РазноеЧто такое cvt коробка передач – устройство, принцип работы вариатора, плюсы и минусы вариаторной коробки передач.

Что такое cvt коробка передач – устройство, принцип работы вариатора, плюсы и минусы вариаторной коробки передач.

Содержание

Коробка передач cvt что это такое плюсы и минусы вариатора

Многие водители уже оценили достоинства автоматической коробки передач, но далеко не все заметили, как вместо нее, производители массово устанавливают на новые авто вариатор. Однако как можно поставить на машину то, о чем очень мало известно. Итак, коробка передач CVT что это такое? В этой статье мы постараемся ответить на этот вопрос.

Что представляет собой вариатор cvt

Вариатор cvt от honda

CVT – это бесступенчатая трансмиссия, которая получила широкое распространение на скутерах и моторных лодках. Если вы интересуетесь принципом действия такой коробки, то необходимо знать, из чего она состоит. Вариатор выполнен в виде двух шкивов, соединенных клиновым ремнем. Главная особенность этих шкивов заключается в том, что они могут сами менять передаточное число. Под этой величиной подразумевают отношение частоты вращения коленчатого вала к частоте вращения колес автомобиля или карданного вала. Для каждой передачи эта цифра индивидуальна. Однако особенностью вариатора является то, что она меняет ее очень плавно, причем в автоматическом режиме.

Теперь необходимо понять, чем вариатор отличается от автомата. А разница есть и проявляется она в полном отсутствии ступеней. Говоря простым языком, водитель просто не замечает никаких рывков, которые говорили бы о смене передачи, а обороты двигателя находятся на постоянном уровне. Достигается это тем, что шкивы меняют свои размеры с увеличением частоты вращения: один становится меньше, а другой больше.

Передача вращающего момента на трансмиссию осуществляется через гидравлический трансформатор, чтобы добиться плавности хода. Помимо этого, любой вариатор имеет дифференциал, чтобы правильно распределить нагрузку по колесам.
CVT является одной из разновидностью вариатора, а также имеет тот же принцип действия. Однако тут есть одна особенность, что простой вариатор не имеет задней передачи, которая так необходима в любом автомобиле. Трансмиссия типа CVT исправляет этот недостаток и делает возможным движение задним ходом.

Для управления шкивами применяется электронный блок управления, который принимает информацию с большого количества датчиков, установленных в самых различных частях автомобиля. Так, они обрабатывают сведения о частоте вращения колес, оборотах двигателя, самой трансмиссии и т.д.

Таким образом, работа CVT выполняется следующим образом. Когда скорость движения автомобиля самая минимальная, то шкив, соединенный с двигателем имеет минимальные размеры, а шкив на колесах – максимальные. При средней скорости, они имеют одинаковые размеры, а при максимальной – все меняется наоборот. Причем изменения эти практически незаметны, так как все происходит постепенно.

 

Еще одной разновидностью вариатора принято считать тороидный, в котором вместе ремня применяется специальный ролик, установленный между шкивами. При изменении частоты вращения, он меняет свое положение.

Цепной вариатор

Цепной вариатор

Помимо ременного привода, может применяться еще и цепной. Принципиального отличия тут нет, однако такой способ передачи вращающего момента позволяет увеличить срок службы коробки, что является несомненным плюсом. Кроме того, цепь намного прочнее и лучше переносит высокие нагрузки, что делает ее незаменимой на грузовых автомобилях. Однако у нее есть недостатки в виде большого уровня шума при работе, поэтому широкого распространения она не получила.

Достоинства и недостатки вариатора cvt

Вариатор cvt

Теперь нужно делать выводы о том, нужен ли в вашей машине CVT. Но для начала нужно ознакомиться со всеми плюсами и минусами этого механизма. Начнем, конечно же, с преимуществ.

