Вариатор что это


8 заблуждений о вариаторах. И один реальный недостаток — журнал За рулем

Откуда берутся ступени у вариатора, каков срок службы такой коробки и нужно ли в ней менять масло? На эти и другие вопросы ответил эксперт «За рулем».

По-настоящему массовыми вариаторные трансмиссии стали в последнее десятилетие. Поэтому даже бывалые автомобилисты не всегда хорошо представляют себе, что такое вариатор. А незнание, как обычно, порождает массу заблуждений, неверных толкований и, как следствие, вредных советов.

Заблуждение 1. В вариатор залито масло на весь срок службы

Материалы по теме

В одной фразе содержатся две неточности. Во-первых, жидкость, залитую в вариатор, не стоит называть маслом. Так же как в классической автоматической коробке используется жидкость ATF, так и в вариаторах используется жидкость со своим набором характеристик. Да, смазка в этом перечне присутствует, но это не основное предназначение такой жидкости. К примеру, рабочая жидкость для вариатора под давлением увеличивает коэффициент трения в месте контакта конуса с ремнем вариатора. Разве обычное масло способно на это? Конечно, нет.

В классических автоматах больше изнашиваются неметаллические накладки фрикционов. А в вариаторе — стальные конусы и ремень. Стальная пыль мешает работе клапанов, она может оставить систему без давления жидкости, которое необходимо для работы всей автоматики коробки. Поэтому замена жидкости раз в 60 000 км необходима. Заодно чистят от продуктов износа улавливающие магниты и меняют фильтр.

Заблуждение 2. В вариаторе установлен ремень

В большинстве конструкций действительно применяется ремень, набранный из большого количества стальных пластин, удерживаемых лентой. Но некоторые производители предпочитают использовать цепь. Выглядит она почти так же, как цепь привода ГРМ двигателя. Только контактирует с конусами. Крутящий момент передают торцы стержней, соединяющих пластины. Такой вариатор называют цепным. Цепные вариаторы используют, например, Subaru и Audi.

В субаровском вариаторе применен цепной привод. Такая конструкция выдерживает больший крутящий момент, чем способен передать ремень.

В субаровском вариаторе применен цепной привод. Такая конструкция выдерживает больший крутящий момент, чем способен передать ремень.

Заблуждение 3. У вариатора не может быть гидротрансформатора. Он же вариатор!

На всех автомобилях с вариатором, которые продаются в России, имеется также и гидротрансформатор. Всегда первым крутящий момент от мотора воспринимает именно гидротрансформатор, как у классического автомата. Именно он и проскальзывает, когда мы стоим в пробке, а селектор коробки передач при этом находится в положении D. В мире было несколько моделей вариаторов, у которых вместо гидротрансформатора использовалось «мокрое» сцепление. Их раньше устанавливали на японские автомобили для внутреннего рынка.

Заблуждение 4. Если ехать «на круизе», то вариатор будет работать с постоянным передаточным отношением

Это неверно. При движении на круиз-контроле с постоянной скоростью вариатор даже на небольшом подъеме будет менять передаточное отношение, увеличивая обороты двигателя. Круиз-контроль с гидромеханическим автоматом прибавил бы газу, то есть открыл дроссельную заслонку, а обороты двигателя при этом остались бы неизменными.

Заблуждение 5. У машин с вариатором медленный разгон

Вариатор обеспечивает самый быстрый разгон, какой только может дать двигатель. Только для получения такого результата надо не забывать прожать педаль газа полностью. В таком режиме (kick-down) двигатель быстро выходит на обороты, соответствующие максимальной мощности, и дальнейший разгон происходит за счет переменного передаточного отношения в вариаторе. Это — самый эффективный разгон. Любая другая коробка передач в паре с таким же мотором будет менее эффективна при разгоне.

Другое дело, что двигатель при этом воет практически на одной ноте. Монотоннос

www.zr.ru

особенности экслуатации и вождения — DRIVE2

Становящиеся все более популярными вариаторные коробки на автомобилях имеют одну из важнейших особенностей – бесступенчатая смена крутящего момента, то есть водителю не требуется переключать самостоятельно передачи, как это делается на авто с МКПП, или ощущать небольшие рывки при смене передачи, которые бывают у авто с АКПП.

Что касается самого управления вариатором, то оно практически не отличается от управления коробкой-автоматом, но особенность бесступенчатой смены момента вносит свои коррективы в управление. Есть определенные нюансы, которые следует учитывать при управлении автомобилем с вариаторной коробкой передач.

Общая инструкция по управлению вариатором достаточно проста: чтобы начать движение нужно всего лишь перевести селектор КПП, который пришел на смену рычагу МКПП, и нажимая на педаль газа, начать движение. Во время движения, если не выбран ручной режим управления, никаких действий с селектором выполнять больше не надо. Режимы вариатора
Определенные режимы работы вариатора, выбираются путем перевода селектора в положения, каждое из которых обозначено буквами и значками.

Движение вперед
«D» – движение вперед. Перевод селектора в положение с этим обозначением указывает на то, что автомобиль будет двигаться вперед. Именно этот режим и является основным при движении. При этом вариатор сам будет менять передаточное число, ориентируясь на обороты двигателя, а электронные системы будут следить как за работой вариатора, так и двигателя, чтобы обеспечить максимальную эффективность их работы.

Движение задним ходом
«R» – движение задним ходом. Конструкция вариатора такова, что реверсного движения ведомого вала, передающего вращение на ведущие колеса, у него нет. Поэтому в конструкцию были включены дополнительные механизмы. При переводе селектора в это положение, механизмы заднего хода включаются в работу.

Во избежание поломок, переводить селектор в данное положение можно только после полной остановки авто. В некоторых моделях для перевода селектора в положение «R» нужно нажать клавишу, установленную на селекторе, при этом нажать на нее возможно будет только после полной остановки. Этим обеспечивается исключение возможности включения заднего хода без обездвиживания авто, что является дополнительной защитой вариатора.

Нейталь
«N» – нейтраль. При таком положении селектора силовая установка отключена от КПП. Используется это положение при длительной остановке, к примеру, в пробке. Также этот режим используется для запуска силовой установки. В целом, это обычная нейтральная передача, которая имеется во всех видах КПП. Однако не рекомендуется каждый раз при остановке, особенно краткосрочной, переводить селектор в данное положение.

Парковка
«P» — парковка. Данное положение селектора приводит к тому, что ведомый вал вариатора блокируется штифтом, исключая возможность самопроизвольного движения авто.

Применять этот режим нужно только при постановке авто на стоянку. Часто, чтобы исключить возможность случайного включения данного положения, помимо нажатия на клавишу на селекторе, нужно еще выжать педаль тормоза, а также затянуть ручник, после чего только селектор станет в данное положение. Снятие селектора с этого положения тоже сопровождается данными действиями, выполненными в обратном порядке.

Ручное управление
«+», «-» – повышение и понижение передачи. Поскольку в вариаторе передач как таковых нет, то для удобства водителей применяется ручной режим переключения. Но данный режим является лишь эмулятором – вариатор может менять передаточное число на определенные значения, что имитирует ступенчатую коробку. То есть ступенчатое изменение крутящего момента вроде и есть, и его можно менять, кратковременно переводя селектор в «+» или «-», тем самым создавая иллюзию переключения передач, но оно является лишь условным. К тому же, полностью добиться соответствия работы вариатора как ступенчатой коробки не получится – электронные системы все равно будут следить за оборотами двигателя и при надобности самостоятельно изменять передаточное число. Делается это для того, чтобы защитить от перегрузок сам вариатор.

Дополнительные режимы
Многие модели, укомплектованные вариатором, имеют дополнительные режимы работы коробки передач, которые подстраивают её под определенные условия движения.

«S» – режим спорт. Он обеспечивает более резвое поведение авто при нажатии на педаль. Этот режим предназначен для вождения в интенсивном режиме. Но все сводится к тому, что вариатор меняет передаточное число более медленно, что обеспечивает большую тягу при увеличении оборотов двигателя.

«Е» – эконом, он же «Эко». Данный режим является полной противоположностью режима «спорт». Вариатор подстраивается так, что обеспечивается максимальное взаимодействие двигателя с коробкой для минимального потребления топлива.

«L» – режим сложных условий эксплуатации. При переводе селектора в данное положение вариатор обеспечивает максимальное передаточное число, то есть тягу на ведущих колесах. Предназначен для движения по бездорожью, буксировке прицепа и т. д.

Нюансы пользования вариатором
Теперь о нюансах вождения авто, оснащенного вариаторной коробкой. Первое и одно из главных условий – не начинать движение на авто сразу после запуска двигателя, особенно это касается зимнего периода.

Начало движения
При длительной стоянке все масло стекает в поддон коробки передач, а поскольку низкие температуры делают масло более вязким, то начало движения сразу после запуска приведет к тому, что элементы вариатора будут работать без смазки. В результате это способствует их интенсивному износу. Поэтому после запуска следует дать время, чтобы масло под давлением попало на все смазывающиеся поверхности.

