Бесступенчатая трансмиссия с вариатором

Вариатор (CVT) — бесступенчатая вариаторная коробка передач

Вариатор устройство принциg работы CVT

Вариатор (CVT) — бесступенчатая коробка передач, которая в определенном диапазоне позволяет добиться максимально плавного изменения передаточного числа. Главным отличием вариаторной коробки передач от аналогов является достаточно эффективное использование мощности ДВС.

Коробка CVT (от англ. Continuously Variable Transmission, «все время изменяющаяся трансмиссия») позволяет наилучшим образом изменять крутящий момент от ДВС, передаваемый на колеса, с учетом нагрузок на двигатель, скорости движения ТС и т.д. В результате вариатор позволяет добиться высокой топливной экономичности.

Отличительные особенности, устройство и принцип работы вариатора

Как работает вариатор коробка передач

Начнем с того, что существует несколько типов вариаторных КПП, однако на автомобилях используется клиноременный и тороидный вариатор, при этом клиноременной вариатор встречается намного чаще.

Устройство современной коробки-вариатора включает в себя такие элементы:

  • Специальный механизм, который отвечает за передачу крутящего момента от двигателя на вариатор, а также разъединяет коробку и ДВС при постановке на нейтральную передачу;
  • Сама коробка-вариатор (другое название «вариаторная передача»), а также отдельный механизм, который позволяет автомобилю двигаться назад;
  • Электронная система управления коробкой с входными и выходными датчиками;

Что касается самой КПП, клиноременной вариатор включает в себя одну или две ременные передачи. Такая передача фактически является двумя шкивами, которые соединяются при помощи клиновидного ремня. Шкив образует пара конических дисков, причем диски могут сдвигаться и раздвигаться. Так удается менять диаметр самого шкива.

Чтобы сдвинуть конусы, задействовано гидравлическое давление, усилие пружины и центробежная сила. Конические диски расположены под углом наклона 20°. Это позволяет ремню перемещаться по поверхности шкива, при этом сопротивление минимально.

На начальном этапе такие вариаторы оснащались ремнем из резины, однако ресурс самого ремня оказывался небольшим. Сегодня вместо резины устанавливается металлический ремень вариатора. Такой ремень прочный и гибкий, при работе КПП создается меньше шума, а также решение служит заметно дольше, чем резиновый аналог.

Данный тип отличается от клиноременного вариатора тем, что крутящий момент передается торцевой поверхностью цепи во время ее точечного контакта с коническими дисками. При этом сами конические диски выполнены из прочной стали, а клиноцепной вариатор имеет наилучший КПД.

Что касается управления вариатором, система электронная, производит синхронное изменение диаметра шкивов с учетом режимов работы двигателя автомобиля. Также осуществляется управление сцеплением и планетарным редуктором.

Еще добавим, что тороидный вариатор отличается от описанных выше ременных и цепных аналогов тем, что имеет два соосных вала. Такие валы имеют сферическую или тороидную поверхность. Между валами зажимаются ролики.

Чтобы изменить передаточное число в таком вариаторе, необходимо менять положение роликов. При этом крутящий момент передается посредством сил трения между рабочими поверхностями.

Как работает вариатор в автомобиле

Принцип работы вариатора

Если говорить о принципе работы вариаторной коробки, диаметр шкива вариатора постоянно изменяется. Изменение реализует сервопривод. Когда автомобиль только трогается с места, ведущий шкив вариатора имеет самый малый диаметр, то есть конические диски полностью разведены.

Как видно, вариатор путем уменьшения и увеличения диаметров шкивов позволяет двигателю работать в оптимальном режиме, чтобы получить максимум мощности и добиться лучшей динамики.

Плюсы и минусы вариатора

Прежде всего, такая трансмиссия является бесступенчатой. Это значит, что во время езды отсутствует необходимость переключаться на так называемы «ступени», при этом происходит постоянное преобразование крутящего момента, нет задержек между переключениями со ступени (передачи) на ступень.

В результате достигается максимальный комфорт при езде на машине с вариатором. Однако данное решение не лишено недостатков. Прежде всего, установка такой трансмиссии предполагает определенные ограничения по мощности и крутящему моменту, то есть вариатор не ставят на автомобили с мощным двигателем. Еще одним минусом является сложность устройства самой вариаторной коробки передач, низкая ремонтопригодность и дороговизна самого ремонта вариатора.