Плюсы:

  1. Очень комфортная и плавная езда. Даже если резко нажать на педаль газа, трансмиссия легко подбирает нужные ступени с большой скоростью, что исключает появление любых рывков.
  2. Экономия топлива. Она достигается тем, что двигатель не работает на повышенных оборотах, которые так необходимы при переключении на автомате или механике. Коробка не дает мотору повысить обороты.
  3. Хорошая динамика при движении в гору. Это очень большой плюс, который позволяет машине быстро забраться на любую возвышенность. КПП не позволяет снизить скорость и авто начинает быстро разгоняться.
  4. Компактные размеры. Тут все дело в отсутствии сложных механизмов и частей, потому что вариатор cvt представлен только двумя валами и шкивами, что делает ее конструкцию очень простой.
  5. Двигатель с вариатором служит дольше, так как испытывает меньшую нагрузку. При должном обслуживании, такая коробка может прослужить очень длительное время.
  6. Безопасность движения по голому льду. Опять же, это объясняется отсутствием больших оборотов, из-за которых автомобили часто срываются в занос.

Минусы:

  1. Отсутствие нужного количества мастеров, которые знают, как ремонтировать и обслуживать вариатор. Проблема заключается в том, что этот механизм относительно новый и пока не обжился «поклонниками».
  2. Непригодность для больших нагрузок
    . В силу своей конструкции, CVT плохо переносит спортивную езду, а также бездорожье. Из-за этого, она редко применяется для этих целей. Тем не менее, японские автомобильные производители все же применяют эту трансмиссию на многих своих автомобилях.
  3. Вариатор cvt необходимо заправлять при помощи специального трансмиссионного масла. Все бы ничего, однако цена такой жидкости довольно высока, по сравнению с обычными смазывающими веществами.
  4. Вариатор cvt нельзя буксировать, так как это может привести к его скорейшей поломке.
  5. Вероятность перегрева. В настоящий момент эта проблема остается нерешенной и отрицательно влияет на коробку передач.

Посмотрите видео по теме:

 

Читайте так же

Коробка передач CVT — что это такое?

Многие водители не знают, что это такое CVT коробка передач, ведь привыкли к стандартным: механическим и автоматическим трансмиссиям. Ее еще привыкли называть вариаторной, а работает она по схеме непрерывно изменяющихся передач. Внедряют ее в автомобили постепенно, так как на первых этапах разработки CVT не была на столько мощной.

Коробка CVT — что это?

Последнее время многие стали интересоваться что такое коробка CVT в автомобиле, и почему многие производители не переходят на данную трансмиссию. Все дело в том, что много лет инженеры пытались изменить механизм работы на более высокий уровень, для того чтобы мощность автомобиля не могла нарушить правильную работу системы. Вариаторная коробка практически всегда устанавливалась на бензопилы, снегоходы, скутеры и подобную технику, которая не требует высокой мощности, но сейчас на нее постепенно переходят следующие известные производители:

  1. General.
  2. Motors.
  3. Audi (более 50 лет).
  4. Honda.
  5. Nissan.
  6. Toyota.

Учитывая, что такое вариаторная коробка передач, многие пугаются ее отличий от традиционной трансмиссии. В ней отсутствуют стандартные схемы работы, с определенным количеством ступеней и она может установить любой порядок передачи крутящего момента. Механизм вариатора сам по себе сложный и имеет в себе множество деталей и заниматься восстановлением или ремонтом бывает очень сложно.

Как работает вариаторная коробка передач?

Чтобы понять принцип работы вариаторной коробки передач нужно обратить свое внимание на велосипед с переключением скоростей. Цепь, передающая крутящий момент натянута между двумя звездочками, и чем больше разница в диаметре звезд, тем сложнее будет ехать. То же действие срабатывает и в вариаторе, только вместо звезд и цепей находятся шкивы и конусы, выполняющие действия на одной оси. Вариатор состоит из следующих устройств:

  • электронный компьютер для управления;
  • механическая система для задней езды;
  • вариатор;
  • аппарат, передающий крутящий момент.

Как управлять вариаторной коробкой передач?

Многих интересуют особенности вариаторной коробки передач и то, как ей правильно управлять. Как оказалось, автоматическая и вариаторная коробка, практически, идентичны. В зависимости от марки и модели, может меняться наличие того или иного режима.

