Что выбрать: робот или вариатор

Преимущества вариаторов

Оптимальная передача крутящего момента и мощности. Если ваша машина оснащена вариатором, то этот тип коробки передач позволяет автомобилю более эффективно использовать топливо. Все дело в том, что машина, оснащенная вариатором, всегда движется на идеальной передаче (правильной) в отличие от машины с автоматической или механической трансмиссией. Знаете ли вы, что бесступенчатая коробка передач запрограммирована так, чтобы крутящий момент на колеса передавался в оптимальном диапазоне мощности, вместо того чтобы когда нужно ускорение поднимать обороты двигателя с нуля до красной линии? В результате использование вариатора не только помогает экономить топливо, но и обеспечивает автомобилю лучшую производительность в определенных ситуациях. Особенно при обгоне другого транспорта. 

Экономия топлива. Так как коробка-вариатор позволяет более эффективно передавать мощность и крутящий момент на колеса, это экономит топливо во время движения. В итоге вариатор по сравнению с традиционными трансмиссиями более эффективен. Даже при движении на скорости по шоссе автомобили с бесступенчатой коробкой передач потребляют меньше топлива, чем с АКПП или МКПП. 

Простая конструкция вариатора. Общее количество механических частей коробки CVT меньше по сравнению с коробками, оснащенными планетарными передачами. Ведь внутри вариатора используются обычные зубчатые шестеренки, конические шкивы, которые соединены друг с другом цепью или ремнем в зависимости от марки и модели автомобиля.

Во время движения автомобиля в зависимости от скорости транспортного средства шкивы перемещаются по отношению друг к другу. Таким образом, изменяется передаточное отношение. Эта механическая простота устройства вариатора позволила обеспечить автомобилям оптимальную динамику разгона. Ведь, по сути, нет переключений передач при разгоне, соответственно, нет потери скорости при переключении передач. 

Более легкий вес коробки. Благодаря своей конструкции коробки CVT (вариатор) чаще легче и компактнее своих традиционных конкурентов (особое преимущество вариатора заметно при сравнении веса трансмиссии с классической автоматической коробкой).

Снижение веса трансмиссии имеет несколько преимуществ. Но главное преимущество – это, конечно, экономия топлива, достигаемая благодаря простой формуле: чем меньше вес автомобиля, тем меньше расход топлива.

Гладкое переключение передач и динамичный разгон. Любой, кто ездил за рулем автомобиля с механической коробкой передач, знает, что, когда вы выжимаете педаль сцепления для переключения передач, автомобиль ненадолго теряет динамику разгона, а также как бы приседает или даже дергается. В результате разгон авто с МКПП не кажется плавным и комфортным. Вариатор благодаря отсутствию передач легко разгоняет автомобиль без различных потерь, которые неизбежны при физическом переключении передач в обычных КПП. 

Принцип работ

Вариативная КПП делится на несколько типов:

• цепные;
• клиноременные;
• тороноидальные.

Тороноидальные не так популярны, как клиноременные, в основном потому, что устанавливаются на заднеприводные и полноприводные автомобили, у которых двигатель находится продольно.

О коробке вариатор и сколько она служит, узнаем из видеоролика Вести РФ.

В настоящее время клиноременный вариант – самый популярный тип вариаторной коробки передач. Суть качественного ремня в том, что в разрезе он приобретает вид трапеции и вклинивается в шкив боковыми поверхностями. Чтобы понять устройство на основе работы этого ремня, представим перед собой две похожие трубки, которые находятся рядом в вертикальном положении. Если скрутить их друг с другом резинкой и начать крутить одну трубку, вторая повторит движения первой, причем подстраиваясь под ту же скорость, которой следует первая трубка.

Что такое коробка передач CVT и в чем заключается ее надежность, узнаем из видео Artur Bogomolov.

Если одну из двух деталей заменить трубкой большего размера, тогда их скорость будет заметно различаться: трубка с большим диаметром будет вращаться медленнее, что в целом нарушит ритм их слаженной работы. В этом и заключается принцип действия коробки передач: цилиндры постоянно изменяют свой размер, и за счет этого происходит работа.

Галерея «Типы вариаторных КПП»

На картинках можно увидеть виды коробок переключения передач.

