Всё о вариаторах (CVT): чем отличаются, как работают, как эксплуатировать? Насколько надежны и экономичны? Стоит ли вообще брать автомобиль с вариатором?
Сегодня некоторая доля автомобилей на российском рынке оснащается вместо автоматической АКПП вариатором (CVT). Об этом типе трансмиссии можно услышать немало негативных мнений от водителей и положительных экспертных заключений. Кто же из них прав? Чем отличается коробка CVT от АКПП? Насколько оправдан выбор автомобиля с вариатором? Ответим.
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).
Передаточное число – это отношение частоты вращения коленчатого вала к частоте вращения колес. У каждой передачи эта цифра индивидуальна –передаточное отношение 4, 5, 6 и т.д.
CVT экономит топливо, повышает комфорт вождения (поскольку мотор большую часть времени работает на самых низких оборотах, во время движения с постоянной скоростью).
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.
Когда появился и чем обусловлено появление вариатора
Данная разработка была запатентована в 18 веке. Активно же применять её стали в 1950-1980-хх годах. Использовали в технике, не обладающей такой мощностью как легковой автомобиль (с электрогенераторами, в бензопилах, снегоходах, станках, швейных машинках). Для ТС потребовалось изобрести совершенно иной механизм бесступенчатой трансмиссии. И со временем инженеры решили эту задачу.
Впервые бесступенчатая трансмиссия была установлена на голландские автомобили DAF, сопоставимые с мототранспортом в 1958 году. Позже, в конце 70-х, патент «по наследству» перешёл к Volvo. Концерн попытался усовершенствовать «скромный» вариатор (пойти по этому пути было проще, чем перестраивать всё производство). Ресурса усовершенствованной модели CVT хватало лишь на 30 тыс. км пробега. Спустя годы концерн отказался использовать вариатор в своих автомобилях.
CVT-автоматическая коробка передач для DAF 55, шасси снято с рамы
В 80-х вариатор использовали на автомобилях Ford (модель Ford Fiesta), Fiat (модель Fiat Uno), Subaru. И лишь Субару удалось победить главный недостаток вариаторов – их недолговечность (концерн использовал вместо эластичного ремня в конструкции CVT, толкающий металлосодержащий). Компания Subaru оснастила многие автомобили трансмиссией CVT собственного производства и до сих пор поставляет свою разработку другим производителям.
Стандартная схема, принцип действия и основные элементы
Вариатор в самом простом исполнении (созданный Вольво и поначалу использующийся концерном Субару) представляет собой движущий механизм, благодаря которому осуществляется передача вращения от одного узла к другому посредством промежуточного звена. Узлами выступают два шкива – колесики с ободом вокруг, внутри которого движется ремень. Промежуточным звеном – клиновый (разновидность приводного) ремень, соединяет между собой шкивы. Механизм получил название «клиноременный вариатор».
Крутящий момент непрерывно передаётся на колеса, также непрерывно происходит изменение передаточного отношения (при изменении оборотов двигателя, ремень либо натягивается, либо ослабляется).
Современный клиноременный вариатор
В современной конструкции КПП CVT применяются шкивы из сверхпрочного металла, а ремень – не эластичный жгут, а наборная лента из износостойкого металла (собирается из полосок, которые скрепляются между собой скобами). На ремень наносят специальное покрытие, защищающее от износа и проскальзывания.
Один из шкивов является ведущим. Он соединён с коленчатым валом двигателя (который служит преобразователем энергии, получаемой в результате сгорания топлива, в энергию вращения). Ведомый шкив соединен с колёсами авто. Шкивы имеют переменный диаметр (грани обода расходятся и сходятся, тогда ремень проходит уже не внутри, между ними, а поверх).
При небольшой скорости движения автомобиля диаметр ведущего шкива имеет минимальные значения, а ведомого – максимальные. При средней скорости диаметр одинаковый. При максимальной – размер ведущего увеличивается, а ведомого уменьшается. Изменяя размеры шкивов, изменяем передаточное число.
Механизмом «руководит» электронная система, опираясь на информацию с многочисленных датчиков (об оборотах вала, о вращении колес, сведения с самой трансмиссии).
Основные элементы вариатора
Шкивы и ремень являются лишь частью конструкции современных вариаторов и называются клиноременной передачей. Строение CVT (бесступенчатой коробки передач) гораздо сложнее, в корпусе агрегата предусмотрено немало других элементов.