Примерно то же касается и перевода положения в «N» при краткосрочных остановках. При переходе на этот режим давление масла в вариаторе снижается, а после быстрого переведения в режим «D» и начала движения, масло не успеет в нужном количестве поступить к трущимся поверхностям. Поэтому лучше при остановке на светофоре не трогать селектор и оставлять его в положении «D», поскольку вариатор рассчитан на работу в таком режиме и при остановке.

Особенности при маневрировании и прохождении поворотов
Нужно учитывать, что вариатор реагирует на повышение оборотов двигателя. То есть, вначале водитель увеличивает акселератором обороты, на что и реагирует данная КПП. В зависимости от выбранного режима вариатор будет реагировать соответственно, но на эту реакцию ему нужно некоторое время.

При совершении обгона в первую очередь нужно учитывать этот фактор – добавить обороты коленчатого вала, а после уже начинать совершать маневр.

То же касается и при прохождении поворотов, нужно на педаль нажимать в момент начала поворота руля, тогда КПП отреагирует правильно и непредвиденных последствий не будет.

Транспортировка
Транспортировка прицепов или буксировка других авто для вариатора крайне не желательна, поскольку она значительно увеличивает нагрузку на трансмиссию, и как следствие – усиленный ее износ. Допускается только транспортировка прицепов с полным весом до 1 тонны.

Не стоит часто использовать авто с вариатором на пересеченной местности. То есть, многие кроссоверы и внедорожники с вариатором хоть и являются автомобилями с повышенной проходимостью, но особо на проходимость их не стоит особо рассчитывать – они больше являются городскими авто, чем «покорителями бездорожья».

Буксирование
Есть и нюансы, касающиеся буксировки авто с вариаторами. Допускается буксировать такое авто на жесткой или гибкой сцепке только при работающем силовом агрегате и нейтральном положении селектора. Если таковых условий нет, то буксировка производиться только путем частичной погрузки авто (обязательно должны быть вывешены ведущие колеса) или эвакуатором.

www.drive2.ru

что в нем не так — журнал За рулем

Наиболее распространенные в нашей стране вариаторы — японские, фирмы Jatco. Их используют Nissan, Renault, Mitsubishi, Citroen, Peugeot, Dodge, Jeep и Suzuki. Чаще других модификаций встречается вариатор JF011E. Как распознать приближающуюся неисправность? Ремонтировать или менять? Сколько стоит? На часто задаваемые вопросы о вариаторах отвечает эксперт «За рулем».

Материалы по теме

Вариатор принципиально отличается от других типов автоматических коробок передач тем, что обеспечивает плавное изменение передаточного отношения между ведущим и ведомым валами без какого-либо разрыва крутящего момента.

Это возможно благодаря тому, что между коническими поверхностями двух шкивов с регулируемой шириной вращается наборный стальной ремень. Под действием давления рабочей жидкости конусы могут переводить ремень то на малый радиус зацепления, то на большой, обеспечивая плавное изменение передаточного отношения.

Конечно, помимо конусов и ремня в вариаторе устанавливается узел, обеспечивающий задний ход, а также главная передача. Обязательно применяется гидротрансформатор, принципиально не отличающийся от тех, что ставят в гидромеханические коробки передач.

Главный узел вариатора: наборный металлический ремень и пара раздвижных шкивов, состоящих из двух конусов каждый.

Главный узел вариатора: наборный металлический ремень и пара раздвижных шкивов, состоящих из двух конусов каждый.

На каких автомобилях встречается вариатор JF011E

Материалы по теме

Ниссан устанавливал этот вариатор на модели X-Trail, Qashqai и Teana прошлого поколения. Renault — на Megan, Koleos, Scenic, Fluence и Latitude. Mitsubishi — на Outlander и Lanсer.

Само собой, те же вариаторы оказались на автомобилях, изготовленных на платформе Аутлендера под другими марками — Citroen C-Crosser и Peugeot 4008. А еще тот же вариатор ставили на Dodge Caliber, Jeep Compass и Suzuki Kizashi.

Основные признаки неисправности вариатора

1. Рывки и подергивания при движении автомобиля. Чаще всего дефект вызван зависанием (заеданием) редукционного клапана жидкостного насоса. Частицы, содержащиеся в рабочей жидкости и вовремя не отловленные фильтрами, оставляют задиры на поверхности клапана и стенках отверстия, в котором он перемещается.

Заедающий клапан не может поддерживать давление в системе в нужном диапазоне.

Заедающий клапан не может поддерживать давление в системе в нужном диапазоне.

А именно это, строго определенное давление, и задает положение конусов ведущего и ведомого шкивов. Любое нарушение во взаимном согласованном расположении шкивов, когда ремень хорошо натянут, приводит к его пробуксовке — а это уже явный признак неисправности. Номинально ремень проскальзывать не должен, поэтому при первых признаках следует обратиться в сервис к профессионалам.

www.zr.ru

что это такое, принцип работы, плюсы и минусы – Akpp Wiki

В одной из прошлых статей мы подробно поговорили про роботизированные коробки передач с двойным сцеплением, сегодня предлагаем поближе познакомиться с таким типом трансмиссий, как вариатор. Т.к. все чаще можно встретить автомобили оснащенные бесступенчатой коробкой и понятное дело, что автолюбителей, перед покупкой автомобиля интересует вопрос надежности, ремонтопригодности и принцип работы данного вида трансмиссии. Мы постараемся подробно ответить на все интересующие вопросы исходя из нашего многолетнего опыта и информации полученной с форумов на которых владельцы обсуждали самые распространенные проблемы и делились опытом их решения.

Что такое вариатор и принцип его работы

Прежде чем говорить о плюсах и минусах такого типа кпп, нужно понять что это такое и как он работает. Данный вид трансмиссии представляет собой бесступенчатую коробку передач с плавным изменением передаточного числа, в заданном диапазоне. Впервые CVT (Continuously Variable Transmission, что в переводе – постоянно изменяющаяся трансмиссия) на автомобилях стали устанавливать в 50-х гадах, это были легковушки марки DAF. Одной из первых моделей на которой испытали работу клиноременного вариатора стал автомобиль DAF 600.

Массово устанавливаться на автомобили CTV, стала относительно недавно. В редких случаях бесступенчатую трансмиссию можно встретить на автомобилях Chrysler, Fiat, Mini, Peugeot, Opel, Mitsubishi. Куда чаще она встречается на:

  • Nissan – Xtronic и Hyper;
  • Audi – Multitronic;
  • Subaru – Lineartronic;
  • Mercedes-Benz – Autotronic;
  • Honda – Multimatic;
  • Ford – Ecotronic и Durashift CVT;
  • Toyota – Multidrive.

Почти все вышеуказанные кпп объединяет общий принцип работы. Главной задачей трансмиссии является плавное изменение передаточного числа («бесконечное» количество передач) это влияет в лучшую сторону на плавность разгона и позволило значительно снизить расход топлива, по сравнению со стандартным АКПП.

Стоит отметить, что первые бесступенчатые трансмиссии славились своей ненадежностью, а именно обрывом ремня.

На сегодняшний день можно выделить два основных типа:

  • Клиноременной

На большинстве современных бесступенчатых трансмиссиях используется гибкий клиновидный толкающий ремень из нескольких стальных лент и связанных с ними фасонных пластин в виде «бабочки». Появление металлического клиновидного ремня позволило широко использовать вариатор на автомобилях, так как он мог передавать значительный крутящий момент. Еще один вариант замены ремня, это использование цепи (клиноцепные), такой метод применяется на автомобилях марки Audi и Subaru. Металлическая цепь состоит из тонких пластин соединенных осями, это позволяет обеспечивать лучшую гибкость. На таком типе CTV крутящий момент передается торцевой поверхностью цепи при ее точечном контакте с коническими дисками, в отличие от клиноременной бесступенчатой трансмиссии.. В местах контакта возникают высокие напряжения, поэтому диски изготавливают из высокопрочной стали.

Такой вид бесступенчатой коробки передач чаще всего встречается на автомобилях марки Nissan. Его основным отличием от клиноременного, является наличие конусовидных дисков и роликов. Ведущий диск присоединен к двигателю, в то время, как ведомый к трансмиссии. Расположенные между валами ролики совершают передвижения в вертикальном направлении и вращения в горизонтальном направлении вокруг собственной оси. Передача крутящего момента осуществляется только силами трения между тороидными поверхностями дисков и роликами.

Основные проблемы с которыми могут столкнуться владельцы автомобилей с вариатором

При всем обилие достоинств, у CVT трансмиссий есть свои существенные минусы и особенности. При должной эксплуатации и своевременном обслуживании, коробки ходят по 150 000 – 200 000 км, не доставляя особых проблем своим владельцам. Если Вы являетесь первым собственником, то боятся вам нечего т.к. гарантия позволяет быть полностью уверенным, что в случае неисправности КПП будет починена. А вот покупая автомобиль на вторичном рынке нужно быть внимательным и лучше всего перед покупкой пройти диагностику.

