Коробка вариатор (CVT) – много плюсов и один недостаток
Вариатор помогает сэкономить топливо и повысить комфорт вождения. Кроме того, он проще и дешевле в производстве, чем обычные автоматические коробки передач. Однако бесступенчатые автоматические коробки передач так и не смогли завоевать рынок. Не каждого устраивает особенность работы вариатора, и — что еще хуже – иногда они ломаются. CVT – это сокращение от английского Continuously Variable Transmission , что означает бесступенчатая коробка передач. Вариатор — во многих отношениях трансмиссия необычная. Вместо классических зубчатых колес здесь используется стальной ремень или цепь, которая движется между двумя парами конических колес, образующих шкив.
Колеса установлены парой на входных и выходных валах. Каждая коническая пара может сближаться друг с другом или расходиться, благодаря чему бесступенчато меняется радиус шкива, и достигается плавное изменение передаточного отношения. При этом крутящий момент непрерывно передается от двигателя к колесам. При движении с постоянной скоростью мотор работает на необычно низких оборотах, что и способствует снижению расхода топлива и повышению уровня комфорта. Пользователи автомобилей с CVT подчеркивают исключительную плавность движения – без толчков и рывков при старте. Вариаторы, как правило, меньше и легче классических автоматов. Поэтому они часто применяются в небольших городских автомобилях, особенно японских марок.
Но если все так хорошо, то почему доля автомобилей с CVT так мала? Выделить главную причину довольно сложно. Но многих водителей не устраивает специфическая работа коробок этого типа. Добавляешь газ, и двигатель, громко завывая, выходит на высокие обороты без заметного ускорения. Тихо становится лишь при движении с постоянной скоростью. Автолюбителей, любящих посильней вдавить педаль газа в пол, подобное поведение легкового автомобиля раздражает. Впрочем, так ведут себя, главным образом, бесступенчатые коробки передач из 80-х и 90-х годов. Примерно 10 лет назад на рынке стали появляться CVT с так называемыми виртуальными передачами. В таком случае каждой из передач назначено определенное взаимное положение конических колес. Выбрать необходимую передачу можно, например, с помощью подрулевых лопаток (весел). Данное решение используется с 2005 года в автомобилях Audi, оснащенных бесступенчатой трансмиссией Multitronic. В обычном режиме коробка ведет себя, как классический вариатор, т.е. поддерживает высокие обороты при разгоне. А работу «автомата» CVT имитирует только после перехода в спортивный режим.
Конструктивные особенности
Вариаторы, условно, можно разделить на две группы: со стальным ремнем и цепью. В бесступенчатых трансмиссиях присутствует и гидротрансформатор. Он нужен, прежде всего, для старта с места. Примечательно, но Multitronic обходится без него. В этих коробках используется пакет сцеплений и двухмассовый маховик. Коробка вариатор имеет ряд серьезных ограничений, которые инженеры пока так и не смогли обойти. Например, по конструктивным причинам, ни цепь, ни, тем более, стальной ремень не в состоянии передать высокий крутящий момент. Из-за этого область применения CVT в настоящее время ограничена максимальным крутящим моментом двигателя на уровне 350-400 Нм. Впрочем, этот порог перекрывает показатели многих современных двигателей. Тем не менее, в Audi уже начинают отказываться от использования бесступенчатых коробок « Multitronic ». В тоже время, другие производители упорно работают над усовершенствованием конструкции вариатора. Так Subaru демонстрирует все новые модели, оснащенные бензиновыми двигателями с турбонаддувом, полным приводом и бесступенчатой коробкой CVT (например, Linear tronic для Levorg).