АКПП с гидротрансформатором устройство плюсы минусы

Автоматическая коробка передач (АКПП, АКП) «классического» типа с гидротрансформатором: устройство и принцип работы. Плюсы и минусы гидромеханической АКПП.

Контрактный двигатель с коробкой или ремонт что нужно знать

Плюсы и минусы контрактного мотора или коробки. Преимущества контрактных агрегатов, возможные нюансы и недостатки после покупки контрактного мотора и КПП.

КПП в автомобиле назначение устройство коробки передач

Что такое КПП в автомобиле: назначение коробки передач, виды коробок передач, принцип работы, отличительные особенности трансмиссий.

Течет капает масло между двигателем и коробкой

Почему начинает капать или течет моторное масло на стыке двигателя и КПП. Как точно определить причину утечки смазки, способы диагностики и ремонта.

Соединение двигателя или коробки передач

Стыковка коробки передач и двигателя автомобиля. Соединение механической и автоматической трансмиссии с ДВС: на что обратить внимание, особенности и нюансы.

Устройство механической коробки передач и принцип работы

Устройство и принцип работы механической коробки передач. Виды механических коробок (двухвальная, трехвальная), особенности, отличия

Как пользоваться вариатором — инструкция и полезные советы

Вариатор (CVT JATCO) в настоящее время устанавливается на Lada XRAY. В дальнейшем эта автоматическая бесступенчатая коробка передач будет устанавливаться на Lada Vesta. Вариатор конструктивно отличается от АМТ (автоматизированной трансмиссии) и АКПП, поэтому в ходе эксплуатации автомобиля с этой трансмиссией следует помнить о ряде правил, которые позволят продлить срок службы этой трансмиссии.

В этой трансмиссии работает и клиноременная передача, так и двухступенчатый планетарный редуктор с шестернями, а еще гидротрансформатор. Учитывая это сочетание, АВТОВАЗ называет эту коробку: бесступенчатая автоматическая трансмиссия, но далее по тексту мы будем использовать слово «вариатор».

вариатор

Инструкция по эксплуатации вариатором есть в руководстве автомобилем. Вот что там пишется:

Пуск двигателя

Пуск двигателя

В положении P пуск двигателя возможен без нажатия педали тормоза. В положении N пуск двигателя возможен только при нажатии педали тормоза. Включите зажигание и пустите двигатель.

Нажмите педаль тормоза и, нажав на кнопку фиксации, переведите рычаг переключения передач из положения P в положение R или D (в зависимости от желаемого направления начать движение). При этом нога должна находиться на педали тормоза, педаль акселератора должна быть отпущена.

Управление вариатором

Управление вариатором

Переключение режимов вариатора осуществляется перемещением рычага переключения передач в направлении согласно схеме режимов переключений (см. рис.), в зависимости от желаемого направления движения. Для разблокировки рычага необходимо нажать кнопку фиксации 1 на рукоятке рычага переключения передач.

При перемещении рычага из положения N в положение D, М, «+», «–» и обратно кнопку фиксатора можно не нажимать.

Выбранный режим индицируется на жидкокристаллическом индикаторе в комбинации приборов.

Схема положений рычага переключения передач в автоматической коробке передач нанесена сверху на его рукоятке и
имеет две линии для переключения режимов работы.

  1. Одна линия для переключения из положения P (стоянка) в нейтральное положение N, на задний ход R или автоматический режим движения D
  2. Другая линия для переключения на более высокую или низкую передачу в режиме ручного управления M: «+» – для включения повышенной передачи; «–» – для включения пониженной передачи.

Две линии соединены для переключения между автоматическим режимом D и режимом ручного управления M.

Режим ручного управления M может быть включен только из автоматического режима D. Режим заднего хода R можно включать только из нейтрального положения N.

Переключение на более высокую «+» или низкую передачу «–» возможно только в режиме ручного управления M.

Положения P, N, R, D, M являются фиксированными, положения «+» и «–» – нефиксированные.

  • P (стоянка) – используется для исключения качения автомобиля на стоянке либо при пуске двигателя. При этом стояночный тормоз может быть включен или выключен.
  • R (задний ход) – передача заднего хода. Может быть включена только после полной остановки автомобиля, при работе двигателя на холостом ходу.
  • N (нейтральная передача) – используется при пуске двигателя на стоянке одновременно с включенным стояночным тормозом или при буксировке автомобиля. Кроме того, данное положение рычага переключения можно использовать для пуска двигателя при внезапной его остановке во время движения, но без использования стояночного тормоза.