  1. «P» – паркинг. Используется для длительной парковки, плюс, с этого режима происходит запуск двигателя.
  2. «D» — драйв, движение. Движение авто вперед в режиме автоматического переключения передач.
  3. «N» – нейтрал
    . Используется для стоянки при наклонной поверхности.
  4. «L» – low (с англ. низкий). Это аналог первой передачи механической коробки, которую используют в экстренных случаях, например, при необходимости торможения двигателем.
  5. «S» – режим спорт. Для резвого поведения авто при нажатии на педаль. Этот режим используют для вождения в интенсивном режиме.
  6. «Е» – эконом. Противоположность «спорта». Обеспечивает максимальное взаимодействие двигателя с коробкой для минимального расхода топлива.
Могут

Коробка передач CVT — плюсы и минусы

Новейшая вариаторная коробка передач, плюсы и минусы у которой обязательно должны быть, не является идеальной. Помимо уже перечисленных плюсов, можно добавить практичное отсутствие пробуксовки на скользкой поверхности, и отличное сцепление с дорогой. Колеса получают максимальную мощность двигателя и скорость набирается гораздо быстрее. Есть и некоторые минусы, которые могут остановить автолюбителя приобретать машину с вариатором, это может быть:

  • частая замена масла и дорогое ТО;
  • устанавливается только на машины с мощностью не более 220 лошадиных сил;
  • запрещается динамичная езда;
  • поломка одного из датчиков выведет из строя практически все остальные.

Все минусы коробки CVT могут многим не понравиться. Любители быстрой езды не станут покупать автомобиль с такой коробкой передач, подойдет он только для размеренных поездок. Современные технологии повысили ее мощность и подобрали более прочные ремни, но нет предела совершенству и специалисты продолжают развивать вариатор. Главное, что продажи машин с CVT коробкой заметно ратут, значит, есть к чему стремиться.

Надежная ли коробка CVT?

Никто не может ответить со стопроцентной уверенностью, надежна ли вариаторная коробка передач. Ее производители все в один голос утверждают, что надежнее механизма еще не встречали, а работники технических салонов говорят о том, что они ломаются чаще других. Для начала нужно все сопоставить и решить для себя, какое транспортное средство вам больше подходит. Сейчас вариатор выбирают:

  • семейные люди;
  • женский пол;
  • любители малолитражек;
  • службы такси.

Увеличить срок службы и подтвердить надежность можно только при правильной эксплуатации. Придерживаясь всех правил, прописанных в эксплуатации, вероятно, человек не захочет отказываться от вариатора. В Европе CVT пользуются более 80% автолюбителей на протяжении многих лет, а вот российский рынок буквально до сегодняшнего дня отказывается ее принимать в таком масштабе.

Коробка CVT — срок службы

Автовладельцы стали использовать вариатор недавно и поэтому даже специализированных салонов технического обслуживания данной коробки имеется немного. Инструкция по эксплуатации говорит о том, что ресурс коробки CVT составляет не менее двухсот тысяч километров пробега, и как показывает практика, до данного срока поломки случаются редко, главное соблюдать следующие правила:

  • производить регулярную замену мала в коробке;
  • исключить езду по плохим дорогам на быстрой скорости и пробуксовку колес в грязи, снегу и т.д.;
  • запрещена буксировка тяжелых прицепов;
  • нельзя передвигаться и разгоняться на не разогретом транспортном средстве.

Что лучше — механика или CVT?

Те, кто пользуются механической коробкой передач в любом случае будет утверждать, что она лучше. Быстрая езда, неровные дороги, пробуксовка и нереальные пируэты – все это категорически запрещено на вариаторе. CVT коробка подойдет для любителей размеренной езды, для тех, кто считает машину просто средством передвижения. Каждый предпочитает то, что ему удобно. Механику выбирают потому что она:

  • дешевле в обслуживании практически в два раза;
  • имеет доступную комплектацию;
  • выносливее в суровых условиях.

Что лучше — автомат или вариаторная коробка передач?

Вариаторная автоматическая коробка CVT начинает двигаться более ровно, исключая резкие рывки и тряску. Набор скорости сопровождается лишь еле слышным жужжанием, который не мешает размеренной езде по дорогам. Набор скорости происходит быстрее, чем на автомате, и при этом двигатель не чувствует нагрузки. Опытные автолюбители утверждают, что CVT опережает автомат на несколько пунктов, кроме одного – дорогого технического обслуживания, как и в сравнении с механикой.

