Вариатор: за и против

Вариатор: за и против

Коробка с постоянно изменяемыми передачами – это словосочетание гарантированно вызывает сегодня страх у многих автолюбителей, которые ранее считали, что лучше механической или классической автоматической трансмиссии не существует. Но мир меняется. Также меняется и автопромышленность. В результате в автомире получили распространение и другие виды трансмиссий, которые пугают многих автолюбителей. Наибольшее распространение сегодня получили бесступенчатые коробки передач – вариаторы. К сожалению, многие не хотят приобретать автомобили с подобными коробками, полагая, что они ненадежны и очень капризны. Но в большинстве случаев эти опасения основаны на мифах. Хотя, конечно, как и у любого вида трансмиссии, у вариаторов есть свои и плюсы, и минусы. Почему же тогда многие опасаются покупать автомобили с вариаторами? Что их пугает, и как такие коробки передач функционируют? На эти и другие вопросы читайте ответы в нашем обзоре.

Напомним, что устройство вариатора основано на принципе ременного привода (или цепного) передачи крутящего момента на привод. По сути, на вариаторе используется тот же принцип передачи крутящего момента, что и на велосипедах с несколькими скоростями.

Если на обычных коробках применяется планетарный механизм переключения передач, то вариатор не имеет физических передач вообще. Вместо этого вариатор использует ремень (или цепь) и конусные шкивы, между которыми и вращается ременный привод (цепной).

В результате вариатор обеспечивает автомобилю бесконечное количество коэффициентов передачи крутящего момента от двигателя на колеса.

К сожалению, ранние бесступенчатые коробки передач были крайне ненадежны. Именно поэтому за этими трансмиссиями закрепилась нехорошая репутация, которая и пугает сегодня многих автолюбителей. Чаще всего владельцы автомобилей, оснащенных первыми поколениями вариаторов, жаловались на неправильную работу коробки передач, на проскальзывание передач, а также на странный противный шум трансмиссии. В том числе многие были недовольны тем, что из-за того что вариатор настроен на оптимальную работу только на максимальных оборотах двигателя, даже на небольшой скорости двигатель автомобиля ревет из-за высоких оборотов.

Современные же вариаторы уже практически избавились от многих проблем, с которыми сталкивались автовладельцы автомобилей, оснащенных первыми бесступенчатыми коробками. В итоге новые автомобили с вариаторами стали тише, а работа коробок – более эффективна. Тем не менее все равно даже сегодня вариаторы не идеальны. Но есть и плюсы. Вот краткий обзор главных преимуществ и недостатков вариаторов в современных автомобилях.

Плюсы и минусы коробок CVT (вариаторов)

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.

Минусы вариаторов

Не очень хороший звук. Вариаторы с самого начала имеют один естественный недостаток. Это ужасный звук самой коробки из-за движущегося внутри ремня или цепи. В том числе коробка идеально работает на больших оборотах двигателя. Поэтому многие водители, слыша подобный звук, начинают считать, что их коробка неисправна. Но это не так. Это особенность работы любого вариатора. К этому просто нужно привыкнуть.

При ускорении двигатель работает на максимальных оборотах. Многие жалуются на зависание высоких оборотов двигателя даже при движении на небольшой скорости. Например, часто бывает так, что после разгона высокие обороты двигателя остаются даже при снижении скорости. Это также является особенностью работы всех вариаторов. Но это нормально и не является, как полагают многие водители, какой-то недоработкой и несовершенством конструкции.

Вариатор скучен. Многим водителям, несмотря на отсутствие передач, не нравятся вариаторы за их скучный характер. Все-таки больше вариатор подходит для тех, для кого важна экономия топлива, но не мощность, динамика разгона и скорость. Именно поэтому в спортивные автомобили автопроизводители стараются не ставить вариаторы. Многие водители сравнивают вариаторы с тостерами, которыми мы пользуемся, чтобы поджарить хлеб. Ведь этот процесс не вызывает у нас никаких эмоций. Также и автомобили с вариаторами чаще скучны по сравнению с теми машинами, которые оснащены другими видами трансмиссии.

Надежность. Вы заметили, что вариаторы, как правило, устанавливаются на небольшие современные автомобили? Зачастую это компактные легковые автомобили или компактные кроссоверы, которые созданы больше для практичности, чем для спортивности или для перевозки груза. И это не случайность. Дело в том, что вариаторы не способны обрабатывать большой крутящий момент без вреда конструкции трансмиссии.

Дорогое техническое обслуживание. Это один из самых главных минусов вариаторов. Ремонтные расходы для коробок CVT (вариаторов) огромны. Дело в том, что детали для вариатора стоят очень дорого. Кроме того для ремонта вариатора вам нужен будет узкий специалист, разбирающийся в этом виде трансмиссий. К сожалению, хороших специалистов по вариаторам немного. Как правило, несмотря на простоту конструкции вариатора, стоимость ремонта этой коробки может быть даже больше, чем стоимость восстановления автоматической и механической трансмиссии.