ВНИМАНИЕ! Если, находясь в движении, Вы случайно перевели рычаг переключения передач в положение N, дайте двигателю сбавить обороты, прежде чем включить режим D (включается без нажатия кнопки фиксатора) и вновь разогнаться.

  • D (вождение) – используется для трогания и вождения в автоматическом режиме переключения передач.
Читайте также  Коэффициенты полезного действия трансмиссии это

Включенная передача и положение паркинг (1, 2, 3, 4, 5, 6, D, R, N, P) отображаются на дисплее в комбинации приборов.

БК Lada XRAY Cross

ВНИМАНИЕ! Никогда не пытайтесь перевести рычаг переключения передач в положение P во время движения автомобиля. Это приведет к серьезным механическим повреждениям и к потере управляемости автомобиля.

При кратковременной остановке, например, перед светофором, необязательно переходить на позицию N и, тем более, Р. Достаточно удерживать автомобиль с помощью педали тормоза. Двигатель при этом будет работать в режиме холостого хода.

Стоянка. Автомобиль должен быть остановлен полностью. Включите стояночный тормоз и после этого поставьте рычаг переключения передач в положение стоянки Р. Благодаря такому порядку операций, особенно на уклонах, блокировочный механизм не будет слишком нагружен и впоследствии можно будет легко вывести рычаг переключения передач из этой позиции.

Снятие блокировки рычага

Снятие блокировки рычага вариатора

При разряженной аккумуляторной батарее рычаг переключения передач нельзя перевести из положения Р, даже если нажать кнопку на рычаге, при нажатой педали тормоза и, следовательно, ведущие колеса останутся механически заблокированными трансмиссией.

Для перевода рычага переключения передач из положения Р необходимо провести демонтаж декоративного чехла рычага от облицовки туннеля пола, который фиксируется на четырех защелках по углам рамки чехла, затем поднять его вверх в положение А (см. рис.), и в месте, показанном стрелкой. В посредством гибкого стержня от пишущей ручки, нажать вниз на кнопку С принудительной разблокировки, находящуюся в отверстии в корпусе селектора впереди от рычага и одновременно нажать на кнопку 1 (см. рис) на рукоятке рычага. Теперь Вы сможете перевести рычаг переключения передач из положения Р в положение N.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. В целях обеспечения безопасности, во время проведения этой операции, включите стояночный тормоз и удерживайте нажатой педаль тормоза.

ВНИМАНИЕ! Если Вы сталкиваетесь с проблемами при переводе рычага переключения передач автоматической коробки передач из положения Р (стоянка), выполнив все вышеуказанные операции, обратитесь к дилеру LADA.

Условия начала движения

вариатор

На автомобиле с вариатором не рекомендуется начинать движение сразу после пуска двигателя, особенно в зимний период.

Для предотвращения интенсивного износа комплектующих коробки передач рекомендуется после пуска двигателя дать время (не менее 30 секунд), чтобы масло в вариаторе под давлением попало на все смазывающиеся поверхности.

В течение нескольких минут после начала движения следует избегать резких ускорений.

ВНИМАНИЕ! При движении на автомобиле с вариатором рекомендуется избегать пробуксовки, резкого ускорения и торможения, это небезопасно для агрегата и обеспечивает повышенный износ коробки передач.

При остановке на подъеме не следует держать ногу на педали акселератора. Это создает риск перегрева вариатора.

В очень холодную погоду система может блокировать переключение передач вручную, пока коробка передач не прогреется до рабочей температуры.

ВНИМАНИЕ! Для автомобилей с вариатором буксировка автомобиля для пуска двигателя запрещена.

Буксировка

Буксировка вариатора

При выключенном двигателе система смазки вариатора не работает, поэтому буксировку автомобиля необходимо производить на грузовой платформе эвакуационного автомобиля или с вывешенными передними колесами.

В исключительных случаях возможна буксировка автомобиля на четырех колесах, но только передним ходом при работающем двигателе, с рычагом в нейтральном положении N со скоростью не более 48 км/ч и на расстояние не более 50 км.

ВНИМАНИЕ! Буксировка автомобиля на четырёх колесах с выключенным двигателем запрещена.