Вспомним, что нам уже известно. Крутящий момент от двигателя передается на первичный вал, а затем на ведущий шкив. В этом процессе может быть задействован гидравлический трансформатор (предусмотрен не во всех моделях). Гидротрансформатор отсоединяет трансмиссию от двигателя, через него передается усилие от вала к шкиву.
После гидротрансформатора усилие переходит на ремень, а с него на ведомый шкив. Далее при помощи планетарного редуктора момент переходит на вторичный вал. И машина движется вперед. Чтобы автомобиль двигался назад, запускается планетарный механизм или режим заднего хода (изменяет направление вращения вала).
В конструкции предусмотрен и дифференциал, который распределяет нагрузку по колёсам (на дифференциал крутящий момент передается от промежуточного вала).
Электронная система, которая руководит всеми процессами внутри CVT, считывает информацию с датчиков и изменяет режим работы CVT. Датчики установлены там, где можно быстро получить сведения о скорости вращения валов, о температуре рабочей жидкости, о положении селектора (ручки КПП). Электроника учитывает нагрузку на двигатель, скорость движения авто, положение педали газа и многое другое.
В некоторых моделях вариаторов предусмотрена возможность ручного переключения скоростей, ступенчато, как на АКПП. В других могут присутствовать лишь спецрежимы: «спортивный», «экономичный».
Все описанные элементы помещены в один корпус.
Рабочая жидкость
Диаметр шкива изменяется за счет перемещения дисков. Перемещение оказывается возможным благодаря давлению рабочей жидкости – масла (гидравлическая система). Но это утверждение справедливо лишь в отношении ведущего шкива. На ведомом диски перемещаются от натяжения ремня и за счет возвратной пружины.
Для CVT разработано специальное масло. Жидкость проявляет фрикционные свойства (помогает уменьшить силу трения и износ трущихся поверхностей) при своей рабочей температуре (60-70 градусов выше нуля).
Допустимо заливать только оригинальную жидкость (никаких заменителей).
При движении со скоростью более 150 км/ч масло перегревается (рабочая температура возрастает до +80 градусов). Перегрева допускать нельзя, он негативно сказывается на сроке службы вариатора (CVT). Охлаждают жидкость с помощью дополнительно установленного маслоохладителя (радиатор).
Необходимо следить за уровнем масла: если количество слишком уменьшиться, ремень будет проскальзывать. И, чтобы не допустить засорения, менять жидкость необходимо каждые 60-150 000 км (раз в пять лет).
Иные типы вариаторов
Существуют конструктивно различные типы вариаторов: клиноременный (самый распространенный), тороидный и цепной. Первый мы подробно изучили, поскольку он наиболее распространен. Второй устанавливают на полноприводные и заднеприводные ТС. Последний – на тяжёлых машинах, поскольку он наиболее надежен.
Тороидальная вариаторная КПП
Тороидальная коробка передач – более сложный механизм. В нём роль шкивов выполняют диски, вытянутые в форме конуса с одной стороны. Диски направлены друг к другу острыми концами. Тот, что расположен сверху – ведущий. Снизу – ведомый.
Роль ремня выполняют ролики. Они расположены по разные стороны между дисками. И движутся вдоль изгибов. Синхронно поднимаясь вверх, повышают передачу (скорость авто увеличивается, момент уменьшается). Когда опускаются к ведомом диску, передача понижается. Расположившись по середине, выдают прямую передачу. Усилие передаётся благодаря силе трения (трутся между дисками ролики).
Ременный CVT применяется чаще, но тороидный надежнее. Однако, у него есть существенный недостаток: он не подлежит ремонту (при поломки приходится заменять на новый).
Цепная вариаторная КПП
Цепной – это разновидность клиноременного, которая практически ни чем не отличается от «прототипа». В вариаторе лишь заменили ремень на стальную цепь. Такое устройство имеет вариатор под названием Multitronic, созданный концерном Audi. Отличается увеличенным сроком службы, повышенным уровнем прочности, цепной вариатор лучше выдерживает нагрузки. Поэтому его чаще используют на грузовых авто.
Широкого распространения цепная вариаторная КПП не получила, поскольку производит много шума (уровень слишком высокий).
Современные вариаторы
В наши дни бесступенчатой трансмиссией оснащают большинство автомобилей японских и немецких брендов. Поскольку их производство обходится дешевле.