Долговечность
О проблемах Audi с коробками Multitronic производства Luk слышал, наверное, каждый, кто хоть немного интересуется автомобилями. В CVT старого типа (1999-2006 гг.) постоянно сбоит управляющая электроника, выходит из строя механическая часть и преждевременно изнашивается цепь. Примечательно, что цепь использовали как раз для того, чтобы передать более высокий крутящий момент, но инженеры просчитались с ее прочностью. Со временем Немцы существенно доработали свои коробки, но проблемы все еще встречаются. Не вызывают доверия и другие немецкие вариаторы, например, ZF VT 1-27 T , применявшиеся в Mini R50/R53, и Mercedes 722.7/722.8 для моделей A/ B -класса. Гораздо меньше хлопот доставляют японские конструкции. Хотя, вариатор Jatco, используемый в различных моделях Nissan (например, Qashqai J11), тоже относится к группе риска. Общая проблема коробок CVT – это ограниченная доступность запасных частей и нежелание некоторых механиков связываться с вариаторами. Бесспорный лидер по части надежности – вариаторы Toyota (Lexus). Бесступенчатая автоматическая коробка, несмотря на сравнительно простую конструкцию, довольно сложная и дорогая в эксплуатации. В дополнение к неисправностям электроники и ремней/цепей встречается и преждевременный износ маховика. Стоит отметить, что двухмассовый маховик используется лишь в некоторых автомобилях с CVT (Ауди).
Заключение
Самое главное, не забывать о регулярной замене масла. К сожалению, не все производители ее рекомендуют. Если в сервисе Вам скажут, что менять масло в вариаторе не надо, то просто поищите другую мастерскую.
Обсуждение временно закрыто
CVT — автомобильные вариаторные коробки передач 26.07.2016
Первые вариаторы были недолговечными и недостаточно надежными. И самой ненадежной и недолговечной деталью в клиноременных коробках был резиновый ремень. Однако уже в 80-х годах с появлением новых материалов и технологий о вариаторах вспомнили, и они стали быстро совершенствоваться, так как использование вариаторов обещало большие преимущества. Это и экономия топлива, и увеличение крутящего момента на колесах, и отсутствие всяческих толчков при движении автомобиля и т. п. И все за счет оптимального и плавно изменяемого передаточного отношения. Что представляет собой вариатор в общих чертах? В коробке передач есть входной и выходной валы. На каждом валу конусами друг к другу крепятся по два конических диска, образующие шкив с переменным диаметром. Оба вала связаны между собой клиновым ремнем, который зажат между коническими поверхностями каждого диска. Чем ближе прижаты друг к другу конические диски (конусы ) на одном из валов, тем больше диаметр, по которому ремень обегает шкив, образуемый этими дисками. На другом валу в это время диски синхронно с первыми чуть раздвигаются, и диаметр обегания их ремнем уменьшается. Осталось только поставить механизм, который синхронно сдвигал-раздвигал бы конусы, и все — коробка передач готова. Механизм, управляющий дисками, может быть простым центробежным регулятором, который в зависимости от оборотов валов сдвигает или раздвигает конические диски, плавно измен яя передаточное отношение. Этот способ используется и сейчас на мокиках, снегоходах и на другой не очень мошной технике. У автомобилей управлением дисками занимается либо гидравлика по командам блока управления, либо электроника (электромотор , батарея соленоидов) по командам того же блока управления. Основная деталь обычного вариатора у автомобиля тип Belt CVT — это стальной ремень. Он представляет собой стальную ленту с зафиксированными на ней стальными сегментами. Все детали изготовлены из очень прочной специальной стали, и форма сегментов такова, что когда их зажимает между конусами, они слегка перекашиваются и «заклиниваются ». Именно поэтому у исправной коробки ремень и конусы практически не изнашиваются. И именно поэтому, сняв ремень, его нельзя переворачивать, т. е. менять направление его вращения. Но это только в том случае, если жидкость в коробке будет хорошего качества, а сама коробка исправна.