Транспортировка прицепов

Транспортировка прицепов с вариатором

Транспортировка прицепов или буксировка других автомобилей для вариатора крайне нежелательна, поскольку она значительно увеличивает нагрузку на трансмиссию, и как следствие – усиленный ее износ.

ВНИМАНИЕ! Первые 2 тысячи километров, пока не будет проведена полная обкатка двигателя и трансмиссии, буксировать другие автомобили или прицепы запрещено.

А какие советы по эксплуатации автомобиля с вариатором можете оставить вы? Напомним, ранее мы рассказывали про основные проблемы и неисправности вариатора Jatco.

Что такое вариатор (CVT) в автомобиле и как он работает

Коробка-вариатор CVT

Разница в диапазонах угловых скоростей двигателя и колёс автомобиля во все времена была и остаётся предметом исследований и инженерных решений для устройств, имя которым – трансмиссия. Развитие удобных в управлении автоматических бесступенчатых трансмиссий автомобиля и привело в последние годы к практическому использованию вариатора.

Принцип работы вариатора известен давно и в таких машинах, как скутеры или снегоходы эти устройства используются уже много лет. Почему же в автомобилях вариаторы стали применяться сравнительно недавно? Насколько они надёжны и долговечны? Требуют ли вариаторы каких-то особенных приёмов при вождении автомобиля? В чём достоинства и недостатки трансмиссии с вариатором?

Для ответов на эти вопросы имеет смысл ознакомиться с принципом работы вариатора и основами конструктивных решений устройства, основными видами автомобильных вариатор, а также статистикой о надёжности и долговечности этих устройств.

Принцип работы и конструкции вариатора

Проще всего принцип работы вариатора можно рассмотреть на примере самого распространенного типа устройства: клиноремённого.

Клиноременный вариатор

На валу, который соединён с валом двигателя находится ведущий шкив, выполненный из двух половинок. Половинки могут передвигаться по валу (оси своего вращения). Аналогичный (состоящий из двух половинок) шкив расположен на другом валу, соединённом с приводами колес автомобиля. Этот шкив называют ведомым. Между собой ведущий и ведомый диски соединены ремнём, клиновидным в сечении.

На низких оборотах двигателя половинки ведущего шкива раздвинуты и ремень «провален» к оси вращения, а на ведомом шкиве наоборот: ремень «выдавлен» максимально далеко от оси вращения.

Принцип работы клиноременного вариатора

Таким образом, за счёт трения в месте контакта ремня с поверхностями половинок шкивов образуется ремённая передача, схематично изображённая на следующем рисунке.

Схематическое изображение ременной передачи

То есть ведущий вал как бы аналогичен шестерёнке малого диаметра, а ведомый – большого. Соответственно, на малых оборотах угловая скорость ведущего шкива существенно выше, чем ведомого, к которому передаётся максимальное тяговое усилие (и минимальная угловая скорость).

Сдвигает половинки ведущего шкива торцевое усилие, формируемое в зависимости от конструкции вариатора инерционными силами (от роликов внутри одной половинки шкива, перемещающихся за счёт центробежных сил – простейший случай) или гидравликой, получающей команды от электронного блока управления (современные системы).

Помимо центробежных, системы передачи крутящего момента с электронным управлением могут быть электромагнитными или многодисковыми, но наибольшее распространение благодаря доведенности конструкции получили гидротрансформаторы.

На высоких оборотах картина обратная: «шестеренка» ведущего шкива становится большого диаметра (ремень выдавливается к периферии шкива) а у ведомого половинки раздвигаются и ремень «проваливается» к центру («шестерёнка» малого диаметра). Трение, необходимое для изменения расстояния между половинками ведомого шкива и натяжение ремня обеспечивает пружина.

По принципу действия помимо клиноременных существуют ещё торовые вариаторы.

Торовый вариатор

В них роль составных шкивов выполняют конусообразные диски, а роль ремня – ролики грибовидной формы, имеющие возможность не только вращаться вокруг своей оси, но и перемещаться относительно оси вращения дисков. При различных положениях роликов они по различного диаметра окружностям соприкасаются с дисками, и за счёт этого меняется передаточное отношение между дисками. На практике торовые вариаторы встречаются существенно реже клиноременных.

Казалось бы, если всё так просто и принцип работы устройства хорошо известен, почему на автомобилях вариаторы стали применяться сравнительно недавно?