Ведущими мировыми производителями автоматических АКПП, включая вариаторы являются компании ZF, Aisin, Luk. Эти изготовители создают «автоматы» для автоконцернов из Японии, Европы и США. Например, концерн Ford использует продукцию фирмы ZF, а Luk поставляет комплектующие для вариаторов Subaru.
Также производство CVT наладили многие мировые автоконцерны на своих заводах. Их разработки запатентованы и производятся под собственными названиями. Некоторые из этих CVT действительно имеют уникальные особенности, сказывающиеся на эксплуатации узла. Сущность других не слишком отличается от изобретённого ранее.
Наиболее известные модели вариаторов:
- японские – X-tronic (Nissan), Lineartronic (Subaru), Multimatic (Хонда), Multidrive (Тойота) – японские вариаторы менее «капризны», бесспорным лидером среди них является Multidrive (Тойота);
- немецкие — Multitronic (Ауди), Autotronic (Mercedes-Benz);
- американские – Ecotronic (Ford) и Durashift CVT (Dodge).
В нашей стране распространение получили следующие модели автомобилей с вариатором: Honda HR-V и Civic, Nissan Primera, модели Audi.
Особенности и отличия вариатора X-tronic Nissan
В автомобили альянса Nissan- Renault устанавливают фирменные вариаторы X-tronic, выпускаемые дочерней фирой Jatco: на кроссоверы Renault Каптур , Nissan X-trail и Qashqai и др.
Бесступенчатая трансмиссия (CVT) Nissan относится к типу клиноременных вариаторов, но является его доработанной версией. Причиной доработки послужило желание автоконцерна лишить вариатор его типичных недостатков.
Инженеры внесли изменения в устройство клиноременной передачи (изготовили более тонкие шкивы, снизили гибкость ремня). Степень надежности вариатора увеличена за счёт снижения давления между ремнём и шкивами. Уменьшились на треть потери на трение. В результате внесённых изменений получилась более легкая КПП.
Главное новшество – дополнительная планетарная передача. В отличие от обычных CVT передаточное число X-tronic выше – повышено до 7,3/1.
X-tronic работает в паре с мощными двигателями, благодаря адаптивной электронной системе контроля вариатор «подстраивается» под любые дорожные условия. Отсюда и признание экспертов: бесступенчатая трансмиссия X-tronic – перспективная разработка, меняющая к лучшему общее представление о вариаторах.
В свою очередь водители в многочисленных положительных отзывах отмечают: CVT от Nissan работает тихо, автомобиль с ним плавно и стремительно быстро разгоняется, благодаря вариатору ощущение комфорта не покидает во время всей езды.
Но без минусов и здесь не обошлось: автомобиль с вариатором X-tronic пробуксовывает в сложных дорожных условиях (снег, грязь). И в случае поломки возникают всё те же сложности с ремонтом.
Lineartronic Subaru – один из самых надежных вариаторов
С 1984 года компания Subaru стала использовать забытые со времён попыток Вольво вариаторы ECVT, существенно доработав их. Инженеры Субару оснастили CVT не эластичным ремнём, а набранным из металлических звеньев. Также механизм получил гидротрансформатор, датчики, электронную систему. В этой CVT менялся диаметр лишь у ведущего шкива. Эксперты были поражены – срок службы этого вариатора оказался в разы больше. А автоматический режим демонстрировал все преимущества АКПП. В один «прекрасный момент» концерн решил отказаться от ECVT, устанавливаемого на модели Justy, и разработал вариатор для Vivio, управляемый исключительно электроникой. Чуть позже инженеры Subaru попытались улучшить характеристики своего первого вариатора, новую модель назвали iCVT и установили её на автомобиль Pleo. Попытка установить iCVT на более мощные автомобили не увенчалась успехом.
В 2009 появилась новая модель вариатора под названием Lineartronic, основанная на разработках известного производителя автозапчастей – компании LuK. Сегодня вариаторы Lineartronic от Subaru устанавливают на модели марки: седаны Outback, Impreza, Legacy, компактвэн Exiga, кроссовер Forester.
На автомобили с турбированными двигателями устанавливается модернизированная версия TR690, выпускаемого с 2009, а на остальные – новый вариатор TR580 (New Lineartronic). Версии CVT отличаются конструкцией и размерами.
CVT от Subaru считаются самыми надежными, поскольку в них вместо ремня используется цепь (относится к типу клиноцепных вариаторов). Компания LuK по сегодняшний день поставляет Subaru для вариатора Lineartronic цепь и направляющие. Цепь собрана из 900 пластинок, отличается гибкостью. С ней стало возможно использовать шкивы меньшего диаметра.