Следует упомянуть, что существуют также автомобили с «воздушным » ремнем. Здесь ремень и конусы работают в воздухе, без какой-либо смазки. Основой ремня в этом случае служат кевларовые ленты, а сами сегменты покрыты специальным пластиком на основе углеводорода. Также широко используются тефлоновые покрытия, пластиковые детали, которым не требуется смазка. Такой тип вариатора легко можно определить по воздуховоду, который идет от корпуса коробки под капот или в левое крыло, но главное — в таких автомобилях нет щупа для измерения уровня жидкости в коробке передач. Для предотвращения перегрева есть вентилятор, который закачивает в коробку передач воздух, и вот тут начинаются проблемы. То, что нет смазочной жидкости, это хорошо, поскольку она недешева, да и коробка получается легче, но вот пыльный воздух… В таких вариаторах есть капроновая сеточка воздушного фильтра, но она, как правило, через полгода забивается и рвется, после чего внутрь коробки попадает мусор. Соотечественники, которым посчастливилось стать обладателями автомобилей с подобными коробками, берут женские колготки, режут их и устраивают в воздуховоде самодельный дополнительный фильтр. Говорят, помогает. В противном случае внутрь коробки попадает пыль, которая внедряется в пластмассовые шестерни привода управляющего мотора (того , что сдвигает и раздвигает конусные диски). Далее поломка коробки передач — только вопрос времени. Купить новые шестерни взамен изношенных нельзя. Изготовить новые? Пожалуй, если у вас под рукой есть оборудование, которое позволяет изготовить, например, ходовой винт с шагом 13,5 мм. Исходя из всего вышесказанного, мы можем утверждать, что в сельской местности, машины с «воздушными » ремнями будут жить весьма недолго. Речь идет о маленьких машинах фирм Daihatsu, Daewoo, Suzuki и др. с объемом двигателя менее 1,5 литра.
Существуют еще так называемые тороидальные коробки — Toroidal CVT. В них передача момента осуществляется стальными «грибками ». В силу небольшого диапазона изменения передаточного отношения, в этих коробках используются две пары «грибков ». Хитроумного ремня и к онусных дисков здесь нет, и устанавливаются такие КП на более мощные машины (от 2 литров). В частности, фирма Nissan выпускает Cedric, а фирма Toyota Crown с вариаторами данного типа. Итак, основное достоинство вариаторных коробок передач — это их способность плавно и без пропусков передавать и изменять крутящий момент в оптимальном диапазоне оборотов двигателя. А скорости, вернее передачи, у этих коробок будут только виртуальными, и сделать их можно сколько угодно. Другими словами, если обычная автоматическая коробка передач, при разгоне автомобиля, вынуждает двигатель работать на разных оборотах, то у вариаторной коробки этого нет. Поэтому машина с вариатором разгоняется гораздо быстрее и ездить на ней более приятно: нет толчков при переключении и расход топлива у машины с такой коробкой значительно меньше. Недостатком вариаторных коробок в первую очередь можно назвать их дороговизну. В обычных автоматических коробках почти все детали легкие и изготовлены методом штамповки, т.е. дешевые. У вариаторных коробок детали, как правило, очень тяжелые, изготовлены с использованием дорогих современных технологий и очень дорогих материалов. За удовольствие надо платить! Еще одной неприятной особенностью вариаторных коробок является необходимость калибровать так называемую стартовую муфту каждый раз, когда снимается аккумулятор или какой-нибудь разъем с блока управления или коробки передач. Правда, у машин после 2000 года выпуска процесс калибровки муфты, как правило, автоматизирован и обязательного посещении автосервиса уже не требуется. Но все равно, пока этот процесс завершится, автомобиль будет капризничать. У каждого типа автомобилей процесс калибровки содержит свои требования, но знать об этом в деталях обычному автолюбителю не обязательно. Менять жидкость в вариаторной коробке передач следует через 20000 км, но этот срок, возможно, придется скорректировать после посещения специализированной мастерской (или внимательного прочтения руководства по эксплуатации).
Коробка вариатор (CVT) — что это такое?
Как и любая коробка передач, вариатор или CVT необходим для передачи крутящего момента от двигателя автомобиля к колёсам. Отличие вариаторной КПП от остальных в том, что CVT это бесступенчатая трансмиссия, в которой нет большого количества барабанов с фрикционами и сложных планетарных механизмов.
Не хотите читать? Посмотрите видео об устройстве и принципе работы трансмиссии CVT. Посмотреть видео.
Как устроен вариатор?
Чтобы не отставать от других типов трансмиссий, быть конкурентоспособными и соответствовать требованиям рынка, современные вариаторы оснащены большим количеством электронных элементов, благодаря которым достигается наиболее точное управление, комфорт от езды и экономия топлива.
Конечно же, это не все, ведь на одной электронике далеко не уедешь ��
Коробка CVT состоит
из 3-х основных элементов
- Ведущий шкив.