Недостатками можно считать:

  • дорогостоящий ремонт, как и в случае с DSG мало кто может перебрать или отремонтировать изношенные детали на профессиональном уровне. Отсюда и получается, что мастера своего дела за работу берут ощутимые денежные средства.
  • замена масла каждые 30 000 – 40 000 км. Хоть производители и рекомендуют производить замену масла раз в 80 000 км, на самом деле столь большой интервал может сказаться с негативной стороны, особенно если автомобиль покупался с пробегом свыше 120 000 км.
  • данный тип кпп не любит рваный стиль езды и резких ускорений с места, поэтому если вы любитель активного передвижения, то лучше присмотреться к покупки автомобиля с иной коробкой;
  • многих пересевших с классической автоматической трансмиссии, где чувствуется переключение передач,  по началу раздражает сама работа и исходящий шум, что обусловлено спецификой работы данной трансмиссии. Хотя современные вариаторы обучены имитировать переключение передач;
  • перегрев, обо этом стоит помнить при движении на высоких скоростях продолжительное время. При частом возникновении ошибки Slow Down стоит промыть радиатор, в случае если это не помогло то прибегнуть к радикальным мерам и установить дополнительный радиатор вариатора.

Итог

Какой можно сделать вывод? Вариаторы плотно вошли в нашу жизнь, некоторые японские производители автомобилей отказались от использования классических автоматических коробок переключения передач и полностью перешли на бесступенчатые трансмиссии CVT. Прогресс не стоит на месте и ежегодно ведутся работы по усовершенствованию, в результате чего, мы можем наблюдать более быстрый разгон, чем авто с АКПП, меньший расход топлива и более плавный ход. В пример можно привести автомобиль Tesla – автомобиль будущего на котором установлен электродвигатель и вариатор. Автомобильные эксперты предполагают, что через несколько лет эра классических автоматов с гидротрансформатором, канет в лету и останется два вектора развития – бесступенчатые и роботизированные трансмиссии.

Это может Вас заинтересовать

akppwiki.ru

что это, как работает и чем хорош вариатор?

Вариатор сегодня заслужил довольно много симпатий... и вместе с ними разочарований владельцев, которых, впрочем, не так много. Но факт остаётся неизменным: несмотря на то, что вариатор был придуман очень давно, на сегодняшний день эта система является ещё достаточно "сырой" и не до конца доработанной даже самыми ведущими автопроизводителями.

В этой статье мы рассмотрим, что такое вариатор, как работает вариатор в типичном среднеразмерном автомобиле, чем он лучше АКПП и механической коробки - всё это мы узнаем, ответив на несколько вопросов на нашем пути:

  • Чем вариатор лучше по сравнению со старой-доброй планетарной автоматической коробкой передач?
  • Из каких частей состоит вариатор и как эти части работают?
  • Какие недостатки имеет CVT по сравнению с обычными АКПП?
  • Какое впечатление производит вариатор на водителя при управлении машины с ним?
  • Какие марки и модели включают CVT?
  • Есть ли другие варианты использования CVT, кроме автомобилей?

Во-первых, давайте рассмотрим, чем отличается вариатор от автомата и сравним его с традиционной автоматической коробкой передач.

Так выглядит вариатор "вживую"
Хронология инноваций в вариаторе
  • 1490 - да Винчи показал общественности свои эскизы бесступенчатой ​​трансмиссии (к автомобилям она, разумеется, не имела в то время никакого отношения).
  • 1886 - подан первый патент на тороидальную CVT.
  • 1935 - Dodge получает патент США на тороидальный вариатор.
  • 1939 - впервые введена полностью автоматическая коробка передач на основе планетарной системы передач.
  • 1958 - Daf (Нидерланды) также начинает оснащать свои автомобили вариатором.
  • 1989 - Subaru Justy GL - первое американское производство автомобилей на вариаторах.
  • 2002 - Saturn дебютирует с коробкой-вариатором.
  • 2002 - Российские Лады (2112) получили возможность оснащаться вариатором вместо механической КПП.
  • 2014 - Всё большее число новых автомобилей иностранных марок оснащаются вариаторами, и доля рынка автомобилей на CVT приближается к доле таковых на автомате.
Основы работы АКПП для понимания работы вариатора

Если Вы читали о структуре и функции автоматов, то Вы знаете, что работа такой трансмиссии являет собой изменение отношения передач между двигателем и колёсами автомобиля в автоматическом режиме. Другими словами, совсем без коробки передач автомобили будут иметь только одну передачу - оборудование, которое позволило бы автомобилю поехать на нужной скорости, и скорость эта зависела бы только от оборотов двигателя. Представьте себя на минуту за рулём автомобиля, который оборудован только первой передачей или машины только с третьей передачей. Первый автомобиль будет достаточно быстро ускоряться с места и сможет подняться на крутой холм, но его максимальная скорость будет ограничена до нескольких десятков километров в час. Второй автомобиль, с другой стороны, сможет ехать во многих случаях и более 100 км/ч по шоссе, но практически не сможет стартовать с места, особенно, в крутые холмы.

Таким образом, трансмиссия  использует ряд передач - от низкого к высокой, чтобы сделать более эффективным использование крутящего момента двигателя на фоне изменения дорожных и скоростных условий машины. А шестерни в коробке передач могут заменяться вручную или автоматически.

В традиционной автоматической коробке передач шестерни - это буквально шестерни - взаимосвязанные, зубчатые колёса, которые помогают передавать и изменять вращательное движение и крутящий момент от двигателя к колёсам машины. Сочетание планетарных передач создаёт более различные передаточные числа, и передача может производить, как правило, до чётырех передач переднего хода в старых коробках и до 8 передач в новых коробках, а также одну передачу заднего хода. Когда циклы переключения передач сменяют друг друга, водитель может почувствовать толчки каждый раз, особенно, при быстром ускорении.

Как работает вариатор?

Если совсем не разбираться в работе вариатора, то может показаться, что внутри автомобиля сидят человечки и обеспечивают плавную езду машины - примерно как на рисунке

В отличие от традиционных автоматических коробок передач, бесступенчатая ​​коробка передач (что и есть вариатор) не имеет определённого количества передач как такового, что означает, что она не имеет зубчатых шестерён. Наиболее распространённый тип вариатора работает на гениальной системе шкивов, что позволяет наличествовать бесконечным числом передач за счёт изменений толщины между двумя валами: ведущим и ведомым - без каких-либо дискретных шагов. А теперь поподробнее о самом главном: как же работает вариатор - каков общий принцип работы CVT?

В основе работы вариатора лежит принцип рычагов. Давайте постараемся визуализировать работу вариатора (а затем взглянем на картинку ниже). Представьте себе 2 вала, находящиеся рядом друг с другом, на разных концах которых прикреплены по конусообразному наконечнику. Эти валы расположены так, что конусы расположены на одном уровне рядом друг с другом (и каждый из конусов направлен в противоположные стороны). Теперь соединим эти два вала с конусами ремнём или цепью и придумаем такую конструкцию, чтобы мы могли перемещать валы вдоль их оси (перпендикулярно этому ремню), но этот ремень или цепь оставались на одном уровне. Таким образом, мы получим самый настоящий вариатор: представим, что один из этих валов ведущий (приводится в движение двигателем), а другой - ведомый (он раскручивается первым валом). Теперь, так как наконечники у нас конусообразные, мы, смещая один из валов (например, ведомый) немного назад, уменьшим изгиб ремня вокруг него, а сместив ведущий ремень также назад, мы, наоборот, увеличим радиус изгиба уже вокруг конуса ведущего ремня. Таким образом, мы получим такую ситуацию, когда ведущему валу надо сделать всего, к примеру, 2 оборота, чтобы раскрутить ведомый вал на 10 оборотов - получается, что при одном количестве оборотов двигателя, автомобиль будет ехать очень быстро. Если мы сместим теперь оба вала, наоборот, вперёд, то мы аналогично достигнем того, что ведущий вал сделает 10 оборотов, а ведомый - всего 2, что позволит нам забраться в крутую горку, тронуться с места или тянуть за собой тяжёлый груз.

Ниже на картинке визуально представлено то, что описано абзацем выше, за исключением лишь того, что конусы в реальном вариаторе не простые, а имеют по два шкива (на каждом валу по два шкива, которые обращены друг к другу и между которыми проходит ремень):

Видите, как меняется окружность двух концов ремня по мере того, как сужаются и расширяются конусы - именно за счёт этого меняется передаточное число между двигателем и колёсами автомобиля!