Из-за разницы между шириной шкивов CVT демонстрирует рекордное максимальное передаточное число – 6,32. Также меньший радиус изгиба позволил добиться снижения внутреннего напряжения, минимизировать риск деформации и трения частей цепи.
Плавный, но уверенный старт (даже при подъёме в гору) обеспечивает работа гидротрансформатора. Он в два раза увеличивает крутящий момент, идущий от двигателя, а затем (при отметке в 10 км/ч) блокируется (что исключает лишние энергетические потери).
При внушительном потенциале Lineartronic имеет компактные размеры: вся конструкция CVT значительно меньше ременного.
В корпус вариатора интегрирована система 4WD. «Электроника» позволяет распределять момент между осями, в зависимости от дорожных условий; обеспечивает устойчивость автомобиля и управляемость.
Электронный блок управления CVT вынесен за пределы вариатора, не подвержен вибрации, перепадам температуры, поэтому демонстрирует высокую надежность.
Особенности Multitronic Audi
Аудио производит вариатор с так называемыми виртуальными передачами: каждой передаче соответствует определённое положение колесиков конической формы. При разгоне CVT поддерживает высокие обороты. «Автоматика» срабатывает только при включении спортивного режима. Передача выбирается водителем.
Такое CVT выпускается с 2005 года под названием Multitronic. Относится к типу цепных вариаторов. Устанавливается в автомобилях премиум класса – А6, А8.
Конструкция включает крепкую цепь – собрана из 1025 пластинок, для снижения уровня шума использованы звенья разного размера. А также шкивы с гидроцилиндрами (первый прижимает цепь к шкиву, второй регулирует передаточное число). Сжатие шкивов позволяет избежать проскальзывания при понижении (либо повышении) передачи.
В устройстве сцепления Audio (в CVT) вместо гидросистемы применено многодисковое сцепление, что позволило совместить плавность движения с быстрым стартом и набором скорости.
В Multitronic предусмотрен планетарный механизм (для движения задним ходом). Система управления позволяет регулировать скорость движения задним ходом.
Прежние вариаторы Audi, производимые с 1996 г, «славились» постоянными сбоями в управляющей электронной системе. Не отличалась прочностью цепь. Но и Multitronic далеко не идеален. От его использования инженеры Ауди стали отказываться.
Как определить, какая КПП установлена в автомобиле
Современные КПП, включая роботизированные коробки, очень похожи друг на друга внешне: даже бесступенчатая имитирует «автомат» (имеет селектор и стандартную шкалу скоростей). И всё-таки определить, установлен в ТС вариатор или другая коробка передач, можно. Обратите внимание на:
- информацию в документах на машину,
- описания модели вашего автомобиля из Интернета,
- табличку, расположенную на кузове ТС.
Информация о трансмиссии содержится в инструкции по эксплуатации автомобиля, в технической документации. Также об установленном устройстве можно узнать по vin-номеру ТС (идентификационный номер указывают в свидетельстве о ТС и в паспорте ТС). Существуют специальные веб-сервисы, которые по VIN-коду выдают информацию о комплектации автомобиля.
Не всегда стоит прибегать к услугам платных онлайн сервисов (далеко не каждый даст нужную информацию). Стоит поискать сведения о трансмиссии через поисковую систему. Большинство моделей разных марок подробно описаны в Интернете. Но, если информации о трансмиссии нет, остаётся ещё один вариант – обозначения на табличке.
Обозначения представляют собой набор цифр и букв, расшифровать которые поможет продавец-консультант (если вам необходимо докупить запчасти). Этой информации достаточно, чтобы заказать комплектующие. Если вдруг табличка утеряна или на ней стерлись буквы, такая же расположена на корпусе самого устройства. Сведения о трансмиссии узнает мастер, когда доберется до корпуса (в случае техобслуживания или ремонта).
Подкапотная табличка Subaru
Подкапотная табличка Audi
Подкапотная табличка Nissan
Плюсы и минусы бесступенчатой трансмиссии
Автомобили с вариаторами в первую очередь славятся высоким КПД и уровнем комфорта во время езды: плавность хода, быстрый разгон, незаметное изменение скорости, отсутствие рывков. CVT обеспечивает оптимальные обороты двигателя и максимальный крутящий момент. Двигатель не глохнет на светофоре и при движении в пробках. Подъём в гору проходит быстрее, без снижения скорости.