- Ведомый шкив.
- Металлический ремень скрепления трапециевидной формы.
Устройство вариатора
Как видно на фото, шкивы расположены друг напротив друга соосно и соединены между собой ремнем. Конусы вариатора имеют сдвигаемые части — «блины».
Как работает вариатор?
Когда входящий шкив раздвигается, ремень совершает движение по пути малого диаметра, опираясь гранями по его поверхности. На практике это соответствует 5-6 передаче. А вот если ситуация противоположная, и конус сдвинут, то используется 1 передача.
Принцип работы вариатора — плавная передача момента посредством изменения передаточного отношения конусов связанных тянущим ремнем или толкающей цепью.
Еще одна особенность работы трансмиссии в том, что передача крутящего момента двигателя на колеса происходит с помощью кинетической силы механизмов, а не с помощью давления масла.
Ресурс вариатора
Дело в том, что использование ременного трапециевидного захвата двух шкивов подразумевает его регулярную сервисную замену. Если вовремя менять масло и проводить адаптацию вариатора, то ресурс ремня составит порядком 120-160 тысяч километров.
По истечению ресурса ремня, дальнейшая эксплуатация автомобиля чревата деформацией и разрывом этого компонента, что может привести к аварийным последствиям и дорогостоящему ремонту. Не затягивайте с диагностикой КПП!
Запишитесь на диагностику CVT: +375 /29/ 687-14-15
+ Преимущества (плюсы) вариатора
- Автомобиль быстрее разгоняется (в сравнении с другими «коробками»).
- Высокие показатели КПД (на 5-10% выше чем у остальных).
- Уменьшение расхода топлива в автомобиле (в сравнении с МКПП и АКПП).
- Мягкое и плавное переключение скоростей.
— Недостатки (минусы) вариатора
- Дорогой ремонт (как механической, так и электрической части).
Несмотря на несложное устройство механизма, в ремонте вариатора есть много «подводных камней» и особенностей, поэтому обслуживать этот тип АКПП должен компетентный и опытный специалист. - Невысокий ресурс работы ремня.
- Использование дорогостоящего масла определенного типа для обслуживания CVT. Достойные варианты приходиться тщательно выбирать среди большого количества производителей, т.к. не все они хороши.
* Из-за специфики своей конструкции производители сами выпускают специальное масло (а точнее — жидкость), строго необходимое для обслуживания вариаторной коробки передач.
Принцип работы вариатора на автомобиле: плюсы и минусы
Вариативная или бесступенчатая, автоматическая коробка передач (CVT) совсем недавно считалась изобретением из области фантастики. Сегодня же многие популярные автомобильные компании оснащают этим устройством модели своих машин. Вариатор можно увидеть в некоторых модификациях машин Mitsubishi, Toyota, Audi, Honda, Nissan и других марок ведущих компаний.
В этой статье мы расскажем, чем примечателен принцип работы вариатора на автомобиле, какие у него достоинства и недостатки по сравнению с автоматической коробкой передач.
В этой статье:
- В чем отличие вариатора от других КПП
- Сколько передач у вариатора
- Какие типы вариаторной КПП являются наиболее популярными сегодня
- Можно ли устанавливать вариатор на мощные автомобили
7 обязательных шагов для организации СТО
Шаг 5 упускают 68% предпринимателей
Что такое вариатор на автомобиле
Необязательно быть владельцем автомобиля с вариатором, чтобы столкнуться с понятием «вариативная коробка передач», например, просто рассматривая различные автомобильные журналы или сборники характеристик моделей машин. Стандартным автоматом уже давно никого не удивить, а механикой — тем более.
Вариатор пока остается диковинкой, поэтому услышать о нем в обычном мужском разговоре можно не так часто. Хотя вариативная коробка передач вовсе не является новым изобретением известных автомобильных корпораций, принцип работы механизма разработали несколько столетий назад.
Первым, кто задумался о принципе работы вариатора и создал его, был самый загадочный изобретатель — Леонардо да Винчи — в далеком 1490 г. А вот запатентована эта придумка была только в XIX веке (во второй его половине). Примечательно, что первое действующее транспортное средство с такой коробкой передач было создано спустя 500 лет после его изобретения — в 50-х годах двадцатого века.