Фото 1. Цепной вариатор

Фото 2. Схема тороидного вариатора

Фото 3. Цепь и клиновидный пояс

В составе КПП находятся конусообразные шкивы, которые «смотрят» друг на друга острыми концами и упираются в клиновидный ремень. Конусы сходятся и расходятся, изменяя размер поверхности шкивов. Когда они отстраняются друг от друга, ремень приобретает горизонтальное положение, становясь ребрами, и проваливается в середину шкива, охватывая меньший радиус его размера.

Если концы встречаются, ремень натягивается и охватывает больший радиус шкива. Работу шкивов тщательно контролирует гидравлическая система. Она наблюдает за тем, чтобы концы конусов равномерно сходились и расставались. Как в случае с примером, где фигурировали трубки, один из конусов является ведущим, а второй ведомым. Один шкив находится на основном валу, который идет от мотора. Второй шкив идет на валу от колес автомобиля.

Рекомендуем: Какую жидкость заливают в гидроусилитель руля

Благодаря работе шкивов и их удобному расположению, получается бесступенчатая трансмиссия. Передаточное отношение имеет обширные «горизонты». Когда мы сдаем на машине назад, вариатор активирует узел, который задает кружение выходного вала в обратном направлении. Плюсы и минусы вариатора CVT в машине узнаем ниже.

Вариатор фирмы JATCO

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.

Вариатор или механика что лучше

Такой же вопрос может возникнуть и в отношении МКПП – вариатор или механика, что лучше? По преимуществам вариатора здесь ситуация та же, что и с автоматом. В отношении ремонта и обслуживания механика однозначно дешевле как вариатора, так и автомата. Не лишним будет заметить, что вариатор, как впрочем и автомат, предназначены скорее для любителей спокойного безопасного движения. Тем кто относится к автомобилю, в первую очередь, как к средству позволяющему быстро переместиться из пункта А в пункт Б. Для тех же водителей, которые просто любят автомобили и все, что с ними связано, которым нравится чувствовать себя единым целым со своим железным конем, нравится вжиматься в сидение под действием нагрузки от ускорения, нравится слышать рев мотора – ответ на вопрос вариатор или механика что лучше будет однозначен – МКПП.

Ещё кое-что полезное для Вас:

• Что такое раздатка?
• Что такое дифференциал?
• Как сделать замену внутреннего шруса?

Основные преимущества

Как было сказано выше, вариатор неограничен передаточными числами, что обеспечивает автомобилю устойчивую крейсерскую скорость. За счет способности постоянно менять коэффициенты CVT поддерживает оптимальный диапазон мощности двигателя, а это существенная экономия топлива.

Можно отметить и другие сильные стороны бесступенчатой коробки:

1. Небольшие размеры. Благодаря компактности вариатор можно поставить в подкапотное пространство рядом с двигателем. Он способен агрегировать как автомобиль с бензиновым мотором, так и электрическое транспортное средство.
2. Режим кикдауна. Современные разновидности CVT, способные имитировать работу АКПП, в плане динамики практически не проигрывают автомату. В ручном режиме скорости переключаются с рывками, водитель имеет возможность ощутить на себе кикдаун, когда доступно максимальное ускорение автомобиля.
3. Беспрерывная передача мощности. Транспортное средство движется плавно, отсутствуют толчки и рывки авто с повышением скорости.

Над вариатором постоянно ведутся работы с целью улучшения его технических характеристик. Меняют не только алгоритм управления, но и сам агрегат. В частности еще в 2014 году изменениям подверглась система охлаждения CVT. Давно известно, что вариатор сильно боится перегревов и львиная доля неисправностей связанна именно с нарушением температурного режима. Так сегодня трансмиссию оснащают дополнительным радиатором охлаждения, что позволяет выиграть несколько десятков тысяч километров ресурса.