Это основные плюсы коробки передач CVT, минусов, к сожалению, больше.
- Бытует мнение, что CVT часто выходит из строя. Однако это не совсем так: проблем с вариатором не возникает, пока действует гарантия на новый автомобиль. Чаще выходят из строя CVT, если владелец автомобиля нарушает правила эксплуатации, рекомендованные производителем (подвергает авто высоким нагрузкам, предпочитая агрессивную езду).
- Помимо замены дорогостоящего оригинального масла требуется и замена фильтров (каждые 30 тыс. км).
- В виду конструктивных особенностей область применения вариаторов ограничена: их нельзя использовать в ТС с мощными двигателями (не более 220 л.с.). Также недопустимо эксплуатировать автомобиль на высоких скоростях.
- Ещё одно ограничение касается буксировки: автомобиль с вариатором можно буксировать только на эвакуаторе.
Вердикт знатоков: экономия или надежность?
В конце статьи хотелось бы ответить на главный вопрос автовладельцев – что лучше CVT или автомат? С экономической точки зрения выгоднее покупать автомобиль с вариатором, поскольку именно бесступенчатая коробка передач обеспечивает оптимальный расход топлива. Да и двигатель в паре с вариатором работает дольше (испытывает меньше нагрузок).
Но если взять во внимание и другие факторы (короткий, в сравнении с КПП, срок службы, высокая цена оригинального масла, стоимость возможного ремонта), покупка авто с CVT уже не выглядит столь рациональной.
К сожалению, ремонт обходится дорого. Стоимость в разы увеличивается, если появляется необходимость в ремонте гидротрансформатора или оказывается, что нужных запчастей в наличии нет (необходимо заказывать). Нередко речь заходит о полной замене CVT: вариаторы не отличаются долговечностью – 150-200 тыс. км пробега (отсюда и низкий спрос на вторичном рынке). К тому же, мастеров, способных осуществить такой сложный ремонт и полную замену, немного (соответственно и стоимость на их услуги выше).
Поэтому и с точки зрения надежности, и с точки зрения экономичности выгоднее приобретать ТС с АКПП или МКПП (такие авто продаются не намного дороже). Исключение составляют лишь некоторые модели вариаторов, отличившиеся увеличенной степенью надежности и улучшенными эксплуатационными характеристиками (X-tronic, цепной Lineartronic, цепной Multitronic с адаптивным режимом «Спорт»).
Каким авто отдавать предпочтение? Зависит от вас: ваших финансовых возможностей (рассматриваете покупку нового авто или ищите на вторичном рынке, готовы ли вкладываться в дорогостоящее обслуживание), как долго планируете ездить, насколько важно выгодно перепродать автомобиль, какой стиль вождения вы предпочитаете. Автомобили с CVT подходят ответственным водителям, предпочитающим размеренную езду по городу или по трассе, высоко ценящим комфорт во время езды.
Вариатор Honda
Завершив очередной круг в режиме L, водители выходили из машины с улыбкой до ушей. Высший класс! Обладая достоинствами автоматической трансмиссии, вариатор CVT в то же время избавлен от большинства ее недостатков и во многих случаях может смело поспорить с «механикой»!
А ведь мы поначалу отнесли вариатор к разряду удобных «игрушек» и предполагали, что предложим такую машину женщинам. Они ведь в большинстве своем не любят переключать передачи. Но нет, Honda с вариатором — отличный выбор не только для дам, но и для тех, кто не прочь иной раз размяться.
Правда, вскоре наши восторги и бурное обсуждение возможностей машины в разных режимах сменились главным вопросом, с которого мы и начали эту статью: долговечен ли вариатор?
К сожалению, нам не удалось обнаружить сколько-нибудь достоверных сведений о жизнестойкости вариаторов. Известно лишь, что в фирменной статистике отказов (периодичности выхода из строя узлов и агрегатов автомобилей Honda) вариатор не упоминается вовсе. И в руководстве по обслуживанию машины, даже в описании операций последнего техобслуживания (при пробеге 200000 км), ни слова не сказано о замене ремня вариатора или о каких-либо специальных профилактических работах!
Строгий и функциональный салон практически лишен недостатков по части эргономики. Нарекания вызвало лишь кнопочноползунковое управление системой отопления и вентиляции
Единственное, что нужно делать, — это периодически заменять ATF, жидкость в картере трансмиссии. Выходит, вариатор CVT и впрямь может продержаться 200000 км без обслуживания. Если это так, то мы — за вариатор. Вот только одно пока что непонятно: если есть такая замечательная штука, как вариатор, зачем тогда нужна гидромеханическая трансмиссия?