Дело в том, что материал ремня, используемый в вариаторах скутеров и снегоходов, не рассчитан на уровень нагрузок, которые возникают в автомобилях. И только современные технологии позволили разработать привод вариатора, выдерживающий высокие нагрузки.

Ремень современного автомобильного вариатора металлический, состоящий из двух металлических лент и вставленных в них набора упругих металлических звеньев.

Металлический ремень вариатора

От ведущего шкива наиболее зажатое в нем звено передаёт толкающее усилие к следующему звену и далее по цепочке. Получается, что такой наборный ремень не тянет, а толкает ведомый шкив и это позволяет передавать на него бо́льшие усилия, чем в обычной клиноремённой передаче. Именно такой тип привода получил максимальное распространение в современных вариаторах.

Читайте также  Трансмиссия 2019 full 4 k

В некоторых марках автомобилей (прежде всего Audi) встречается привод в виде многозвенной цепи вместо ремня.

Привод вариатора в виде многозвенной цепи вместо ремня

Такую передачу ещё называют клиноцепной. В отличие от металлического наборного ремня пятно контакта торцевых участков такой цепи с конусной поверхностью шкивов существенно меньше, и это обстоятельство предъявляет повышенные требования к материалу и сочленениям цепи. У цепной передачи самый высокий КПД передачи усилия от ведущего шкива к ведомому, неплохие показатели долговечности, достаточно простая замена в случае необходимости. Но при этом цепь – достаточно дорогой привод.

К особенностям конструкции вариатора ещё следует отнести необходимость встраивания в устройство механизма заднего хода – прямой реверс шкивов вариатора невозможен. Практически это решается так же, как и в автоматических коробках передач: в конструкции предусмотрен планетарный редуктор.

Чем отличается вариатор от автомата в эксплуатации

В отличие от трансмиссий с механической и автоматической коробками передач в вариаторе реализован принцип бесступенчатой трансмиссии (CVT – общепринятая аббревиатура названия таких устройств). Двигатель автомобиля в CVT связан с колесами (движителями) абсолютно плавным изменением соотношения количества оборотов.

С одной стороны, это делает поездку на автомобиле чрезвычайно комфортной – нет необходимости переключать передачи как в механической коробке передач и полностью отсутствуют рывки и подергивания как в автомобиле с автоматической трансмиссией. С другой стороны, несмотря на внешне одинаковые с автоматической коробкой передач органы управления и режимы движения, из-за принципиального различия в конструкциях вариатор имеет свои особенности эксплуатации.

Прежде всего, это касается режима разгона: для водителя, впервые севшего за руль автомобиля с вариатором абсолютно непривычен режим разгона на постоянных оборотах двигателя. Для устранения этого эффекта в автомобилях с CVT возможна эмуляция (имитация электроникой на программном уровне) ручных режимов управления машиной с резким изменением количества оборотов (соответственно изменением привычного большинству автолюбителей звука двигателя). Только здесь надо понимать, что та же электроника не позволит «загнать» обороты двигателя в красный сектор тахометра.

Вообще же, вариатор хорош для любителей плавной и спокойной езды.

Детали вариатора весьма чувствительны к смазке и немедленное после запуска двигателя движение (особенно зимой) крайне нежелательно: масло не успевает поступить к трущимся деталям и, как следствие, повышенный износ и дорогостоящий ремонт. То же относится к любителям «рывка» на светофоре после установки селектора в нейтральное положение.

Наличие достаточного количества смазки в местах трения вариатора важно еще и потому, что эта специфическая смазка предотвращает проскальзывание приводного ремня или цепи (в этом проявляется уникальность свойств масла для вариаторов). Своевременная (как правило, после 60 тыс. км.) замена масла с маркировкой CVT – обязательное условие нормальной эксплуатации вариатора.

Ещё владельцам автомобилей, оснащенных вариатором, необходимо особенно тщательно следить за соблюденем правил езды с прицепом и буксировки. В связи с ограничением по мощности (хотя последние разработки вариаторов ставятся на автомобили с мощностью двигателя более 200 л.с.) езда с прицепом для большинства автомобилей с CVT нежелательна. На буксировку машин с вариатором также накладывается ограничение: масло в вариаторе должно находиться под давлением иначе возможен только вариант буксировки с частичным погружением передних колёс.

Наиболее распространённое проявление неисправности вариатора – лёгкие подергивания при переводе селектора в положение «Движение». Проявление такого признака свидетельствует о скором ремонте.