Если сравнить вариатор с автоматом - точнее, с планетарной системой автоматической коробки передач, то в последней Вы увидите сложный мир передач, тормозов, муфт, масляных каналов и регулирующих устройств. Для сравнения, вариатор по своему принципу работы является истинным идеалом простоты. Большинство современных вариаторов имеют только три основных компонента:

  • Цепь высокой мощности или резиновый ремень особо состава также высочайшей прочности
  • 2 конусообразных шкива, обращённых друг к другу, на ведущем валу
  • 2 конусообразных шкива, обращённых друг к другу, на ведомом валу

Ну и, конечно же, работу вариатора очень сложно себе представить без отточенной работы бортового компьютера, который обеспечивает изменение положения шкивов в зависимости от нагрузки и скорости автомобиля. Таким образом, вариатор состоит из различных микропроцессоров и датчиков, но три компонента, описанные выше, являются ключевыми элементами, которые составляют "сердце" технологии работы вариатора.

Каждый шкив состоит из двух 20-градусных конусов, обращённых друг к другу. Ремень или цепь входит в паз между двумя конусами. В случае с вариатором клиновидные (в виде трапеции, если смотреть в разрез) ремни являются предпочтительными, если ремень выполнен из резины. Клиновые ремни, собственно, и получили своё название от того, что ремни имеют V-образное сечение, что увеличивает площадь соприкосновения и, соответственно, трение при сцеплении ремня со шкивами.

Когда два конуса шкива находятся далеко друг от друга, ремень движется глубже в образовавшейся канавке, и радиус петли ремня вокруг шкива уменьшается. Когда шкивы сближаются (когда диаметр уменьшается), ремень поднимается в канавке, и радиус петли ремня вокруг шкива, соответственно, становится больше. В вариаторах могут использоваться гидравлическое давление, центробежная сила или натяжение пружины, чтобы создать силу, необходимую для сближения половинок-шкивов.

Шкивы с переменным диаметром должны всегда располагаться парами. Один из шкивов, известный как ведущий шкив, соединён с коленчатым валом двигателя. Ведущий шкив также называют "входным", потому что в этом случае энергия от двигателя "входит" в коробку передач. Второй шкив называют ведомым шкивом, потому первый шкив поворачивает его.

Расстояние ремня от центра шкивов, где проходит этот ремень, известно как "радиус основного тона". Когда шкивы далеко друг от друга, радиус основного тона уменьшается. Когда шкивы близко друг к другу, ремень поднимается, и радиус увеличивается. Отношение радиуса основного тона на ведущем шкиве к радиусу на ведомом определяет сложный механизм, управляемый компьютером. Когда один шкив увеличивает свой радиус, другой, напротив, уменьшает свой радиус, и происходит это синхронно, что позволяет удержать ремень натянутым. Поскольку эти два шкива изменяют свои радиусы относительно друг друга, они создают бесконечное число передаточных чисел - от самого низкого к максимально высокому и всему, что находится между ними. Например, когда радиус основного тона мал у ведущего шкива и большой у ведомого шкива, то скорость вращения ведомого шкива уменьшается, что приводит к более низкой передаче. А когда наоборот, то достигается более высокая передача, имеющая свой максимум. Таким образом, в теории, вариатор имеет бесконечное число "передач".

Простота и бесступенчатая природа CVTs делают его идеальным вариантом коробки и чётко даёт ответ на вопрос что лучше: вариатор или автомат. Между тем, вариаторы используются не только в автомобилях, но и для различных машин и устройств. Так, CVT использовались в течение многих лет в электроинструментах и, в частности, сверлильных станках. Они также используются в различных других транспортных средствах, в том числе тракторах, снегоходах и мотороллерах.

Пример использования вариатора в велосипедах
Как устроен клиновидный ремень?

Внедрение новых материалов делает вариаторы еще более надежными и эффективными. Одним из наиболее важных достижений была разработка и создание металлических "клиновидных" ремней для подключения шкивов в качестве замены резиновым ремням и цепям. Эти гибкие ремни состоят из нескольких (обычно от 9 до 15) тонких полос из стали, которые все вместе составляют высокопрочный состав.

Устройство клиновидного ремня

Плюсы клиновидных ремней заключаются в том, что они не скользят и очень прочны, что позволяет вариаторам работать с большими значениями крутящего момента двигателя. Они также тише, чем резиновые ремни.

Цепь и клиновидный ремень вариатора
Как работает тороидальный вариатор?

Хотя система тороидального вариатора кажется значительно более другой, все компоненты аналогичны системе вариатора со шкивами и ремнём и приводят к тем же результатам - бесступенчатой работе коробки передач. И вот как это работает:

  1. Один диск подключается к двигателю. Это эквивалентно ведущему шкиву.
  2. Другой диск соединяется с приводным валом. Это эквивалентно ведомому шкиву.
  3. Колёсики, расположенные между дисками, действуют как ремень, изменяя передаточное число, передаваемое с одного диска на другой.

Колёсики могут вращаться по двум осям. Они вращаются вокруг горизонтальной оси и наклоняются вокруг вертикальной оси, что позволяет им касаться дисков в различных областях.

Чем хорош вариатор? Все его плюсы и минусы

Вариаторы становятся все более популярными в автомобилях, и не зря. Они могут похвастаться целым рядом преимуществ, которые делают их привлекательными как для водителей, так и для экологов. В таблице ниже приведены некоторые из ключевых особенностей и плюсов вариаторов.

Особенность Плюсы
Постоянное, бесступенчатое ускорение от полной остановки до крейсерской скорости. Плавная езда, отсутствие рывков во время переключения.
Удержание машины в оптимальном диапазоне мощности независимо от того, как быстро машина едет. Улучшенная топливная экономичность.
Лучшая реакция на изменяющиеся условия, такие как наклон дороги и скорость авто. Автомобиль почти никогда не замедляется вынужденно, даже при движении в горку.
Меньшая потеря мощности в вариаторе, чем в типичном автомате. Лучше динамические показатели, чем в АКПП.
Лучшая работа оборотов двигателя. Меньшее количество выбросов.
Простота конструкции и малое количество составляющих. Меньшая масса вариатора, чем автомата.

Тем не менее, несмотря на существенные и многочисленные плюсы вариатора, он не так хорошо, как может показаться на первый взгляд. Давайте перечислим недостатки вариаторов:

  1. Вариаторы, несмотря на свою простоту, требуют всё же регулярного обслуживания, которое выходит за рамки простой диагностики. Всё дело в ремне CVT, который достаточно быстро изнашивается (это не относится только к цепным ремням), и потому его нужно менять примерно каждые 50-60 тысяч километров (в зависимости от модели авто и вариатора, соответственно, замена может понадобиться раньше или позднее). Для сравнения, только диагностическое ТО автомата требуется проводить в среднем на пробеге от 60 до 100 тысяч километров (опять-таки, цифры разнятся в зависимости от модели).
  2. В силу своей конструкции вариатор плохо пригоден для сильных нагрузок, и потому его редко используют для автомобилей, предназначенных для езды по тяжёлым дорожным условиям (внедорожников, в частности).
  3. Общий срок службы вариаторов довольно низок опять-таки в силу их конструкции.
  4. По причине под номерами 1 и 3, в общем-то ряд сервисных центров официальных дилеров попросту отказываются ремонтировать вариатор в случае его поломки, потому что нередко его полная замена намного легче. Но владельцу авто это может обойтись в цену до 30-40% от стоимости всего автомобиля.
  5. У вариатора есть некоторый эффект "задумчивости" - для переключения передач ему требуется около 1-2 секунд, что для некоторых водителей не очень комфортно.

Таким образом, отвечая на вопрос "что надёжнее: вариатор или автомат?", можно смело отдать предпочтение АКПП, несмотря на гораздо более сложную конструкцию последнего.

Автомобили с вариаторами были распространены в Европе в течение многих лет. Но потребовалось некоторое время, чтобы технология вариаторов закрепилась в России. Сегодня всё больше водителей предпочитают автомобили на вариаторах.

Между тем, у вариатора есть ещё один ключевой плюс. просто взгляните на изображение ниже и сравните диапазоны движения стрелок тахометра при езде машины в горку:

howcarworks.ru

Вариатор:описание,фото,принцип работы,устройство,виды | АВТОМАШИНЫ

Идея переключения передач без участия водителя появилась уже давно. Она существует еще с первых автомобилей, появившихся на конвейере завода «Ford». Люди модернизировали механические КПП, создали полуавтомат, АКПП, но не добились нужной плавности и полного ощущения спокойного переключения, потому как любая трансмиссия подразумевала толчок и включение, что являлось не всегда комфортным. Да и расход топлива от этого возрастал, потому что мотор необходимо достаточно хорошо раскручивать, чтобы получить нужное ускорение, без ущерба для агрегата. Одной из идей развития автоматической коробки, стала коробка передач с бесступенчатым переключением

Содержание статьи

История вариатора

Автомобиль, скорость которого зависела бы исключительно от скорости вращения двигателя, был бы крайне неудобен в эксплуатации. Представьте, что в машине имеется только одна передача, например, первая или третья. В одном случае вы бы смогли ехать довольно быстро, но автомобиль бы долго разгонялся и медленно ехал в гору. В другом все было бы с точностью до наоборот – легкий старт, но крайне медленная скорость движения. Из-за таких трудностей и была разработана первая механическая трансмиссия.