Как работает вариатор CVT?
Механизм, который у нас именуется клиноременным вариатором, за рубежом часто обозначается аббревиатурой CVT (Continuously Variable Transmission — бесступенчатая трансмиссия). Как работает вариатор CVT?
Простейший случай — это два шкива с раздвижными коническими половинками, соединенные между собой ремнем. Если половинки ведущего шкива максимально раздвинуты (ремень «провалился» вглубь), а половинки ведомого шкива, наоборот, сдвинуты, и ремень огибает их по большой окружности, то это — максимальное передаточное отношение, «первая передача».
Принципиальная схема бесступенчатой трансмиссии автомобиля Honda Civic
Сдвигая половинки ведущего шкива и одновременно раздвигая половинки ведомого, можно добиться минимального передаточного отношения («пятая передача»).
Конечно же, реальный механизм CVT намного сложнее.
Во-первых, ремень представляет собой нанизанные на ленты V-образные стальные сегменты. Такой ремень весьма надежен и может передавать большой крутящий момент.Во-вторых, для отключения вариатора от двигателя (холостой ход) применяется многодисковый фрикцион на ведомом валу вариатора.
В-третьих, чтобы заставить автомобиль двигаться задним ходом, используется планетарная передача с фрикционами переднего хода и тормозом для включения заднего хода.
Наконец, всеми перечисленными механизмами, включая перемещение половинок шкивов, ведают гидроприводы, а стальной ремень работает в масляной ванне. CVT имеет собственный масляный насос и целую сеть гидроприводов.
В автомобиле Honda Civic трансмиссия CVT плавно изменяет передаточное отношение от 2,47 до 0,547. Величина передаточного отношения зависит от передаваемой ремнем нагрузки, от скорости движения машины и положения педали акселератора.
Идея вариатора кажется простой, а вот реальные бесступенчатые трансмиссии — весьма сложные устройства
Крайние положения вариатора: «высшая передача» (слева) и «низшая передача» (справа)
Селектор рычага вариатора CVT имеет пять положений: P (парковка), R (задний ход), N (нейтраль — для буксировки машины), D (drive, движение вперед), S (спортивный режим) и L (от англ. low — низкий, этот режим используется для движения в горной местности, буксирования прицепа и торможения двигателем). На автомобилях для японского рынка режим L заменяется на E (экономичный).
Из архива
В 1958 году фирма DAF выпустила свой первый легковой автомобиль DAF 600, 20-сильный двухцилиндровый двигатель которого передавал крутящий момент на задние колеса через бесступенчатую трансмиссию Variomatic. Таких машин сделали около 50 тысяч
Еще Леонардо да Винчи работал над редуктором, в основу которого были положены два конуса с параллельными осями вращения и расположенными навстречу друг другу сужающимися частями. Крутящий момент передавал надетый на конусы ремень. Перемещая ремень вдоль оси конусов, можно было плавно изменять передаточное отношение редуктора. Подобные конструкции использовались в различных механизмах.
Однако первый вариатор в нынешнем понимании появился гораздо позже: патент на бесступенчатую трансмиссию был получен в США только в 1897 году. К тому времени конусный вариатор превратился в клиноременный: ремень имел форму трапеции и передавал крутящий момент между двумя разрезными шкивами, половинки которых могли сдвигаться и раздвигаться, изменяя таким образом передаточное отношение редуктора.
Автомобилестроители всерьез взялись за клиноременные вариаторы и того позже. Несмотря на многочисленные попытки использовать вариатор в качестве бесступенчатой трансмиссии автомобиля, реализовать эту идею удалось только в 1958 году. Голландец Хуб ван Доорн, владевший вместе со своим братом компанией Van Doorn Automobilfabrick (DAF), внедрил CVT на первом легковом автомобиле фирмы — маленьком седане DAF 600.
Трансмиссия Variomatic была интегрирована в заднюю независимую подвеску. Эластичные ремни позволяли обходиться без карданных передач и шарниров равных угловых скоростей (ШРУСов)
Четырехместный автомобильчик с 585-кубовым оппозитным 2-цилиндровым мотором мощностью 20 л. с. оснастили бесступенчатой трансмиссией Variomatic. Позже появились новые модели с вариаторами. Когда DAF перешел под юрисдикцию Volvo, в производство была запущена модель Volvo 345 с вариатором. И все же массового распространения вариатор не получил из-за низкой надежности и малого КПД.
