняются линейно, а не ступенчато. Тем самым обеспечивается плавность движения при разгоне. Неравномерность крутящего момента двигателя от оборотов в АТ только умножается на передаточное число каждой передачи. Этим объясняется рывки и толчки при наборе скорости с АТ.

Высокий крутящий момент при нулевой скорости (Рис.2) обусловлен работой гидротрансформатора (ГТ), который из-за особенности конструкции в режиме ГТ, (трансформации крутящего момента) способен увеличить его теоретически в 2 раза, по сравнению с входным моментом от двигателя.

Решение данных проблем возможно только бесступенчатой АКПП (или CVT). Повторить кривую крутящего момента с максимальным приближением может только CVT. Так как изначально такая трансмиссия не имеет фиксированных передаточных чисел, а диапазон изменения очень большой и линейный, то в принципе, посредством электронного управления, можно получить любое передаточное число в заданном диапазоне.

Какие преимущества имеет CVT перед ступенчатыми трансмиссиями:

— плавность хода, особенно в области малых скоростей

— топливная экономичность за счет оптимизации работы двигателя

— снижение токсичности выхлопа

— оптимизация скоростных и тяговых характеристик

Первые CVT на серийные автомобили стала устанавливать фирма NISSAN, и этим автомобилем была MICRA в Европе, или MARCH в Японии.

Модель этой трансмиссии была RE0F05A. В дальнейшем все остальные модели трансмиссий были усовершенствованием предыдущей. В начале 90-х годов не было технологий, позволяющих сделать дешевую CVT для автомобилей с большой мощностью мотора, и такие трансмиссии в основном ставились на маломощные моторы до 1300 см³. Трансмиссия первого поколения не способна была “переварить” большой крутящий момент. На сегодняшний момент эти машины почти не встретить на дороге из-за возраста. Но технологии не стояли на месте и фирме удалось разработать CVT, способную передавать крутящий момент от 2-х литрового двигателя мощностью 150 – 190 сил. Таким мотором в базовой линейке NISSAN был SR20. И вот в конце 97 года NISSAN выпускает серийно легковой седан с CVT трансмиссией. Это был NISSAN BLUEBIRD (синяя птица) c трансмиссией REOFO6A. Инженерные разработки этой трансмиссии используются как базовые для остального модельного ряда 2000х годов. Основу всех модификаций составляет стальной клиновый ремень и два конусных шкива с раздвижными половинами. Шкивы сжимают ремень, и за счет силы трения, ремень передает крутящий момент с одного шкива на другой.

Схематично это выглядит так:

image004

Рис.4 Конструкция ремня CVT NISSAN , структурная схема CVT

Пластины набраны в пакет, этот пакет от рассыпания удерживают стальные ленты, набранные в пакет. На звеньях цепи есть направляющие приливы, они предназначены для укладывания звеньев в пакет при перегибе ремня. Так как крутящий момент передается нижней ветвью ремня, то стягивающие пластины не несут нагрузки растяжения – сжатия. Это позволяет увеличить передаваемый момент без разрушения коробки – нагрузку воспринимают звенья нижней ветви, как бы толкая ведомый шкив.

Почему более правильно назвать эту конструкцию ремнем, а не цепью? Скорее всего, потому, что у цепи должны быть звенья, а у звеньев зацепы для соединения со звездочками. Если рассматривать велосипедную цепь или цепь привода ГРМ современных моторов – то в зацеплении участвуют зацепы, как со стороны цепи, так и со стороны приводимого ей вала. Здесь нет зацепов, так как основной критерий – это трение, за счет которого происходит передача момента со шкива на ремень и обратно. Но не все CVT выполнены по такой схеме. Например, на CVT AUDI используется совсем другая конструкция ремня от компании Luk – там звенья нанизаны на оси и имеют большую подвижность и радиус перегиба. Но в этом случае именно штоки и сегменты ремня Несут нагрузку, так как рабочей является верхняя часть – эта конструкция работает как велосипедная цепь – тянет верхней ветвью.

Преимущества ремня LUK – больший радиус перегиба – тем самым можно получить больший диапазон изменения передаточных чисел. Недостаток – более сложная конструкция, нагрузка на сегменты и штоки за счет перегибов приводит к износу и появлению зазора в сегментах цепи, так как штоки являются как шарнирами, так и фиксаторами.