Время шло, и каждый автопроизводитель пытался упростить управление машиной (всем прекрасно известно, какие трудности у некоторых водителей вызывает МКПП). В ходе таких изысканий и была разработана сначала автоматическая коробка, затем робот, ну и, наконец, вариатор, имеющий бесконечное число передач.

Вариатор – что это

Вариатор – это новый тип КПП, наравне с остальными видами трансмиссиями, тоже прочно входит в жизнь многих автовладельцев. Несмотря на всю его простоту и гениальность, эта система еще до сих пор не достигла совершенства. Сегодня вы узнаете о том, как применяется вариатор, его принцип действия, что отличает его от автоматической коробки и как такое устройство применяется на автомобилях.

Принцип работы клиноременной КПП

Если говорить простым языком, устройство работает следующим образом. Существует два шкива: один ведущий, подключающийся к силовому агрегату, другой – ведомый, подключаемый к приводам колес. Валы соединяются ремнем или цепью.

 

Шкивы не литые, а сделанные из двух конических половинок, которые могут сходиться и расходиться, изменяя диаметр этой конструкции.

Принцип работы довольно простой: допустим, наш автомобиль «трогается» с места и ему нужно больше сил. Чтобы снизить нагрузку на мотор, конусы на ведущем вале расходятся, и он уменьшается в диаметре. Ведомый шкив, наоборот, должен быть максимального диаметра, поэтому его конусы сводятся. Таким образом, двигатель совершает оптимальное количество оборотов в каждом конкретном случае, что снижает нагрузку на него.

При повышении скорости, соответственно, изменяются и диаметры шкивов – ведущий увеличивается, а ведомый уменьшается. Все это необходимо для стабилизации работы силового агрегата, а также для уменьшения тягового усилия.

Изменением диаметров на каждом из шкивов занимается электронная система, получающая данные из бортового компьютера и ЭБУ.

Плюсы такого варианта в более низкой стоимости и в простоте конструкции, из-за чего цена трансмиссии чуть ниже, чем на другие типы вариаторов.

Устройство клиноременной коробки CVT

Поскольку тороидальный вариант достаточно дорог в производстве и применяется только на премиумных автомобилях, имеет смысл рассказать об устройстве только клиноременного типа.

 

Как и робот, вариатор устанавливается либо продольно, либо поперечно. Основные его компоненты:

  • Система сцепления. Простейшее устройство, предназначенное для соединения двигателя с трансмиссией и, при необходимости, ее отключения (так называемая «нейтралка»).
  • Гидротрансформатор, использующийся также и в обычной АКПП.
  • Валы с изменяющимися конусами.
  • Ремень или цепь для их соединения. Кстати, оба компонента изготавливаются только из прочных металлов, поскольку на них приходится большая нагрузка.
  • Масло, применяющееся для снижения трения между валами, а также для нагнетания давления.
  • Насос, создающий то самое давление. Оно необходимо для правильной работы конусных частей. Иногда он может отсутствовать (в таких случаях за изменение диаметра шкивов отвечает либо гидравлика, либо пружина).
  • Гидроблок, выполняющий функцию подачи масла по различным каналам к обоим шкивам. Кстати, если при работе вариатора возникают различные толчки или пробуксовки, чаще всего это свидетельствует о поломке гидроблока.
  • Система фильтров, не позволяющая масляным каналам забиваться отложениями и металлическим мусором.
  • Радиаторы, отводящие тепло от коробки передач. К сожалению, без них такая трансмиссия довольно быстро перегревается, особенно во время пробуксовки или езды по бездорожью.
  • Электронная система управления, получающая команды от ЭБУ и изменяющая диаметр каждого из валов в зависимости от скорости и нагрузки.
  • Устройство, отвечающее за включение реверсного хода.

Как правильно пользоваться вариатором

Принцип управления вариатором такой же, как автоматической коробкой передачи. Обе коробки имеют по две педали (газ и тормоз ). При управлении автомобилем с вариатором, вы не услышите и не почувствуете переключение передач — оно просто повышает и понижает частоту вращения двигателя по мере необходимости, вызывая более высокие скорости вращения двигателя для лучшего ускорения и более низкие обороты для лучшей экономии топлива во время режима «круиз».

Многие автомобилисты первый раз сев за руль автомобиля с вариатором в глаза первым бросается то, что автомобиль звучит совсем по другому. Когда вы резко нажимаете на педаль газа, двигатель работает так же, как и на скользящей муфте или неисправной автоматической коробке передач. Это нормально — вариатор регулирует частоту вращения двигателя, чтобы обеспечить оптимальную мощность для ускорения. Некоторые вариаторы запрограммированы на поэтапное изменение соотношений, чтобы они больше походили на обычную автоматическую коробку передач. В управлении автомобилем в вариативной трансмиссией нет никаких отличий от управления автомобилем с автоматической коробкой передач.

Коробка вариатор плюсы и минусы

Автомобиль с вариатором, в конечном счете, будет более экономичным, чем обычный автомобиль, особенно для остановки / начала движения или когда вы постоянно меняете скорость. Старт автомобиля будет более гладким и более тихим. Однако, чем больше этих преимуществ вы получаете, тем больше автомобиль чувствует себя на моторной лодке, где вы получаете странное ощущение увеличения скорости при неизменных оборотах двигателя. Если вы можете жить с этим, и это не придаст вам никакого дискомфорта, то вариатор вполне вам подойдет. Более детально о плюсах и минусах вариаторов ниже.

Плюсы вариатора

Основным  преимуществом вариатора является эффективность, которую он может предложить. Транспортные средства, которые включают CVT, оценены среди самых эффективных транспортных средств и могут предложить значительную экономию топлива. Сегодня почти все гибриды используют вариатор для максимальной экономии топлива. Еще одно преимущество CVT замечено при движении по крутым склонам. Нормальные автоматические коробки передач могут иногда испытывать трудности при большой нагрузке, когда вариатор почти сразу может найти точное соотношение, необходимое для плавного обеспечения мощности без каких-либо переключений. Эти плавные переключения передач являются еще одним преимуществом для водителя, поскольку они могут предложить чрезвычайно плавные поездки, даже не чувствуя «сдвига» транспортного средства.

Минусы вариатора

Хотя вариатор может предложить непревзойденную экономию топлива, у него есть существенный минус. Основной  недостаток данных трансмиссий — это ценник, с которым они продаются. Типичная замена трансмиссии часто может стоить от 2 000 долларов в случае поломки. Из за особенностей устройства, блок CVT не будет работать так же долго, как обычная автоматическая коробка передач. В среднем срок службы этой трансмиссии составляет 150 – 200 тысяч километров. Еще более важно отметить тот факт, что, когда они выходят из строя, в 9 из 10 раз они должны быть заменены. Причиной этого является то, что детали очень дороги, их может быть трудно, если не невозможно найти, и, как правило, цена за замену деталей получается такая, что дешевле будет произвести полную замену. Другим недостатком вариатора является то, что они не могут выдержать мощность, которую может выдержать автоматическая или механическая коробка передач. По этой причине блок CVT не используется в машинах с большой производительностью.

Как правильно буксировать на вариаторе

Можно ли буксировать вариатор? В отношении буксировки транспортного средства с вариатором следует отметить несколько моментов. Для буксировки транспортного средства, оборудованного бесступенчатой ​​трансмиссией, под ведущими колесами буксируемого транспортного средства должна быть установлена ​​буксирная тележка.

Никогда не буксируйте автомобиль с передним приводом с вариатором и с передними колесами на земле или четырьмя колесами на земле. Если вам необходимо буксировать автомобиль, оборудованный вариатором, сзади, то спереди на земле, используйте буксирные тележки под передними колесами. Невыполнение этого требования может привести к серьезным, дорогостоящим повреждениям вашего автомобиля.