Советы по эксплуатации

Чтобы правильно управлять машиной с вариаторной трансмиссией, надо знать режимы работы агрегата:

P — режим парковки. Его применение допускается при длительной стоянке авто. Все управляющие компоненты агрегата при активации этого положения блокируются. Автомобиль останавливается педалью тормоза, селектор устанавливается в соответствующее положение, затягивается стояночный тормоз, затем отпускается и опять выжимается тормоз. После выполнения этих действий можно включить рычаг коробки в положение паркинга

Важно соблюдать эту последовательность, поскольку в вариаторных трансмиссиях при парковке выполняется блокировка вала, а не колес.
D — режим «Драйв». Основное положение в работе любого вариатора

Этот режим используется для езды машины вперед с плавным переключением скоростей.
N — нейтральная передача. Ее нельзя включать при стоянке в пробках. Активация нейтральной скорости допускается при постановке машины на спуске.
L. При активации этого режима обеспечивается работа силового агрегата на повышенных оборотах, при этом эффективность торможения мотором будет максимальной. Использование положения L допускается при езде в тяжелых условиях, к примеру, на подъемах или по сельской местности.

Назначение и разновидности вариатора

Задача данного устройства – изменение частоты оборотов и передаточного числа, а следовательно, для регулировки крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Современная коробка вариатор имеет плюсы и минусы, но технологичность и простота процесса их производства несомненно сказывается и на цене. Этот фактор имеет решающее значение для покупателей, поскольку общая стоимость авто с бесступенчатой трансмиссией меньше, чем, например, со сложнейшей DSG. К тому же последняя еще требует окончательной доработки.

Существует два типа устройств CVT, способных плавно изменять передаточное соотношение: фрикционные и вариаторы зацепления. К первым относятся такие механизмы:

• роликовые;
• ременные;
• шаровые;
• многодисковые;
• клиноременные;
• волновые;
• торовые.

Устройства, построенные на принципе зацепления, имеют только один способ передачи крутящего момента – цепью. На машинах с мотором малой и средней мощности применяется клиноременной способ, а для передачи оборотов с высокопроизводительных двигателей цепной вариант. Набирают популярность и трансмиссии с тороидным принципом работы.

Принцип работы вариатора на автомобиле

Принцип работы вариатора на автомобиле заключается в плавной смене скоростей (передаточного числа) как при повышении, так и при снижении скорости. Безусловно, большую работу делает компьютерная программа, которая и создает ступени, но они запрограммированы для ручного управления (при движении по снегу или грязи, когда скорость не имеет значения, а важна только максимальная тяга). Сама же коробка ступеней не имеет, это обеспечивает передачу усилий от коробки к колесам намного точнее.

В настоящее время существует два типа строения вариатора:

• Клиноременный. Таком вид устанавливают на 95 % авто с CVT.
• Тороидный. Практически не используются в настоящее время из-за сложных настроек и строения.

1. Клиноременные вариаторы — самые популярные типы трансмиссии, используются в автомобилях марок Infiniti, Audi, Nissan и пр. Давайте рассмотрим принцип их работы.

   Осуществляется передача трансмиссионного числа от главного (ведущего) шкива (который связан с силовым агрегатом) к ведомому (который связан с приводом и колесами) по принципу ременного сообщения. 

   Смена передаточного числа происходит по принципу изменения диаметра шкивов. Изготовитель сделал их разборными, а не сплошными, состоящими из двух частей конической формы, обе части посажены на вал и могут сходиться и расходиться. Диаметр в месте соприкосновения ремня со шкивом изменяется в зависимости от скорости и нагрузки.

   Попросту говоря, принцип работы заключается в следующем: когда автомобиль трогается, мотору нужно большое усилие, чтобы начать движение колес. Чтобы снизить нагрузку двигателя до минимума, ведущий вал должен быть самого маленького диаметра (конусы разводятся в месте соприкосновения). Диаметр ведомого вала в этот момент должен быть, напротив, максимальным (конусы сводятся). За счет этого ведущий шкив проделывает несколько оборотов, чтобы ведомый сдвинулся всего на один (максимальное число). Этот процесс намного снижает нагрузку на силовой агрегат, что значительно облегчает ему работу.

   После набора скорости передаточное число уменьшается (это необходимо для снижения тяговой силы, но при этом происходит увеличение оборотов на ведомом шкиве). Принцип работы: диаметр ведущего рола увеличивается (конусы сходятся), а у ведомого, напротив, расходятся.

   При максимальном диаметре ведущего шкива и наименьшем ведомого, первый один раз оборачивается, а второй за этот промежуток делает несколько оборотов (из-за этого скорость его вращения наибольшая). Но в этом случае нагрузка на двигатель намного выше.