Преимущества ремня NISSAN – более дешевая конструкция, отсутствие зазоров от времени. Недостаток – нельзя сделать малый радиус перегиба, так как снижается ресурс стальных лент, вследствие этого диапазон передаточных чисел ограничен.

Рис.5 Конструкция ремня CVT компании Luk

Ремень компании LUK позволяет передавать до 300 Nm крутящего момента, правда при давлении в шкивах 60 бар (пиковое 100 бар). Аналогичные CVT NISSAN RE0F09A устанавливаемые на моторы 3,5 литра могут передать такой момент при давлении 40 -50 бар, так как площадь контакта зацепления ремня и шкивов у NISSAN больше.

Дополнительные нагрузки на ремень обусловлены смещением дорожки — виртуальной линии зацепления со шкивами. Смещение дорожки вызвано силой выталкивания элементов ремня из выпуклого конического диска, деформацией диска под нагрузкой, угловому смещению и относительному скручиванию двух половинок конусного шкива.

Читайте также  Трансмиссия mab что это

Несмотря на то, что подвижная и неподвижная половинка шкива вращаются синхронно, за счет люфта в подвижном соединении возникает угловое смещение одной половины шкива относительно другой. Каждый ремень сконструирован так, чтобы компенсировать эти смещения. Если в LUK – это сферические торцы и вращение звеньев, то NISSAN оставляет зазор в пакете пластин, который выбирается в нижней части ветви при формировании радиуса дорожки.

В процессе работы любой трансмиссии возникают потери, которые снижают ее КПД.

О том, как разработчики снижают потери, улучшают динамические характеристики, снижают токсичность выхлопа и повышают топливную экономичность, вы узнаете в следующей статье.

Вариатор (вариаторная коробка передач): что это такое, принцип работы. Подробно + видео

У меня много статей про автоматические коробки передач (особенно сильно я люблю обычную АКПП). Однако второй по распространению я считаю вариатор или CVT, достаточно много автомобилей выпускается именно с такой трансмиссией. Когда вы выбираете новую машину (или даже Б/У) перед вами обязательно встанет такой выбор что брать — вариаторную трансмиссию, гидротрансформаторную или роботизированную? Если обычный «автомат» изучен «вдоль и поперек» (если возникают проблемы, то они все известны), с роботом тоже все понятно (пока не стоит в его сторону смотреть). То вот третий тип вроде и надежный, но мало кто знает, что это такое, какой принцип его работы, основные плюсы и минусы. То есть это такая «темная лошадка». Сегодня я постараюсь простым языком раскрыть тему, рассказать чего стоит бояться, а чего нет …

Вариаторная коробка передач

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Проблемы этой автоматической трансмиссии очень схожи с обычной «гидротрасформаторной» не смотря на различность конструкций (мы уже их сравнивали в этой статье). В конце я постараюсь вам рассказать в видео версии как продлить ей срок службы, чтобы она ходила долго и без проблем. Однако для начала определение

Определение

Вариатор — вариаторная коробка передач – CVT (Continuously Variable Transmission – бесступенчатая трансмиссия) – тип автоматической коробки передач, которая плавно передает крутящий момент от двигателя колесам (или другим движителям, например судовым винтам), не имеет передач, но может автоматически менять передаточное соотношение по заданной программе либо в ручном режиме.

Нужно отметить что эта коробка в отличие от своих собратьев АКПП и РОБОТА не имеет переменных передач, то есть нет привычных толчков при смене передаточных чисел, набор скорости здесь четкий и ровный, КПД (если верить характеристикам, не существенно но больше), благодаря своему строению

Принцип работы

Как вы поняли сверху — здесь нет передач, а изменение передаточного числа (повышение или понижение) идет плавно, на «заданные значения». Конечно, здесь есть программная составляющая, которая позволяет создавать «ступени», но они сделаны программно, для ручного управления, например по грязи или снегу (когда нужна максимальная тяга и не важна скорость). А сама коробка бесступенчатая – что позволяет передавать усилия от силового агрегата колесам более точно.

в разрезе

На данный момент существует два основных строения вариатора:

  • Это клиномерные. Они применяются на 95% машин оснащенных такой трансмиссией
  • Тороидные. Из-за более сложного строения и настроек, сейчас практически не применяются

Так как клиномерный это сейчас самый распространенный тип (он устанавливается на большое количество NISSAN, AUDI, INFINITY и т.д.) начнем именно с него

Итак, здесь передаточное число передается от одного шкива (ведущего — он связан с силовым агрегатом), другому (ведомому – связан с приводами и далее с колесами) по средствам специального ремня.