Никогда не буксируйте полноприводные модели CVT, такие как Murano, с любой парой колес на земле. Это может привести к серьезным дорогостоящим повреждениям

Чем отличается вариатор от «автомата» и «робота»

При покупке авто даже опытный автомобилист не всегда сможет разобраться, какая коробка передач в нём установлена. Приводим советы, как отличить АКПП, CVT и «робота» визуально.
Советуем вам почитать о том, как устроена секвентальная коробка передач.
Найти отличия между автоматической и вариаторной коробкой передач при посадке в салон авто невозможно. И та и другая выглядят идентично: один рычаг управления, одинаковое обозначение режимов.
Существует 4 основных признака, по которым можно определить тип КП:
Количество режимов. Вариаторы могут содержать меньшее количество режимов — обычно 4: «P», «N», «D», «R». В современных «автоматах» присутствуют ещё и дополнительные. Указание типа КП рядом с маркой автомобиля.
Чтобы разобраться, какая же всё-таки КП установлена в машине, следует осмотреть её снаружи сзади. Большинство производителей около обозначения марки и модели сообщают и тип трансмиссии — «AT» или «CVT». Разница в «поведении» транспорта в ходе езды. У авто с АКПП будут присутствовать рывки и толчки. У транспортных средств с вариатором их не будет. Кроме того, у последних будут слышны щелчки в коробке. Разное «поведение» машины при подъёме на горку. Если при движении под гору затормозить и отпустить педаль газа, автомобиль с АКПП будет плавно двигаться вперёд без отката назад. Автос вариатором сделает откат назад и не будет осуществлять движение вперёд на холостых оборотах.
При отсутствии возможности воспользоваться вышеперечисленными способами за информацией о типе трансмиссии следует обратиться:
к добросовестному продавцу, к опытному автослесарю, к сопроводительной документации авто. 

Вариатор, робот или автомат: что выбрать?

Робот – лучший выбор для тех, кто хочет получить преимущества механики и управляемость АКПП.

Автомат – отличный и проверенный временем вариант. У таких автомобилей нет проблем с ремонтом, да и стоимость их ниже, однако при переключении передач на некоторых моделях все еще могут наблюдаться толчки или пробуксовки.

Вариатор – оптимальный выбор, если вы хотите получить хорошую управляемость, оптимальный расход топлива и максимальную оптимизацию. Однако такие автомобили все еще недостаточно распространены в России и, следовательно, имеются сложности при их ремонте (высокая цена расходников и трудности с поиском мастера).

Как видите, объективно самого лучшего варианта не существует, однако, вариатор имеет большие перспективы в развитии и поэтому можно обратить внимание на автомобиль именно с такой КПП.

Устройство тороидального вариатора

В отличие клиноременной конструкции, вариатор тороидального типа состоит из двух дисков, выполненных в виде вогнутых криволинейных поверхностей. Вращение от ведущего элемента на ведомый передается при помощи специального ролика скользящего действия. При его наклоне и перемещении к наружному диаметру ведомого диска происходит увеличение передаточного числа. Соответственно, при наклоне ролика в противоположную сторону и смещении к центру диска, передаточное отношение вариатора снижается.

Схема устройства и принципа действия тороидального вариатора:

 

Основные требования к тороидальным вариаторам: высокий коэффициент полезного действия, длительный срок эксплуатации. Чтобы обеспечить выполнение поставленных задач, при изготовлении элементов вариатора используются дорогостоящие материалы, современные технологии.

Тороидальные вариаторы отличаются относительной простотой, однако, такие вариаторы редко применяются в современном автопроизводстве. Это объясняется следующими факторами:

  • повышенная требовательность к точности изготовления рабочих элементов;
  • прочности поверхностного слоя сопрягаемых дисков и роликов;
  • использование дорогих технологий при изготовлении узлов и деталей;
  • сложность настроек;
  • высокая стоимость специальных смазочных материалов.

Как работает тороидальный вариатор

Глядя на схему тороидального устройства, может показаться, что оно не относится к механизмам вариаторного типа. Здесь отсутствует ременная передача, шкивы не перемещаются относительно друг друга (не сходятся и не расходятся), валы стоят неподвижно. Но, если проанализировать принцип действия данного механизма, получается, что он очень похож на классический вариатор:

  1. Ведущий диск вариатора прочно сидит на выходном валу двигателя внутреннего сгорания.
  2. Ведомый – передает вращение на приводной вал главной передачи.
  3. Ролики передают момент вращения от силового агрегата на ведомый диск.
  4. Передаточное число изменяется, в зависимости от угла наклона роликов и места контакта с дисками.

Благодаря двум степеням свободы, ролики вариатора могут крутиться вокруг своей оси, а также совершать наклоны в вертикальном направлении. В результате происходит их контакт с дисками на различных уровнях.

Регулятор давления топлива:описание,фото,назначение,устройство
Выхлопная система: описание,фото,назначение,тюнинг
Датчики давления в шинах: комфорт или мука?
Как правильно использовать турбокомпрессор?

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

  • 5 внедорожников, которые падают в цене
  • Калининградский завод «Автотор» — российский производитель иномарок
  • 9 самых быстрых новых автомобилей до $ 30000
  • 5 пикапов — грузовиков, которые падают в цене
  • Ford Focus ST 2020:технические характеристики,фото,описание
  • Новый Морган Plus Six
  • 10 Классных внедорожников на 2020 год
  • Коллекция автомобилей Билла Гейтса 2019
  • Художник проектирует классические автомобили, вдохновленный экзотическими дикими животными
  • Volkswagen Transporter Multivan: описание,обзор,фото
  • 2017 (полугодие) Европа: самые продаваемые автомобили и бренды
  • Новый Opel Кроссланд X будет выпускаться с несколькими интересными функциями — видео
  • опель астра: описание,обзор,характеристики,комплектация,фото,видео.
  • Редуктор и все, что нужно о нем знать — описание,виды,фото,видео
  • Характеристики автомобильных стекл

seite1.ru

Коробка вариатор (CVT) - что это такое, устройство, принцип работы, плюсы и минусы

Контакты Menu Menu
  • Главная
  • Обзоры авто
      • Audi
      • BMW
      • Cadillac
      • Chevrolet
      • Citroen
      • Ford
      • Geely
      • Honda
      • Hyundai
      • Infiniti
      • Jaguar
      • Kia
      • Lada
      • Land Rover
      • Lexus
      • Mazda
      • Mercedes
      • Mitsubishi
      • Nissan
      • Peugeot
      • Porsche
      • Renault
      • Skoda
      • Subaru
      • Suzuki
      • Toyota
      • Volkswagen
      • Volvo
  • Статьи
      • Устройство автомобиля
      • Обслуживание и ремонт
      • Топливо и масла
      • Полезная информация
      • Тюнинг
  • Характеристики
  • Двигатели
  • Ретро

avtonam.ru

что это такое и чем он отличается от АКПП

Идея переключения передач без участия водителя появилась уже давно. Она существует еще с первых автомобилей, появившихся на конвейере завода «Ford». Люди модернизировали механические КПП, создали полуавтомат, АКПП, но не добились нужной плавности и полного ощущения спокойного переключения, потому как любая трансмиссия подразумевала толчок и включение, что являлось не всегда комфортным. Да и расход топлива от этого возрастал, потому что мотор необходимо достаточно хорошо раскручивать, чтобы получить нужное ускорение, без ущерба для агрегата. Одной из идей развития автоматической коробки, стала коробка передач с бесступенчатым переключением.

Вариатор – что это

Вариатор – это новый тип КПП, наравне с остальными видами трансмиссиями, тоже прочно входит в жизнь многих автовладельцев. Несмотря на всю его простоту и гениальность, эта система еще до сих пор не достигла совершенства. Сегодня вы узнаете о том, как применяется вариатор, его принцип действия, что отличает его от автоматической коробки и как такое устройство применяется на автомобилях.

Чем отличается автоматическая коробка передач от вариатора

Вариатор имеет серьезные отличия от АКПП. Если внимательно изучить что движет автоматической коробки передач, то можно сделать вывод о том, что это заключается в быстром изменении передаточных чисел, без участия водителя. Если бы все автомобили не нуждались в переключении передач, то мы бы получили такое средство передвижения, которое движется с одной и той же скоростью, напрямую зависящей от оборотов двигателя. В качестве примера, можно взять автомобили, у которых есть только первая и третья передача. В первом случае автомобиль легко ускоряется, но имеет меньшую максимальную скорость, которая пагубно будет влиять на детали двигателя, а во втором случае автомобиль будет ехать быстрее, но очень долго разгоняться, к тому же, тронуться на третьей передаче очень трудно. Таким образом, передачи – являются важной частью автомобиля, которые позволяют эффективно использовать крутящий момент двигателя. Переключение передач может быть автоматическим или ручным.

В автоматической коробке передач используются шестерни, которые образуют пары передач. В отличие от механической коробки, эти шестерни имеют планетарный вид, который позволяет включить нужную пару как можно плавно. Переключение сопровождается характерным толчком, который особенно заметен при быстром ускорении.

Вариатор же, в свою очередь не имеет таких ступеней, а соответственно и толчков, что делает его малозаметным при изменении передач. Такое связано с тем, что в его конструкции, в отличие от других коробок, отсутствуют шестерни и устроен он намного проще.