Вообще же ресурс вариатора ограничен даже при аккуратной эксплуатации и спокойной манере езды пробегом в 120 – 150 тыс. км. Это обстоятельство необходимо учитывать при приобретении машины с CVT вторичном рынке.

Плюсы и минусы «коробки» вариатор

Сам принцип работы вариатора определяет преимущества автомобилей с CVT:

  • исключительная плавность разгона, недостижимая никакими другими видами ступенчатых трансмиссий (в том числе в самых современных разработках автоматических коробок передач);
  • топливная экономичность: в CVT отсутствуют потери на переключение передач, и, значит, мощность двигателя используется с максимальной эффективностью в смысле потребления топлива. Правда на практике оказывается, что экономию топлива в автомобилях с вариатором по сравнению с машинами, оборудованными современными АКПП ощутить затруднительно;
  • более быстрый разгон – по времени разгона вариаторы особого преимущества не дают, но в сочетании с плавностью набора скорости создают яркие впечатления от процесса ускорения.
  • ограниченный ресурс устройства – в несколько раз меньший, чем у автомобилей с механической коробкой передач;
  • низкий уровень ремонтопригодности: отремонтировать вариатор можно далеко не везде, так как настоящих специалистов по CVT сравнительно немного. К тому же запасные части к вариаторам (в особенности привод) стоят дорого;
  • не дешёвое техническое обслуживание – замена масла (а это 5-6 литров специального масла) каждые 60 тыс. км пробега и приводного ремня (100 тыс.км).

Видео: стоит ли покупать машину с коробкой-вариатором

Вариатор CVT и Multitronic: стоит брать?

К основным типам трансмиссии относят МКПП, классический «автомат», роботизированную трансмиссию (включая робот с двумя сцеплениями – DSG, который подробно был рассмотрен здесь) и вариатор. О последнем сегодня и поговорим.

var Audi Multitronic CVT 696x490

Вариатор или, правильнее, CVT от англ. Continuously Variable Transmission – бесступенчатая коробка передач, призван был улучшить комфорт вождения. Но популярным вариантом вариаторы так и не стали – владельцы жалуются на особенность их работы и низкую надежность.

var cvt 6

Вариатор обязан своим появлением великому Леонардо да Винчи, который предложил этот механизм еще в 1490 году. Но всерьез взялись за новый тип трансмиссии только в начале ХХ века. К 50-м годам предприимчивый голландец Хуб Ван Доорн создал первую такую трансмиссию, назвав ее Variomatic, установил на седан DAF 600, да и продал компании Volvo. А сам продолжил заниматься экспериментами с вариатором, основав компанию, которая с 1995 года входит в семейство концерна Bosch.

Оценив идею, с 80-х гг. многие автопроизводители стали оснащать свои машины бесступенчатыми трансмиссиями.

Что такое вариатор

Главное отличие вариатора от других трансмиссий – отсутствие фиксированных передач. В коробках CVT передаточное число изменяется плавно и незаметно для водителя, в результате – необычайная плавность хода при ровных оборотах двигателя.

Достигается это за счет особенностей конструкции вариатора.

var cvt 3

Для передачи крутящего момента с двигателя на колеса в нем вместо классических зубчатых колес используется стальной ремень или цепь. Ремень движется между двух пар конических колес, образуя шкив.

Колеса расположены на входных и выходных валах, каждая пара сближается или расходится друг от друга, тем самым меняя радиус шкива.

variator1

Так удается плавно изменить передаточное отношение крутящего момента с двигателя на колеса. В результате – отсутствие, собственно, «передач» и необычайная плавность хода автомобиля.

Плюсы

Движение машины с трансмиссией CVT – это плавный набор скорости и отсутствие рывков и толчков. С вариатором вы не услышите «рычания» мотора, разгон будет достаточно быстрым и плавным.

При этом мотор работает в диапазоне пониженных оборотов. Это не только хорошо отражается на ресурсе двигателя и его деталей, но и позволяет экономить топливо и уменьшить выбросы вредных веществ в атмосферу.

var

Минусы

Вариаторы не выдерживают высокой мощности современных автомобилей, потому что их цепь и, тем более, ремень, не могут передать высокий крутящий момент.
Поэтому бесступенчатые КП устанавливают на автомобили с крутящим моментом до 350-400 Нм. Как правило, это машины малого и среднего класса.