Это главная проблема вариаторов, которых боятся многие водители. И что самое плохое – вариатор проще не ремонтировать, а просто утилизировать, купив новую коробку, которая обойдется в очень большую сумму.

Что лучше: автомат или вариатор?

Хороший вопрос. А вы заметили, что многие производители уже так вопрос не ставят — либо «ручка», либо «автомат», под которым менеджеры салонов могут называть и роботизированную коробку, и вариатор. Давайте разберёмся.

Автоматическая коробка передач

Классической АКПП является гидромеханическая автоматическая трансмиссия, состоящая из гидротрансформатора (в его конструкцию входят насосное, турбинное и реакторное колеса, блокировочная муфта и муфта свободного хода), заменяющего собой сцепление, а также планетарного механизма (состоит из планетарных рядов, валов, барабанов с фрикционными муфтами, обгонной муфты и ленточного тормоза). Не вдаваясь в механические и гидродинамические подробности, скажем, что передача крутящего момента с двигателя на коробку осуществляется потоками рабочей жидкости. На практике такая конструкция обеспечивает плавный «натяг» при отпускании педали тормоза, а также плавное автоматическое ступенчатое переключение передач, которое зависит от скорости автомобиля.

Плюсы классической гидротрансформаторной АКПП:

• Обеспечение лучших динамических характеристик автомобиля за счёт контроля тяги на разгонах, обгонах и других манёврах автомобиля (при условии, что это современный многоступенчатый «автомат»).
• Автоматические коробки серийно устанавливаются уже более 70 лет – за это время они зарекомендовали себя, как надёжные механизмы, относительно простые и доступные в обслуживании (хотя, конечно, бывают исключения).
• Классическая АКПП прекрасно прижилась даже на серьёзных внедорожниках и без проблем переживает езду с пробуксовками, а «фирменный» натяг – здорово выручает зимой.

Минусы автомата:

• При движении по трассе даже самые современные автоматы имеют несколько худшую динамику перемены передач, а разрывы потока мощности в гидротрансформаторе при переходе на повышенную передачу всё ещё ощутимы (это справедливо скорее для относительно старых конструкций).
• Увеличенный расход топлива. Из-за все тех же потерь в гидротрансформаторе расход топлива на автомобилях с автоматом, как правило, всегда чуть выше, чем на машинах с другим типом трансмиссий.
• По тем же причинам КПД силовой установки с АКП несколько ниже, чем у двигателей с другими типами трансмиссий.

Коробка-вариатор

В вариаторе нет как такового фиксированного переключения передач. Крутящий момент передаётся через ремень, скользящий по специальным конусам и меняющий соотношение их оборотов. Такая конструкция обеспечивает исключительную плавность работы – никаких провалов и рывков при переключении передач ввиду их отсутствия.

Плюсы вариатора:

• Помимо уже упомянутой плавности хода, вариатор обеспечивает более высокий КПД и позволяет двигателю работать в наиболее благоприятном диапазоне оборотов (это положительно сказывается как на ресурсе ДВС, так и на его экономичности).
• Ключевым преимуществом, обеспечившим высокую популярность вариаторов у производителей, является снижение расхода топлива, а значит и выбросов в атмосферу за счёт большей эффективности такой трансмиссии, особенно в сочетании с турбированным мотором малого рабочего объёма.
• Ещё один плюс, объясняющий замену многими производителями АКП на вариаторы, является тот факт, что они дешевле по себестоимости.

Минусы вариатора:

• Ровная динамика авто при ускорении по прямой нивелируется некоторой монотонностью его работы (хотя современный конструктив и соответствующее ПО позволяют вариатору весьма неплохо имитировать переключение передач).
• Вариатор не любит резких ускорений и манёвров, и это стоит учитывать, определяя манеру езды. Агрессивная манера езды может заметно ускорить выход из строя вариатора.
• Низкий межсервисный интервал (жидкость в вариаторе рекомендуется менять хотя бы раз в 30-40 тыс. км) и дороговизна замены технической жидкости и ремонта.

Впрочем, последний пункт является минусом для владельца машины, а для авторизованных сервисов это плюс.

Несмотря на то, что вариатор известен очень давно, его путь в автоиндустрию был не прост. Первые легковые модели с этой трансмиссией появились в Европе, в середине прошлого века, но настоящий «вариаторный ренессанс» случился в начале 21 века и продолжается по сей день, несмотря на огромные проблемы с качеством в первом десятилетии. Сейчас все «болезни» вариаторов более-менее вылечены, и они стали достаточно надёжным агрегатом при условии соблюдения правил эксплуатации.

Что же выбрать – вариатор или автомат?