Ремень и валы

Изменение числа происходит за счет изменения диаметра шкивов. Они не «литые», а сделаны разборными, а именно из двух половин конической формы (посаженных на вал), которые могут расходиться и сходиться. Как становится понятно — диаметр в точке соприкосновения шкива с ремнем постоянно изменяется в зависимости от нагрузки и скорости.

Простыми словами, происходит все так: – когда автомобиль «трогается», ему нужно максимальное усилие, чтобы сдвинуться с места. Чтобы нагрузка на мотор была минимальна — ведущий вал должен быть самого малого диаметра (конусы разводятся в точке соприкосновения). Ведомый в своем случае должен быть максимального размера (его конусы наоборот сводятся). Таким образом – ведущий должен сделать несколько оборотов, чтобы сдвинуть ведомый всего на один (число максимальное) — это очень сильно снижает усилие на силовой агрегат, и работать ему легче.

После того как скорость вырастает, передаточное число должно изменяется в меньшую сторону – это нужно для того чтобы снизить тяговое усилие, но увеличить обороты на ведомом валу. Происходит все наоборот – конусы ведущего шкива начинают сходиться (диаметр растет), а ведомого – расходиться (убавляется).

При максимальном размере ведущего вала и минимальном ведомого, первый сделает один оборот, а вот второй должен сделать несколько (поэтому его скорость вращения максимальная), но при таком раскладе и нагрузка на мотор значительно больше.

Как вы поняли за счет изменения диаметров двух валов и ременной передачи между ними – достигается нужное передаточное число

Сейчас небольшая анимация, смотрим

Тороидный тип вариатора имеет совершенно другой принцип работы. Здесь усилие передается при помощи специальных роликов которые зажаты между валами, они имеют тороидную форму (отсюда и название) и расположены на одной оси

Чтобы в такой конструкции изменить передаточное число нужно изменить положение роликов. Для максимальной тяги нужно повернуть роликовые зажимы в сторону ведомого вала, в таком положении диаметр контакта ролика и вала будет минимальный, а у ведомого – максимальный.

Схема тороидного типа

При наборе скорости нужно уменьшение числа и увеличение вращения, ролики отводятся в другую сторону (ведущего вала), при этом диаметры меняются противоположно.

Думаю это понятно, больше не будет заострять на этом внимание.

Устройство вариатора

Смысл имеет рассказать о работе клиномерной вариаторной коробки передач (потому что собрат сейчас практически не продается).

Коробка устанавливается на двигатель (либо продольно, либо поперечно). Для того чтобы плавно соединить ее с мотором и в нужные моменты отключать (нейтральный режим), предусмотрена система сцепления.

Сейчас многие производители ушли на гидротрансформатор, схожий устанавливается на классическую АКПП. Однако другие производители могут использовать другие типы – центробежные, электромагнитные или многодисковые (мокрые варианты). Использования гидротрасформатора обусловлено высокой производительностью и высокими эксплуатационными характеристиками, в том числе и долговечностью.

Гидротрансформатор

Теперь про само устройство вариатора. Описать его достаточно сложно, все же это не простая конструкция, но я постараюсь:

  • Валы с изменяемыми конусами. Про это еще раз я рассказывать не буду (принцип рассказал наверху). Хочется отметить, что из-за больших нагрузок поверхности конусов вариатора делаются из высокопрочных сталей
  • Ремень или цепь. Предназначены соединить два вала. Ремнем можно назвать с натяжкой, все потому что он состоит из специальных металлических лент соединенных между собой специальными фасонными частями имеющими вид бабочки и придающих специальную похожую на клин форму. Работает он боковыми частями, которыми благодаря силам трения он контактирует с клиньями шкивов. Тем самым передается момент от одного вала на другой. Стоит отметить, что другие производители, например AUDI используют цепной механизм, она имеет большое количество мелких звеньев и обеспечивает малые радиусы изгиба. Работает она уже не боковой поверхностью, а торцевой. И цепь, и ремень рассчитаны на высокие нагрузки, но они не переносят высоких перегревов (могут деформироваться)

Цепь вариатора

  • Масло. Да не удивляйтесь, смазка внутри также является важной составляющей и к ней предъявляют высокие требования, обычно здесь идет ATF жидкость, которая заливается в автомат. Нужна она не только для смазки, но и для нагнетания давления в насосе чтобы раздвигать или сдвигать конусы
  • Масляный насос. Как раз и нагнетает давление в системе

Масляный насос

  • Гидроблок. Он руководит подачей масла в нужные каналы, то есть либо в один конус (вал), либо в другой. Кстати пробуксовки и прочие пинки, и толчки могут быть связаны именно с ним.