Другой недостаток работы вариатора связан с психологией водителя. Многим не нравится, что вариатор всегда поддерживает один диапазон оборотов. Так, при разгоне вариатор ведет себя непривычно – вместо «раскручивания» двигателя он сразу выходит на максимальные обороты и работает на них с монотонным гулом. В результате водитель не ощущает, собственно, разгон. И ему кажется, что коробка «тормозит».
Для решения этой проблемы многие компании стали применять вариаторы с режимом ручного переключения виртуальных «передач».

Так, автомобили Audi стали оснащать новым типом вариатора – коробкой Multitronic.

var Audi Multitronic CVT 2

В обычном режиме классический вариатор, при выборе режима «спорт» она имитирует работу классической АКПП, то есть, поддерживает выбранную водителем (с помощью подрулевых лопаток) виртуальную «передачу». Такой режим переключения осуществляется с помощью электронных блоков управления и напоминает принцип работы классического «автомата» или робота DSG с двумя сцеплениями.

Читайте также  Трансмиссия opel vectra a

Но, пожалуй, самый весомый недостаток вариатора — дороговизна его обслуживания и недолговечность трансмиссии.

var VAG auto.by 07

Сама конструкция вариатора, при всех его плюсах по КПД и плавности хода, не рассчитана на большие пробеги и высокие нагрузки. CVT не любит пробки, бездорожье и высокие скорости и редко когда доживает до 200 тыс. км.

Мало кто знает, что вариатор надо регулярно обслуживать. Причем простой заменой масла (а оно для вариатора намного дороже, чем для других КПП) дело не обойдется.

Еще необходимо менять фильтры и промывать радиатор в нем, желательно – с его разборкой и промывкой каждые 50-60 тыс. км. Не сделаете этого спустя 100 тысяч – риск поломки вариатора весьма велик. А иногда и гораздо раньше.

Выходят из строя в вариаторах, как правило, две вещи. Ремень, который обеспечивает связку ведущего и ведомого валов, и его достаточно сложная электроника. Причем электроника может давать сбои значительно раньше.

Если ремень рвется и разлетается в клочья (средний срок его жизни – порядка 100 -150 тыс. км) и выводит из строя всю коробку, простой заменой ремня уже не обойтись. Скорее всего, придется ремонтироваться у официалов, а послегарантийный ремонт там обойдется очень недешево.

Итого

Вариатор представляет собой бесступенчатую трансмиссию, которая обеспечивает плавность хода и гарантирует бережную эксплуатацию двигателя. Для автомобилей Audi используется особой вид вариатора – трансмиссия Multitronic, с функцией выбора и переключения «виртуальных» передач.

К основным недостаткам вариатора относят особенности его работы, сложность и дороговизну обслуживания. Вариатор не рассчитан на высокие нагрузки и огромные пробеги.

Вариатор, скрещенный с механикой – как устроена коробка Direct Shift-CVT

Из всех видов автоматических трансмиссий именно вариатор сегодня имеет славу самого активно развивающегося. Инженеры постоянно думают над конструкцией и периодически идут на технические эксперименты. Например, в Toyota уже пару лет как выпускают машины с вариатором Direct Shift, который считается продуктом скрещивания с механической коробкой передач. Механика в нем отвечает за первую и заднюю передачи. Как это работает – разбираем в этой статье.

На фото - вариатор Toyota вместе с двигателем 2.0 149 сил

На фото — вариатор Toyota вместе с двигателем 2.0 149 сил

Фраза «вариатор с первой механической передачей» с точки зрения водителя вызывает ужас – это что, нужно выжать сцепление, включить рычагом первую, тронуться, а потом переключиться в драйв и уже только тогда ехать на вариаторе? Конечно нет, намек на родство с механическими трансмиссиями у нового тойотовского вариатора не в вопросе ручного переключения передач, а в принципе передачи момента. И вот тут есть много интересного.

Типичный вариатор, как известно, представляет собой два шкива, которые могут изменять диаметр, и ремень между ними. Шкивы уменьшаются или увеличиваются, меняется передаточное соотношение между ними. По такому принципу вариаторы работают уже несколько десятков лет, но все равно не смогли побороть такую проблему как проскальзывание ремня. В тяжелых условиях – быстрые старты, буксование, заезды на бордюры – есть шанс, что ремень проскочит по шкиву и оставит микрозадир. Когда таких задиров будет много коробку придется ремонтировать. Это родовая болезнь вариаторов, которая до сих пор ограничивает этот вид трансмиссии.