Любителям активного отдыха с выездом на бездорожье и относительно спортивной езды с резкими перестроениями (в рамках ПДД, конечно) – лучше остановить свой выбор на автомобиле с автоматической коробкой передач.

Вариатор категорически не любит пробуксовки, но является идеальным вариантом для любителей городской, размеренной езды с относительно предсказуемыми разгонами и торможениями.

Помним, что выбирать надо не только коробку, а автомобиль в конкретной комплектации. Нужно внимательно изучить отзывы и описания экспертов, так как встречаются откровенно неудачные сочетания моторов и трансмиссий, а на вторичном рынке можно нарваться на «те самые» проблемные вариаторы выпуска начала века.

Что выбрать: робот или вариатор

Вариатор и робот – две новые и достаточно перспективные разработки в области автоматических коробок передач. Одна – разновидность автомата, другая – механики. Что лучше вариатор или робот? Проведем сравнительную характеристику обеих трансмиссий, определим их преимущества и недостатки и сделаем правильный выбор.

Все об устройстве вариатора

Вариатор – разновидность автоматической коробки передач. Он предназначен для плавной передачи крутящего момента от двигателя к колесам и бесступенчатого изменения передаточного отношения в фиксированном диапазоне.

Зачастую в технической документации к автомобилю можно встретить в качестве обозначения коробки передач аббревиатуру CVT. Это и есть вариатор, в переводе с английского – “постоянно изменяющая передаточное отношение трансмиссия” (Continuously Variable Transmission).

Главная задача вариатора – обеспечить плавное изменение крутящего момента от двигателя, что делает разгон автомобиля плавным, без рывков и провалов. Мощность машины используется по максимуму, а топливо расходуется по минимуму.

Управление вариатором практически не отличается от управления автоматической коробкой передач, за исключением бесступенчатого изменения крутящего момента.

Кратко о видах CVT

1. Клиноременный вариатор. Он получил наибольшее распространение. Этот вариатор состоит из ремня, натянутого между двумя раздвижными шкивами. Принцип работы клиннорменного вариатора заключается в плавном изменении передаточного отношения за счет синхронного изменения радиусов контакта шкивов и клиновидного ремня.
2. Цепной вариатор. Менее распространен. Здесь роль ремня выполняет цепь, передающая тянущее, а не толкающее усилие.
3. Тороидный вариатор. Достоин внимания и тороидный вариант трансмиссии, состоящий из дисков и роликов. Передача крутящего момента здесь осуществляется за счет силы трения роликов между дисками, а передаточное число меняется посредством перемещения роликов относительно вертикальной оси.

Детали вариаторной КПП дорогостоящие и труднодоступные, да и сама коробка обойдется недешево, а с ее ремонтом могут возникнуть проблемы. Наиболее дорогим вариантом будет тороидная коробка, для изготовления которой требуется высокопрочная сталь и высокая точность механической обработки поверхностей.

Преимущества и недостатки вариаторной коробки передач

В тексте уже были упомянуты как положительные, так и отрицательные стороны вариатора. Для наглядности представим их в таблице.

Чтобы устройство не подвело водителя в процессе эксплуатации, необходимо соблюдать следующие условия:

• следить за уровнем масла в трансмиссии и вовремя менять его;
• не нагружать коробку в период зимних холодов в начале движения, при буксировке авто и во время движения по бездорожью;
• периодически проверять на разрывы разъемы агрегата и проводку;
• следить за работой датчиков: отсутствие сигнала любого из них может привести к некорректной работе коробки.

Вариаторная КПП – это новая и пока не доведённая до оптимального состояния, имеющая множество недостатков система трансмиссии. Несмотря на это, разработчики и конструкторы пророчат ей большое будущее. CVT является наиболее простым видом трансмиссии как по техническому устройству, так и по принципу работы.

Несмотря на кажущиеся преимущества, обеспечивающие экономию топлива и комфорт при движении, вариаторная КПП сегодня применяется достаточно редко и, в основном, в легковых машинах или мотоциклах. Посмотрим, как обстоит дело с роботом.

Роботизированная коробка передач

Роботизированная коробка передач (робот) – механическая трансмиссия, в которой функции переключения передач и управления сцеплением автоматизированы. Эту роль здесь выполняют два привода, один из которых отвечает за управление механизмом переключения передач, второй – за включение и выключение сцепления.

Робот призван объединить в себе достоинства механической КПП и автомата. Он сочетает в себе комфорт в управлении (от автомата), а также надежность и экономию топлива (от механики).

Устройство и принцип работы робота

Основными элементами, входящими в состав роботизированной КПП, являются:

• механическая коробка передач;
• сцепление и привод сцепления;
• привод переключения передач;
• блок управления.