Как устроен вариатор и как работает это устройство

Вариатор – что это? Какой-то сложный механизм, или простейшее устройство переключения передач? Самый простейший вариатор основан на применении специальных шкивов, которые связаны между собой при помощи ременной передачи. Шкивы имеют конусообразную форму, наконечники которых направлены в разные стороны и имеют возможность перемещаться в горизонтальной плоскости. Таким образом, принцип действия вариатора заключается в следующем: при изменении оборотов двигателя, под действием центробежных сил, ведущий шкив сжимается и выталкивает ремень наружу, второй шкив, в свою очередь, начинает разжиматься и ремень утопает в нем. Для управления шкивами может применяться электронная система из сервоприводов и комплекта датчиков. Во время этих процессов, передаточное число меняется плавно и практически не заметно для водителя.

Помимо обычного вариатора, в современных автомобилях также применяется тороидный, в основе которого лежит принцип двух дисков и огибающих роликов. При изменении частоты вращения коленвала, меняется положении роликов, а также радиусы, по которым они огибают диск. Для того, чтобы сделать это, используются специальные прижимные устройства. Такой вариатор является наиболее компактным и самым надежным, но очень сложным в производстве.

Для передачи момента от двигателя к трансмиссии использует либо обычное сцепление, либо гидротрансформатор, который блокируется после начала движения.

В качестве ремня, в вариаторе может быть использован обычный резиновый ремень или цепной привод. Многие знаменитые автомобильные компании используют ремень, в котором вживлены металлические пластины. Не смотря, на все различия, принцип действия вариатора это не меняет.

Многие вариаторы могут оборудоваться специальными опциями, такими, например, как эмуляция переключения, в виде своеобразных толчков. Практической необходимости в этой функции нет, она лишь создает  ощущение использования АКПП. Это разработано для истинных ценителей традиционных коробок передач. Кроме того, вместо «кик-дауна», как на АКПП, при нажатии педали акселератора в пол, происходит мгновенное изменение передаточного числа, и автомобиль начинает очень быстро разгоняться.

Где применяется вариатор

Свое применение он нашел в скутерах – транспорте, который плавно набирает скорость. Благодаря своим небольшим размерам и весу, такая коробка легко располагается в небольшом корпусе мини-мотоцикла. Кроме того, вариаторы успешно применяются в катерах, где характерны малые нагрузки, создаваемые водой. В данный момент это ведущая область применения вариаторов.

Более мощные виды вариаторов, постепенно внедряются в трансмиссию автомобилей, а также на производстве, для изменения частоты вращения специальных станков.

Какие достоинства и недостатки имеет вариатор

Прежде всего, стоит рассмотреть все преимущества, которые скрываются под вариатором.

  1. Бесступенчатое ускорение, которое подразумевает отсутствие любых рывков, делает такую коробку передач очень комфортной при эксплуатации.
  2. Благодаря поддержанию нужных оборотов, в КПП обеспечивается эффективное использование мощности, а это значит, что позволяет во много раз сократить расход топлива.
  3. Такая коробка передач неуязвима к изменению ландшафта местности, пока нога находится на педали газа. Даже если вы начнете движение в гору, плавное понижение передачи не даст автомобилю вынуждено снизить скорость движения. В этом вариатор превосходит многие виды трансмиссии.
  4. Динамика разгона значительно превышает показатели механической и автоматической коробок передач. Дело в том, что для переключения МКПП и АКПП требуется некоторое время, за которое шестерни смещаются в нужную сторону. Внутри вариатора этот процесс осуществляется намного быстрее, за счет отсутствия специальных механизмов.
  5. У вариаторов самый простейший механизм. Если автоматические коробки передач имеют большое количество сложных механизмов, то вариатор представлен всего двумя шкивами, что облегчает эксплуатацию и обслуживание агрегата.
  6. Вариатор обеспечивает легкое начало движения. Принцип действия позволяет тронуться с нужной плавностью при любом навыке езды. Кроме того, плавная работа не позволит «угробить» коробку даже начинающему водителю, что делает ее очень полезной при обучении вождению.
  7. В зимнее время пуск двигателя с вариатором значительно облегчается, потому что он плохо поддается замерзанию, что является несомненным плюсом.

Тем не менее, у вариатора есть определенные минусы

  1. Автомобиль, оснащенный вариатором, необходимо чаще подвергать техническому обслуживанию. Дело в том, что у него есть слабое место – ремень, который необходимо менять каждые 60 тысяч километров и эти цифры могут меняться, в зависимости от модели автомобиля. Если сравнивать с автоматическими коробками передач, то их можно не подвергать подобному обслуживанию до 100 тысяч километров. Недостаток устраняется применением цепного привода, который, однако, имеет высокий уровень шума. Также сюда следует включить то, что он служит значительно меньше, нежели автомат или механика.
  2. Данная коробка переключения передач не переносит большие нагрузки, из-за низкой прочности механизма, в частности, ремня. Именно поэтому его редко применяют для внедорожников, или любых других автомобилей, которые используются для езды в тяжелых условиях.
  3. В случае поломки вариатора, очень сложно найти сервисный центр, который возьмется за его ремонт. Несмотря на то, что стоимость ремонта обходится в 30% от стоимости агрегата, намного проще его поменять, нежели ремонтировать. Такая коробка передач очень чувствительна к любому стороннему вмешательству, поэтому сервис необходимо выбирать с умом.
  4. Не все вариаторы работают быстро. Некоторые из них могут «распознавать» обороты в течение 1-2 секунд, прежде чем включится нужная передача.
  5. Вариатор работает на основе импульсов, поступающих со многих датчиков, например, датчик положения коленвала, датчик скорости, датчик АБС и многих других. Поломка хотя бы одного из них может привести к серьезным проблемам, так как неисправность будет нарастать постепенно по цепочке.

С учетом всех достоинств и недостатков, пока что, предпочтение лучшего всего отдать именно автоматической коробке передач. Тем не менее, идея с применением такого простого механизма довольно перспективна и вполне возможно, что в ближайшем будущем вариатор все же вытеснит АКПП.

Как правильно использовать вариатор

  • Необходимо всегда контролировать наличие специальной жидкости внутри вариатора. Если он будет работать без нее, то последствия могут быть такими же печальными, как и для обычной коробки передач. Если избегать больших нагрузок, такая коробка сможет содержать жидкость в нужном качестве и ее хватит на весь срок службы. В противном случае, ее необходимо вовремя менять, иначе потом переключение передач будет затруднительным.
  • В зимнее время нельзя сразу нагружать вариатор. Необходимо некоторое время, чтобы механизм полностью прогрелся. Впрочем, это суждение относится и для остальных видов трансмиссии.
  • Вариатор не терпит резких стартов. Слишком большая и внезапная нагрузка, навсегда может поставить крест на ремне привода КПП. Следует помнить, что данная коробка передач не предназначена для таких больших нагрузок. Это обуславливается низкой прочностью механизма.
  • В случае, если поломка все же случилась, ни в коем случае не пытайтесь починить его самостоятельно. Лучше всего, сразу же обратиться к соответствующему специалисту, иначе есть риск получить еще более серьезную поломку. А, как известно, коробка передач является одним из ведущих компонентов, без которых движение автомобиля не возможно.

Вот и все, что необходимо знать о бесступенчатой трансмиссии. Как уже стало понятно, вариатор имеет вполне положительные перспективы для развития и вскоре может стать главным элементом трансмиссии автомобилей.

Видео по теме

 

Читайте так же

365drive.ru

что такое вариаторная коробка CVT

Сегодня автомобили с автоматической коробкой передач могут оснащаться различными типами АКПП, которые активно устанавливаются в паре с бензиновыми и дизельными ДВС. Кроме «классического» гидромеханического автомата,  на машине также может быть установлен вариатор или робот с одним или двумя сцеплениями.

С учетом того, что каждый тип коробки имеет как свои преимущества, так и недостатки, многие автолюбители обращают свое внимание на вариатор по целому ряду причин. Далее мы рассмотрим, что такое вариатор на автомобиле, какие плюсы и минусы имеет данный тип трансмиссии, а также что нужно знать о коробках передач CVT.

Содержание статьи

Вариатор: что нужно знать

Начнем с того, что большинство видов АКПП являются ступенчатыми. Если просто, как и в обычной механике МКПП, передачи фиксированы, то есть в зацепление входит соответствующая пара шестерен, что и позволяет изменять передаточное отношение.

Коробки автомат, как и МКПП, могут иметь 4, 5, 6 и более скоростей. При этом переключение происходит ступенчато, то есть одна скорость автоматически выключается, затем происходит включение следующей повышенной или пониженной передачи.

На разных коробках переключаются скорости не одинаково (в зависимости от типа коробки и алгоритмов ее работы, прописанных в ЭБУ АКПП). Также на переключение тратится определенное время, то есть один тип ступенчатых АКПП работает быстрее, чем другой.

Например, преселективные роботы типа DSG осуществляют переключение передачи за доли секунды, тогда как однодисковый робот может затягивать переключения, а сам момент переключений менее комфортен для водителя, чем при езде на «классических» гидромеханических автоматах.