Для примера вариатор Nissan JF011E

Для примера вариатор Nissan JF011E

Решение от инженеров Toyota выглядит как гениальное. Они взяли и добавили между шкивами пару дополнительных шестеренок, точно таких же, какие используются в механических коробках передач. Шестеренки эти стоят как бы параллельно цепи вариатора. Специальным исполнительным механизмом они могут смыкаться и размыкаться, при этом когда шестеренки смыкаются крутящий момент на ремень вариатора не подается. Машина едет исключительно через механическую передачу. Не удивительно, что передаточное соотношение этих шестеренок подобрано таким образом, чтобы имитировать первую скорость ручной коробки. Ведь трогание это самый трудный для вариатора режим работы, переключение передач на ходу дается коробке намного проще.

На фото видно, как задействована механическая часть в коробке

На фото видно как задействована механическая часть в коробке

Как это выглядит на практике? Конечно, никакого рычага для включения первой скорости нет, как нет и педали сцепления. Как и все современные вариаторы Direct Shift-CVT оснащен гидротрансформатором, поэтому сцепление ему не нужно. Электроприводом соединения шестерен заведует ЭБУ коробки, действия водителя ничем не отличаются от обычного вариатора: выбрал «D» и нажал на газ. Первые метры и до скорости 20-25 км/ч машина едет через шестерни, потом они размыкаются, и передача момента идет через вариаторную часть.

Видно, как задействована вариаторная часть коробки

Видно, как задействована вариаторная часть

Логичный вопрос, а зачем такие заморочки? Наличие механических шестерен с большим соотношением позволяет сбросить на них всю тяжелую работу: резкие ускорения, буксование в грязи, бордюры и так далее. Всего этого нежные шкивы и ремень вариатора не любят и именно тут теряют свой ресурс. У Direct Shift в теории он должен быть заметно выше, ведь наиболее хрупким элементам оставили только то, что они хорошо умеют делать – менять передачи в движение. Кстати, у Direct Shift 10 квизипередач.

Есть и еще одной преимущество – инженерам теперь не нужно ограничивать крутящий момент. Известно, что для сбережения шкивов и ремня, конструкторы принудительно уменьшают мощность мотора и обороты при определенных режимах движения, а также уменьшают подачу топлива при пробуксовке. Из-за этого разгон получается вялым или машина застревает в грязи. С механической первой это уже не актуально, можно давать полную мощность.

Direct Shift-CVT

Direct Shift-CVT

Но и на этом плюсы не заканчиваются. С учетом новой силовой передачи инженеры смогли уменьшить размеры шкивов, ведь теперь вариаторной части не нужно обеспечивать максимальное передаточное соотношение, оно реализовано механикой. А это снижение размеров и веса, которые идут на пользу любому механизму.

variator-toyota-3

Если так все просто и здорово, то почему рынок до сих пор не завален подобными коробками? Нам видятся для этого несколько причин. Во-первых, коробка передач получается заметно более сложной. Механические шестерни простые и дешевые, но их нужно грамотно расположить, для них нужен электромотор смыкания-размыкания и весьма замысловатая система управления. Такая сложность наверняка еще аукнется при ремонте, пока просто нет опыта массового ремонта таких трансмиссий. Во-вторых, нужно добиться плавного перехода от механической передачи момента к вариаторной. Судя по отзывам владельцев новых RAV4, на которые эта коробка уже два года как устанавливается, полностью решить проблему у инженеров не получилось, при резких разгонах машина немного «пинается». В-третьих, пока нет достоверной статистики, что наличие механической части серьезно улучшает ресурс и надежность. Да, теоретические выкладки говорят об этом, но пока у машин с этой коробкой слишком малый возраст и пробеги, чтобы делать далеко идущие выводы. Помимо RAV4 новый вариатор появился и на недавно обновившейся Camry, значит статистики и отзывов будет со временем все больше.

Ручка вариатора Toyota RAV4

Ручка вариатора Toyota RAV4

В любом случае, здорово, что инженерная мысль не останавливается, при этом творчески осмысливает даже такие казалось бы устаревшие технологии как передача момента через шестерни. Если это поможет вариаторам избавиться от слабых мест, то за таким типом трансмиссии может быть будущее.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

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