   Вывод: трансмиссионное число достигается по принципу изменения диаметров двух шкивов и ременной передачи (между ними).

2. Принцип работы вариатора на автомобиле тороидного типа принципиально отличается от предыдущего. Передача тяги осуществляется при помощи роликов, зажатых между шкивами. Шкивы имеют форму тороида (из-за чего имеет такое название) и располагаются на одном стержне. 

   Принцип действия: чтобы тороидный вариатор сменил передаточное число, роликам необходимо изменить свое положение. Для наибольшей тяги зажимы роликов нужно повернуть по направлению к ведомому шкиву, такое расположение сведет диаметр контакта ролика и шкива к минимуму, в то же время у ведомого ролла диаметр будет наибольшим.

   При увеличении скорости необходимо увеличение вращения и снижение передаточного числа, ролики отходят в противоположную сторону (ведущего ролла), при этом оба диаметра изменятся противоположно.

Принцип действия и состав

Принципиально вариатор образован двумя шкивами переменного диаметра. Поскольку передаточное число равно отношению действующих радиусов, по которым движется клиновой ремень, то его можно менять в широких пределах, сделав шкивы раздвигающимися и синхронно переставляя ремень на нужную траекторию. Это и определяет принцип работы вариатора и объём оборудования, относящегося к современному блоку автоматической бесступенчатой трансмиссии:

• ведущий и ведомый конические шкивы;
• ремень, набранный из металлических пластин с тонкими стальными лентами, иногда используется примерно такая же по форме цепь;
• гидротрансформатор на входе, состоящий из двух турбинных колёс и реактора, полностью аналогичен таковому в гидромеханической коробке;
• масляный насос, создающий управляющее давление рабочей жидкости;
• гидроблок, содержащий электрогидравлические клапаны, масляные магистрали и датчики давления, преобразующий электрические команды в перемещение исполнительных механизмов;
• фрикционные мокрые сцепления рабочего хода и реверса;
• дополнительные редукторы или главные передачи с дифференциалами;
• шаговый двигатель, он же степ-мотор, непосредственно занимающийся синхронным перемещением половинок шкивов;
• масляные фильтры тонкой и грубой очистки.

Иногда применяются дополнительные устройства, поскольку конструкции отличаются разнообразием, что связано как с компоновкой и инженерным подходом, так и с дальнейшим развитием бесступенчатого направления. Так, например, имеются коробки в гибридном исполнении, где кроме пары шкивов наличествует дополнительная двухступенчатая планетарная передача, заимствованная из классической АКПП. Такое решение заметно облегчает жизнь ремня и шкивов, не заставляя их работать с большим потоком мощности в крайних положениях, что может резко сократить ресурс. Добавочный редуктор автоматически переключает передачу по достижении определённой пороговой скорости, действуя как демультипликатор.

Важным элементом CVT является его рабочая жидкость — специальное вариаторное масло. Над обеспечением его свойств много потрудились, заменить его ничем нельзя, это надо знать при самостоятельном обслуживании. И чем оно качественнее — тем лучше, ресурс пока остаётся одним из самых слабых мест данной трансмиссии. Жидкость на уровне компромиссов сочетает многие с виду несовместимые свойства, основные из которых заключены в необходимости обеспечить смазку передающих большую мощность пар трения ремня о шкивы при одновременном исключении проскальзывания. Любое трение выделяет тепло, масло разогреется, потеряет свойства, и весь узел будет непоправимо разрушен. Частично проблему решает масляный радиатор, но перегрев остаётся основной страшилкой к применению вариаторов в тяжёлых условиях.

Обслуживание и уход

Именно замена масла станет главным фактором продления межремонтного пробега. Можно смело рекомендовать его замену каждые 30 тысяч километров, так оно постоянно будет находиться в тонусе, хорошо промывать каналы и механизмы, беречь поверхности трения и подшипники. Как только масло утратит какие-то качества или загрязнится, начнётся лавинообразный процесс гибели сбалансированного организма клиноременной передачи. А ремонт пока ещё очень дорог. Ремень, шкивы и элементы гидроблока своим ценником способны надолго отбить желание покупать машины с CVT, и никакие достоинства никого не убедят.