Кстати, еще добавим, что на ступенчатых КПП в момент переключения передач поток мощности от ДВС на колеса не передается (происходит разрыв потока мощности). Это можно сравнить с тем, когда водитель автомобиля с механической коробкой выжимает педаль сцепления для включения нужной передачи.
  • Если же говорить о вариаторе — это бесступенчатая трансмиссия. Другими словами, фиксированных передач в такой коробке нет. Более того, главным отличием коробки вариатор от аналогов является то, что благодаря управлению высокоточной электроники удается постоянно  и очень гибко изменять передаточное число в автоматическом режиме.

Получается, ЭБУ АКПП в данном случае выбирает наилучшее передаточное число с учетом нагрузки и оборотов двигателя, что позволяет наиболее эффективно использовать мощность силового агрегата. Также в бесступенчатой коробке момент переключений между ступенями полностью отсутствует, что позволяет избавиться от разрыва потока мощности и повысить КПД трансмиссии, улучшить топливную экономичность, а также добиться высочайшего комфорта при езде (нет толчков, задержек, провалов в момент переключений передач).

Идем далее. Сегодня можно встретить два типа вариаторов CVT:

  • клиноременной вариатор;
  • тороидный вариатор;

В двух словах, вариатор представляет собой два вала, на которых  установлены шкивы (ведущий и ведомый). Между шкивами натянут ремень. Шкивы имеют возможность постоянно изменять свой диаметр, что и позволяет менять передаточное число. Если рассматривать устройство и принцип работы вариатора более подробно,  необходимо остановиться на указанных выше типах данной КПП.

Итак, клиноременной вариатор включает в себя одну или две ременные передачи. Шкивы образованы коническими дисками. Указанные шкивы сдвигаются и раздвигаются, что и позволяет менять их диаметр.

Различные производители разработали собственные конструкции клиноременного вариатора (например, трансмиссия Multitronic), также вместо ремня используется цепь вариатора (состоит из стальных пластин).

Клиновидный ремень или цепь получают особую трапециевидную форму, что позволяет контактировать со шкивом не полностью, а только боковыми поверхностями. В процессе эксплуатации после износа боковых поверхностей такая форма позволяет все равно сохранить плотный контакт ремня или цепи с поверхностью шкива, чтобы избежать проскальзывания.

Функцию сцепления в вариаторе выполняет гидротрансформатор (по аналогии с гидромеханической АКПП) или механическое сцепление (в зависимости от конструкции). Как правило, многие производители используют ГДТ, который плавно передает крутящий момент на КПП и практически сразу после начала движения срабатывает блокировка гидротрансформатора для уменьшения потерь и повышения КПД.

За изменение диаметра шкивов и, тем самым, передаточного числа, отвечает ЭБУ вариатором, сервоприводы, датчики. Передаточное число изменяется таким образом, что «щечки» ведущего шкива под воздействием центробежной силы начинают плавно сжиматься, выталкивая клиновидный ремень дальше от центра самого шкива.

Ведомый шкив параллельно разжимается, а ремень очень плавно приближается ближе к центру шкива. Эти процессы зависят от оборотов ДВС. Получается, чем выше обороты двигателя, тем сильнее будет сжат ведущий шкив и разжат ведомый. Именно так меняется передаточное число в вариаторе.

Также отдельного внимания заслуживает тороидный вариатор. Устройство тороидного вариатора  предполагает наличие двух соосных дисков, а также роликов. Через ролики передается крутящий момент от одного диска на другой.

В отличие от клиноременного аналога, чтобы менять передаточное число, в таком вариаторе меняется не положение ремня на шкиве, а положение роликов и радиусы их обкатки дисков. Усилие в данном случае концентрируется в точке контакта роликов и диска. Чтобы эффективно повернуть ролики и преодолеть усилие прижима ролика к диску, используются дополнительные устройства.

Коробка-вариатор: плюсы и минусы

С одной стороны, вариатор можно считать самым комфортным и достаточно экономичным типом КПП, так как данный агрегат работает незаметно для водителя, нет рывков, толчков и задержек в момент переключений.

Тяга на автомобиле с вариатором постоянная, ровная, не происходит разрыва потока мощности. Благодаря таким особенностям удается добиться активного ускорения, хорошего подхвата на разных скоростях и оборотах, а также работы двигателя в оптимальных режимах. 

  • Если же говорить о недостатках, тогда стоит выделить ресурс вариатора и его высокую чувствительность к нагрузкам. Прежде всего, в автомобильных вариаторах страдает ремень/цепь (клиноременной) или место контакта диска и ролика (тороидный).

Например, давление в точке контакта диска и роликов достигает десяти тонн,  нагрузки на ремень, особенно на высоких оборотах также очень высокие. Естественно, чтобы повысить надежность, во время изготовления деталей вариатора необходимы особые материалы повышенной прочности.

Также, даже с учетом использования таких материалов, вариатором не оснащаются авто с мощным двигателем. Условно, такую коробку ставят на машины, ДВС которых выдает, в среднем, не более 200 л.с.  Хотя вариатор проще конструктивно, чем АКПП, и дешевле в производстве, такая коробка имеет меньший ресурс, требует более частого и качественного обслуживания, а также дорога и сложна в ремонте.

Дело в том, что зачастую производители не выпускают отдельных деталей для вариатора (валы, шкивы и т.д.). В свободной продаже можно встретить только цепь или ремень. При этом отреставрировать изношенные элементы вариатора крайне сложно или практически невозможно.

Также, даже при условии наличия запчастей, все равно возникают сложности с настройкой вариатора после ремонта. Это значит, что далеко не в каждом сервисе смогут качественно отремонтировать вариатор с гарантией.  

Еще владельцы отмечают, что хотя трансмиссия не имеет скоростей и ступенчатого изменения передаточного отношения, разгон автомобиля с вариатором  все равно хуже, чем на МКПП или преселективных роботах. Дело в том, что это специально закладывается производителем в программу управления вариатором, чтобы избежать высоких нагрузок на агрегат.

Также вариатор отличает одна особенность, когда разгон происходит на одинаковых оборотах двигателя, силовой агрегат не раскручивается, шум при разгоне монотонный. Для многих такая работа ДВС и трансмиссии непривычна и вызывает нарекания.

Сами производители отдельно учитывают эту особенность, программируя блок управления так, чтобы при активном разгоне вариатор все же позволял «раскручивать» двигатель, имитируя переход с одной ступени (передачи) на другую по аналогии с другими АКПП.

Советы и рекомендации

Как видно, вариатор заметно отличается от обычных АКПП и роботов по конструкции. При этом данная коробка менее надежна, чем «классический» автомат.

Также коробка CVT может неприятно удивить небольшим ресурсом в том случае, если владелец привык нагружать указанный тип трансмиссии и нерегулярно обслуживать автомат с использованием дешевых масел и расходников.

При эксплуатации в тяжелых условиях (езда по городу, резкие старты, разгоны, буксировка прицепа, высокие скорости и обороты двигателя, пробуксовки на бездорожье и т.д.), масло в вариаторе нужно менять каждые 30-40 тыс. км., тогда как в АКПП смазка выхаживает все 60-80 тыс.

Еще нужно учесть, что даже при условии своевременного обслуживания и щадящей эксплуатации ремень вариатора требует замены уже к 100- 150 тысячам километров. При этом если вовремя не поменять ремень вариатора, это может привести к его проскальзыванию и повреждению поверхностей шкивов.

В отдельных случаях происходит обрыв и вариатор полностью выходит из строя. Также наличие ГДТ, гидроблока, большое количество датчиков и других элементов затрудняет диагностику и повышает стоимость обслуживание и ремонта вариатора.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как ездить на вариаторе правильно. Из этой статьи вы узнаете об особенностях эксплуатации коробки вариатор, а также что нужно учитывать при езде на вариаторной КПП.

Помните, малейшие отклонения от нормы (рывки, толчки, шумы и вибрации, отсутствие тяги при разгоне) являются поводом для немедленного прекращения эксплуатации и серьезной проверки агрегата.

При этом часто решить проблемы заменой ремня/цепи и масла в вариаторе, соленоидов и других  доступных элементов не удается. В этом случае приходится менять дорогие детали (валы, шкивы и т.д.), а если их трудно достать, тогда всю коробку в сборе на новую или контракт.

  

Что в итоге

Рассмотрев вариатор и что это такое, можно сделать вывод о том, что по сравнению с другими автоматическими коробками подобный агрегат является достаточно перспективным решением. Вариатор обеспечивает неплохую динамику, плавность хода, расходует меньше топлива.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как поменять масло в коробке вариатор. Из этой статьи вы узнаете о замене масла в вариаторе, а также что нужно учитывать в рамках выполнения данной процедуры.

Основным минусом можно считать только сравнительно небольшой ресурс, а также дороговизну обслуживания и ремонта. При этом производители постоянно работают над повышением надежности вариатора и его ремонтопригодностью.

Читайте также

krutimotor.ru


Смотрите также