Гидроблок

  • Фильтра. Их может быть много, как в самом гидроблоке, так и за его пределами. Они улавливают грязь и мелкие металлические частицы с ремня и конусов, не давая им забивать мелкие каналы

Фильтр

  • Радиатор. На вариаторной коробке передач он ОБЯЗАТЕЛЕН! Запомните, эта трансмиссия очень быстро перегревается при пробуксовках и высоких нагрузках, поэтому чтобы охладить масло, нужен внешний радиаторный блок. Некоторые на паркетниках которые любят лазить в грязи и буксовать (например Mitsubishi Outlander) ставят дополнительные радиаторы, чтобы убрать излишний нагрев

Радиатор

  • НУ и последнее это блок управления вариатором. Это электронное устройство, которое работает в паре с ЭБУ, получая от него нужные команды. Оно дает приказания электроники и валам принять ту или иную конфигурацию, которая отвечает данной скорости и нагрузке

Блок управления

Это устройство в двух словах, для того чтобы понять общий принцип работы. Стоит отметить, что изначально у вариатора не было реверсного вращения, то есть движения назад. Поэтому в конструкцию внедрили планетарную передачу, которая позволяет это сделать. Однако это намного усложнило конструкцию.

Пару слов — про масло и фильтра

Не могу промолчать и не высказаться про этот пункт подробнее. Масло в CVT также является очень важной составляющей в работе всего устройства в целом, как собственно и масляный фильтр. Многие производители, официальные дилеры могут вас заверять, что оно здесь залито на весь срок службы. ЭТО КРАЙНЕ НЕ ВЕРНО!

Масло и фильтр являются расходными материалами и многие производители говорят что нужно менять их раз в 60 000 км, а в сложных условиях (коими являются наши Российские реалии – морозы, снег, жара, дожди, грязь и пробки в мегаполисах) стоит менять еще чаще, лично я бы советовал через 40 000 км.

ATF жидкость совершенна

ЧТО БУДЕТ ЕСЛИ НЕ СМЕНИТЬ? Масло изнашивается и зачастую пригорает (от большого пробега), образуя внутри отложения, которые могут забивать различные каналы и фильтра. Основной фильтр также может забиваться отложениями, металлической пылью и прочими «продуктами работы». В итоге падает давление от масляного насоса до магистралей гидроблока и собственно самих конусов, которые сводятся на валах. Вариатор начинает буксовать, пинаться, или даже может встать в аварийный режим.

ПОЭТОМУ замена масла, фильтра и при необходимости чистка гидроблока ПРОСТО НЕОБХОДИМЫ для нормальной работы вариаторной трансмиссии

Если будете проводить интервал замены раз в 40 – 50 000 км, не перегревать «коробку» проходить может очень долго.

Плюсы и минусы

Сделал небольшую табличку, которая может вам пригодится, в ней мы разберем основные плюсы и минусы

ПЛЮСЫ

МИНУСЫ

Плавный и динамичный разгон лучше чем у оппонентов (АКПП и РКПП)

Сложный и дорогой ремонт, делают в основном официальные сервисы

Меньший расход топлива по сравнению с другими автоматическими трансмиссиями

Нужна замена ремня или цепи, через определенный пробег

Нет толчков при переключении передач. Плавность хода на высоком уровне

Сложная система управления, электроника

КПД выше чем у оппонентов, если сравнить с АКПП (примерно на 5%)

Высокие требования к качеству масла и его уровню

Легкое управление, присущее всем автоматизированным коробкам

Не рекомендуется ставить на очень мощные машины

Сейчас смотрите видео версию очень полезно

А теперь голосование – купите ли вы вариатор или нет?

НА этом все, думаю информация была вам полезна, читайте наш АВТОБЛОГ, смотрите канал на YOUTUBE. Искренне ваш АВТОБЛОГГЕР

(43 голосов, средний: 4,58 из 5)

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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