К обслуживанию можно отнести и стиль езды на вариаторной трансмиссии. Она очень не любит крайностей. Да, низкие старты в духе двухпедального лонча, буксировка и перемешивание густой грязи не для этого механизма. Можно не сомневаться, что он так умеет, но, скорее всего, недолго. И если уже зажглась лампочка перегрева — значит, масло надо менять и больше так не поступать.

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).

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.

Изъяны и недочеты

1. К вариатору нужно привыкать, набор скорости здесь происходит по принципу трамвая. Обороты зависают на максимальном крутящем моменте и возникает ощущение — где ускорение? Хотя современные CVT уже имеют искусственно переключать передачи.
2. Нет возможности продолжительно ехать на большой скорости или на максимальных оборотах, коробка уходит в аварию и есть риск попасть на перегрев, что печально скажется на последствия ремонта.
3. Двигаться в мегаполисах становиться все труднее и в любой момент может возникнуть ситуация с резким перестроением и педалью в пол. Ремень вариатора испытывает колоссальные перегрузки и ресурс снижается. Также гонки со светофора это не наш конек.
4. Только плавная езда (жесть)
5. Есть определенные недостатки при использовании в гололед и по сырому покрытию.
6. Лучше отказаться от прицепа, а также не буксировать другие транспортные средства.
7. Устанавливается на двигатели с мощностью не превышающей 220 лошадиных сил.
8. Обслуживание вариатора заслуживает особого внимания. (Контроль уровня рабочей жидкости и своевременная замена)
9. Распространенная проблема гула подшипников при попадании частиц образива на рабочую поверхность.
10. В холодное время года, нужно прогревать не только двигатель, но и коробас.
11. Следить за чистотой радиатора, если он присутствует в конструкции.
12. Цена трансмиссионного масла завышена, у каждой марки есть своя жидкость с одобренными характеристиками.
13. Замена фильтрующих элементов производиться только при полной замене жидкости с разбором поддона.
14. Безперебойная работа также зависит от исправности всех датчиков.
15. Поездка до сервиса только на эвакуаторе.
16. Ремонт в некоторых случаях обходиться дороже чем стоимость новой или б/у коробки. (Порвался ремень)
17. Мало сервисов, которые являются профессионалами по ремонту CVT.
18. Низкий спрос на автомобили с вариатором и его недостатками.

Если вы не являетесь владельцем автомобиля с бесступенчатой АКПП, прочитав статью, думаю, вам есть о чем подумать перед покупкой. Это касается лишь автомобилей на вторичке. Покупая авто с салона, беспокоится не о чем. Данный агрегат несущий ответственность за передачу момента от двигателя к колесам в настоящее время бурно развивается. Детские болячки постепенно уходят в прошлое. На первое место выходит удобство управления и топливная экономичность. С сроком службы можно ознакомиться в статье по этой ссылке.

Коробка передач вариатор, плюсы и минусы — обратная сторона медали

Однако без отрицательных черт тоже не обошлось. Так, следует отметить такие негативные моменты:

Невозможность подолгу поддерживать высокие обороты;
Важность регулярного ухода — замены фильтров и масла через каждые 30 тысяч км пробега;
Вариаторы требуют использования специальной жидкости с ее регулярной заменой, и она стоит не дешево;
Агрессивный стиль вождения и резкие торможения быстро выводят оборудование из строя;
Использовать вариатор реально только при мощности авто до 220 л.с.;
Дорогой ремонт и проблема с поиском грамотных специалистов ,которые смогут сделать его достойно;
Любой датчик при поломке может вывести из строя КПП.

Заключение

Теперь вы знаете, что такое вариатор в машине, плюсы и минусы автомобилей с такими коробками. И если вы все еще не можете решить, с какой трансмиссией приобрести свой автомобиль, мы позволим себе дать совет: «С любой!». Если вы не ярый приверженец механики, и не берете авто для спорта, не слушайте никого и выбирайте ту машину, которая подходит именно вам.

Новые статьи

• DSG коробка передач: что это за трансмиссия такая, и какие у нее преимущества?
• Коробка передач робот и автомат, в чем разница? Плюсы и минусы двух трансмиссий

Предыдущие статьи

• Как работает АБС на автомобиле? Преимущества и недостатки данной системы
• Автомобильный катализатор: что это такое, признаки поломки и их влияние на работу автомобиля