Принцип действия робота практически не отличается от функционирования обычной механики. Разница заключается в системе управления. Этим в роботе занимаются гидравлические и электрические приводы. Гидравлические элементы обеспечивают быстрое переключение, но требуют затрат дополнительных ресурсов. В электрических же приводах, наоборот, затраты минимальны, но при этом возможны задержки в их работе.

Роботизированная трансмиссия может функционировать в двух режимах: автоматическом и полуавтоматическом. В автоматическом режиме электронное управление создает определенную последовательность управления коробкой. За основу процесса берутся сигналы входных датчиков. В полуавтоматическом (ручном) режиме передачи переключаются последовательно с помощью рычага переключения. В некоторых источниках роботизированную трансмиссию называют “секвентальной коробкой передач” (от лат. sequensum – последовательность).

Преимущества и недостатки робота

В роботизированной коробке передач собраны все плюсы автомата и механики. Однако при этом нельзя сказать, что она лишена недостатков. К таким недостаткам относятся:

1. Трудности с адаптацией водителя к КПП и непредсказуемость поведения робота в сложных дорожных условиях.
2. Некомфортное движение по городу (резкие старты, толчки и рывки при переключении передач держат водителя в постоянном напряжении).
3. Возможен и перегрев сцепления (во избежание перегрева сцепления необходимо при остановках включать режим «нейтралка», что, само по себе, также утомляет).
4. «Эффект задумчивости» при переключении передач (кстати, такой же минус у вариатора). Это не только раздражает водителя, но и создает опасную ситуацию при обгоне.
5. Невозможность буксировки, что также присуще и вариатору.
6. Возможность скатывания автомобиля назад на крутом подъеме (при вариаторе это невозможно).

Из вышеперечисленного делаем вывод, что роботизированной КПП еще далеко до комфорта автомата. Переходим к положительным моментам роботизированной трансмиссии:

1. Невысокая стоимость в сравнении с тем же автоматом или вариатором.
2. Экономичный расход топлива (здесь механика даже уступает, а вот вариатор в этом плане лучше: плавное и бесступенчатое переключение позволяет сэкономить больше топлива).
3. Жесткая связь двигателя с ведущими колесами, за счет чего можно «газом» выводить машину из заноса или осуществлять торможение двигателем.

Робот с двумя сцеплениями

В связи с многочисленными минусами, присущими роботизированной КПП, разработчики решили пойти дальше и все-таки реализовать идею создания коробки передач, которая бы объединила в себе все плюсы автомата и механики.

Так появился робот с двойным сцеплением, разработанный концерном Volkswagen. Он получил название DSG (Direct Shift Gearbox), что в переводе с английского означает “коробка передач с синхронизированным переключением”. Преселективная трансмиссия – это еще одно название второго поколения роботов.

Коробка оснащена двумя дисками сцепления: один включает четные передачи, другой – нечетные. Обе передачи постоянно включены. Во время движения автомобиля один диск сцепления находится в постоянной готовности, а другой – в сомкнутом состоянии. Первый включит свою передачу сразу же, как только второй разомкнется. В результате переключение передач происходит практически мгновенно, а плавность работы сравнима с вариатором.

Коробка с двумя сцеплениями обладает следующими характеристиками:

• она экономичнее автомата;
• более комфортна, чем простая роботизированная коробка;
• передает больший крутящий момент,нежели вариатор;
• обеспечивает такую же жесткую связь колес с двигателем, как и механика.

С другой стороны, стоимость этой коробки будет выше стоимости механики, а расход выше, чем у робота. С точки зрения комфорта, вариатор и автомат все равно выигрывают.

Делаем выводы

В чем же отличия вариатора от робота, и какая из этих коробок передач все же лучше? Вариатор является разновидностью автоматической коробки передач, а робот – все же ближе к механике. Именно исходя из этого стоит делать выбор в пользу той или иной коробки передач.

Предпочтения в выборе коробки передач обычно исходят от самого водителя и основаны на его требованиях к автомобилю, а также на его манере управления. Вам важны комфортные условия движения? Тогда выбирайте вариатор. В приоритете надежность и возможность езды в тяжелых дорожных условиях? Ваш выбор – определенно робот.

Выбирая автомобиль, водитель должен лично «опробовать» оба варианта коробок. Следует помнить, что как робот, так и вариатор имеют свои преимущества и недостатки. Определиться с выбором поможет и цель, для которой планируется использовать автомобиль. В городском спокойном ритме вариатор будет предпочтительней робота, который просто не “выживет” в бесконечных пробках. За городом, в тяжелых дорожных условиях, при езде на высоких скоростях или при спортивной езде предпочтительнее будет робот.

Источник https://1gai.ru/baza-znaniy/520820-variator-za-i-protiv.html

Источник https://kuzov-media.ru/articles/avtolyubitelyam/chto-nadezhnee-variator-ili-avtomat/

Источник https://techautoport.ru/transmissiya/korobka-peredach/robot-ili-variator.html