Ван Доорн покинул DAF в 1965 году и основал новую фирму — Van Doorn Transmissie (VDT). Новые исследования привели к тому, что клиновидный резиновый ремень был заменен на металлический, состоящий из стальных стреловидных сегментов, нанизанных на кольцевые полосы. Такие ремни могут передавать больший крутящий момент и меньше подвержены износу.
Возрождение вариатора в качестве автомобильной трансмиссии началось в Японии. В 1987 году японский концерн Fuji Heavy Industries (автомобильное отделение которого выпускает автомобили Subaru) представил хэтчбек Subaru Justy с вариатором со стальным ремнем, с электромагнитным сцеплением и электронным управлением. Примеру пионера последовали фирмы FIAT, Ford, Nissan и Honda. Причем все эти фирмы используют ремни Van Doorn.
Самый мощный серийный легковой автомобиль с вариатором — это «наша» Honda Civic со 114-сильным двигателем.
Что почем?
Побывавший на испытаниях в Авторевю 3-дверный хэтчбек Honda Civic 1.6i 16V VTEC с бесступенчатой трансмиссией CVT продается в фирме Аояма Моторс за $23500. В оснащение этой машины входят гидроусилитель рулевого управления, люк с электроприводом, велюровая обивка салона, АБС, две фронтальные подушки безопасности, кондиционер, электроприводы стеклоподъемников и наружных зеркал заднего вида, центральная блокировка замков дверей и иммобилайзер. Это самая дорогая модификация в гамме 3-дверных 114-сильных машин.
Точно такой же автомобиль, но с 4-диапазонной автоматической коробкой передач предлагается за $22400. А самый доступный 114-сильный Civic с механической 5-ступенчатой КПП стоит $19500. Но эта машина победнее: из оснащения — только кондиционер, электропакет и иммобилайзер.
Почему Хонда и Ниссан предпочитают вариатор-коробку передач?
Здравствуйте, дорогие читатели! Вариатор коробка передач что это такое? Почему Хонда предпочитает такую коробку передач? Почему крутящий момент в вриаторе меняется плавно, без ступеней?
На все эти вопросы сейчас мы найдем ответы. Рассмотрим из чего же состоит эта коробка передач, и разберем принцип работы. Так же узнаем, почему стоит внимательно подходить к выбору такой коробки передач.
Коротко о истории создания бесступенчатой коробки передач
Вариаторные коробки передач иногда называют бесступенчатыми или по английской аббревиатуре CVT.
Изобретение вариаторной передачи датировано 1886 годом, когда и был выдан патент на этот механизм. Но активно стали ее применять только более полвека спустя, в 50-ых годах, для привода вспомогательных двигателей электрогенераторов в авиационной промышленности.
Затем вариаторные коробки передач начали устанавливать на скутеры, так как позволяли упростить управление коробкой передач. На автомобили же бесступенчатые трансмиссии пришли вместе с моделью 600 от голландской компании DAF.
Именно эта машина, с еще резиновым ременным приводом считается родоначальником бесступенчатых трансмиссий в автомобильной промышленности.
В конце 80-ых, марки Ford и Fiat так же налаживают производство вариаторных коробок передач но уже с металлическим ремнем, а после них и все остальные мировые бренды подтягиваются к этому тренду.
Целый ряд автопроизводителей выпускает вариаторные коробки и конечно присваивает им свои названия:
- Multimatic — Honda;
- Lineartronic — Subaru;
- Hyper, Xtronic – Nissan;
- Autotronic – Mercedes;
- Multidrive -Toyota;
- Durashift CVT, Ecotronic — Ford;
- Multitronic – Audi.
Вариатор коробка передач что это такое? Принцип работы CVT
Для начала нужно разобраться, вариатор коробка передач что это такое, что же входит в бесступенчатый механизм коробки и как эти составные части между собой взаимодействуют.
Для лучшего восприятия условно поделим вариаторную коробку передач на две части. Основные узлы и вспомогательные.
К основным следует отнести:
Принцип работы вариатора понять не сложно. На двух валах надето по два конусообразных шкива, которые могут перемещаться (сдвигаться и раздвигаться) а между ними натянут и зажат с двух сторон металлический ремень клинообразной формы.