Подобную трансмиссию впервые установили на легковые автомобили DAF (в то время компания еще специализировалась на создании легковых и грузовых авто). Позже подобие вариатора устанавливали на машины Volvo, но особой популярности такой тип трансмиссии не получил. Зато в нынешнее время вариатор пользуется спросом.
Бесступенчатая трансмиссия (вариатор) имеет аббревиатуру CVT (сontinuously variable transmission — бесступенчатый переключатель скоростей). Принцип работы вариатора на автомобиле — плавно передавать крутящий момент от мотора к колесам (или прочим движимым частям, например, винтам), без переключения скоростей. При этом бесступенчатая КПП автоматически меняет трансмиссионное соотношение по определенной программе или вручную.
Важно подчеркнуть, что в принципе работы CVT (в отличие от роботизированной КПП и АКПП) нет переменных передач, то есть при движении автомобиля не наблюдаются привычные толчки при смене передачи, а набор скорости имеет плавный и четкий ход.
Отличие вариатора от прочих коробок передач
Механическая трансмиссия (МКПП) имеет 5 скоростей, коробка-автомат — 8 скоростей, а CVT оснащен неограниченным количеством передач. Но это не главная ее особенность. Чтобы читателю было проще понять принцип работы вариатора на автомобиле, оценить его преимущества, вкратце расскажем о работе двигателя.
Во-первых, в принципе работы традиционных ступенчатых КПП есть важный недочет — они имеют ограниченное число передач, которых иногда при движении бывает мало. Даже при условии езды по гладкой дороге мотор, разгоняясь, должен преодолеть внешнюю нагрузку (силу инерции), а потом, после достижения оптимального соотношения оборотов и передаточного числа, он может набрать нужную скорость. После этого момента передача становится ниже. Чтобы повысить передачу, нужно использовать больше ступеней, наличие которых не предусмотрено в механической коробке.
Еще один минус — при переключении скоростей происходит толчок. С учетом этих нюансов производители решили отказаться от передач и, в конечном итоге, получили вариативную коробку, которая сменяет скорости мягко, без рывков.
Принцип работы вариатора на автомобиле заключается в постепенном изменении крутящего момента на ведущем и ведомом диске. Движение начинается мягко, в отличие от других видов коробок передач. Особенности работы вариатора в автомобиле создают впечатление, будто в нем установлен мощный электрический двигатель. Скорость набирается плавно, без присутствия посторонних шумов.
Поэтому CVT не нужен переключатель скоростей, благодаря нему автомобиль увеличивает скорость движения намного быстрее, чем при использовании других трансмиссий.
Помимо этого, автомобилем с вариатором намного легче управлять. С ним сможет справиться даже водитель-новичок из-за того, что этот принцип КПП не зависит от манеры вождения и не заглохнет при движении. Даже при внушительном разгоне автомобиля работа движка практически бесшумна, в сравнении с другими трансмиссиями. Если надавить на педаль газа полностью, то авто ускорится буквально молниеносно, без привычного «рычащего» шума.
Некоторые водители не любят, когда мотор не издает привычных звуков при переключении скорости, но в основном, это те, кто привык к езде на коробке-автомате или спорт-карах, где рев двигателя только подзадоривает гонщика.
Вариатор имеет большие возможности, как доказательство этого — запрет его использования на гонках Формулы-1 до 1994-го года.
Устройство вариатора на автомобиле
Внешне вариативная коробка передач ничем не отличается от коробки-автомата. Визуально невозможно понять, что установлен именно вариатор. Ручка переключения скорости тоже не имеет отличий от обычного рычага АКПП и даже названия режимов — P, R, N, D — такие же.
Главное отличие кроется в принципе работы вариатора в автомобиле. В нем нет обычных чисел передач (1-й, 2-й и так далее). Вариативная коробка имеет огромное количество передач, которые постоянно варьируются, о чем говорит и само название агрегата.
С этим связано и отсутствие рывков, когда автомобиль трогается с места или происходит переключение оборотов двигателя. Во время движения, разгона и торможения вариатор плавно и бесшумно меняет передаточное число.