Вот как раз ремень и передает усилие от ведущего вала, связанного с двигателем, к ведомому, который идет уже на колеса.
Передаточное число меняется в зависимости от того на сколько эти шкивы сближены, поскольку меняется число оборотов одной пары шкивов по отношению ко второй.
Шкивы двигаются в большинстве случаев гидроприводом управляемым электроникой. В итоге, мы имеем плавное изменение передаточного числа без рывков и фиксированных значений.
Вместо ремня может выступать металлическая цепь клинообразной формы, в основном это автомобили AUDI.
Такое решение позволяет передавать большую мощность, но все равно оно ограничено, где-то на отметке в 300 л.с. Поскольку повышение мощности далее негативно сказывается на ресурсе агрегата.
Еще одним из видов вариаторов будет тороидный, где связующим звеном между шкивами служит металлический вал (вариаторы Nissan). Как видим каждый из производителей старается, как то улучшить систему передачи мощности, но единого стандарта пока не изобретено.
Вспомогательные механизмы бывают следующие:
- Сцепление;
- Планетарная передача.
Сцепление в вариаторной коробке передач нужно чтобы соединять двигатель и коробку передач при начале движения и работе двигателя в режиме «нейтраль». На большинстве бесступенчатых вариаторах устанавливается гидротрансформатор, реже многодисковое сцепление.
Планетарная передача в бесступенчатой трансмиссии необходимо для реализации заднего хода, так как шкивы могут вращаться только в одну сторону. Так же могут присутствовать другие узлы и агрегаты, не влияющие коренным образом на работу механизма.
Хотя, если честно говорить, есть один элемент, который при пробуксовке в жаркий день и долгом стоянии в пробке просто незаменим. Это радиатор охлаждения, так как крутящий момент передается с помощью трения то и масло в такой коробке довольно ощутимо нагревается. Кстати не все автомобили оснащены системой охлаждения вариатора.
Особенности эксплуатации вариатора
Управление бесступенчатой трансмиссией реализуется, как и в классических гидротрансформаторных коробках передач, по системе PRND. Так проще людям пересесть на данный вид трансмиссии, не надо привыкать к новому управлению. А буквы означают соответственно:
- P – парковочный режим;
- R – это движение задним ходом;
- N – положение «нейтраль»;
- D – основное положение работы коробки передач со сменой передаточного числа.
CVT во многих описаниях называют автоматической коробкой передач и от того происходит путаница, так как автоматическая коробка передач на планетарных редукторах имеет совсем другой принцип работы, и ресурсы у них совсем разные.
Вариаторная коробка передач живет долго, но зависит от правильных условий эксплуатации.
Вариаторная коробка передач не любит пробуксовок, движения по глубокому снегу. А таскание прицепов вообще противопоказано, так как во всех перечисленных случаях идет повышенная нагрузка на трансмиссию. Это все снижает ресурс ремня и шкивов иногда в два, а то и более раз.
Ремонт же такой коробки передач может влететь в копеечку. Кстати, некоторых водителей так же раздражает гул двигателя при наборе скорости, так как при интенсивном разгоне двигатель набирает максимальные обороты, а затем коробка плавно поднимает скорость.
Ну не будем о грустном, обсудим лучше позитивные моменты. Главным можно считать экономичность, так как она приближается к лучшим показателям механических трансмиссий.
Кроме того не стоит забывать что водитель, знающий что такое вариаторная коробка передач не должен постоянно дергать ручку переключателя скоростей. Ну а для тех кто иногда хочет почувствовать полную власть над автомобилем многие производителя начали оснащать свои коробки рычагами выбора виртуальных передач.
Реализовано это с помощью электроники, которая задерживает в определенном положении шкивы и не дает двигаться дальше без участия водителя. Правда при достижении максимальных оборотов автоматика опять вступает в силу.
Так что это неоднозначная коробка, которая больше всего подходит для размеренного и спокойного движение.
Если вам было не слишком скучно, и интересно, то делитесь с друзьям в социальных сетях.
Источник https://car4road.ru/blog/vsyo-o-variatorah-cvt-chem-otlichayutsya-kak-rabotayut-kak-ekspluatirovat-naskolko-nadezhny-i-ekonomichny-stoit-li-voobshhe-brat-avtomobil-s-variatorom
Источник https://www.hondaworld.ru/honda_article_25_page2.htm
Источник https://auto-ru.ru/chto-znachit-variatornaya-korobka-peredach.html