 

Особенности коробки CVT Х Tronic

Сегодня многие производители предлагают авто с вариаторной коробкой передач CVT. Указанная трансмиссия является бесступенчатой коробкой, так как при работе возможно плавное изменение передаточного числа.

Благодаря такой особенности агрегат имеет высокий КПД, а также обеспечивает максимальный комфорт при езде. Вариаторы активно выпускают ведущие мировые изготовители АКПП: Aisin, Jatco, ZF. Эти компании, в свою очередь, тесно сотрудничают с крупнейшими автопроизводителями из США, Европы и Японии.

Далее мы рассмотрим, какие виды вариаторов бывают, как работает трансмиссия CVT и чем отличается от аналогов, а также что такое CVT Х-Tronic, какие плюсы и минусы имеет данная коробка передач.

Читайте в этой статье

Устройство вариатора и виды CVT

Автоматическая коробка вариатор отличается от аналогов тем, что изменяет передаточное число плавно, в ее конструкции для всех передач (кроме задней) отсутствуют элементы зацепления, то есть ступени.

Что касается типов вариаторов, можно выделить:

  • тороидальный;
  • клиноременной;

Тороидальный вариатор устанавливается только на авто с полным и задним приводом. Тороидальная вариаторная КПП имеет два диска, где один ведущий, второй ведомый. Между дисками установлены особые ролики.

Во время работы ролики осуществляют вращение по отношению к горизонтальной оси и производят смещение по отношению к вертикальной оси. Это дает возможность перераспределять усилие, касаясь различных участков дисков.

Если просто, в зависимости от степени перемещения роликов  по вертикали становится возможным менять передаточное число, числа, а за счет силы трения роликов между дисками передается крутящий момент.

В случае, когда ролики контактируют с ведущим диском около обода, происходит увеличение скорости, крутящий момент меньше. Такой режим похож на высокую передачу (5-6 на МКПП). Если же ролики контактируют с ведомым диском с краю обода, скорость меньше, передается больше крутящего момента, что соответствует пониженной передаче.

При этом тороидальный вариатор CVT надежнее клиноременного, однако в случае поломки его нельзя отремонтировать. Другими словами, вместо ремонта такая КПП обычно подлежит замене.

  • Клиноременный вариатор более распространен, устанавливается на авто с передним приводом. В его основе лежат конические диски и ремень. Диски идут парами (в устройстве вариатора две таких пары), каждая пара имеет стационарный и подвижный диск. Фактически, они представляют собой шкивы, которые связаны с соответствующим валом.

Принцип работы заключается в том, что первичный вал отдает на ведущий шкив крутящий момент от ДВС через гидротрансформатор. В ГДТ приводное насосное колесо через масло передает момент на турбинное колесо, связанное с первичным валом.

Далее через ремень усилие с ведущего шкива передается на ведомый, который также связан со вторичным валом. Сама передача момента на вторичный вал для того, чтобы машина двигалась вперед, осуществляется при помощи планетарного редуктора с дисковым сцеплением. Чтобы двигаться назад, используется дисковый тормоз, (реверсивный механизм задней передачи).

От промежуточного вала крутящий момент передается на дифференциал, который распределяет усилие на полуоси. Крутящий момент и скорость движения ТС изменяется благодаря изменению диаметров шкивов вариатора. Пока автомобиль разгоняется с места, диаметр ведущего шкива самый маленький (аналогично шестерне 1-й передачи МКПП), диски сжаты.

Далее происходит  изменение диаметра за счет движения дисков шкива. Когда диски полностью разжаты, шкив получает самый большой диаметр. Получается, на маленькой скорости движения ТС диаметр ведущего шкива минимален, а ведомого наоборот, то есть максимальный.

Если же авто движется на высокой скорости, ведущий шкив имеет самый большой диаметр, а ведомый наименьший. Регулировка скорости движения становится возможной благодаря согласованным изменениям диаметров шкивов. При этом благодаря большому количеству возможных диаметров, условное количество доступных «скоростей» по аналогии с МКПП или АКПП у вариатора очень большое.

Благодаря этим особенностям достигается хорошая динамика разгона и плавность хода, нет разрыва потока мощности, которое происходит при переключениях передач в ступенчатых КПП. Так как физических ступеней нет, отсутствуют толчки, рывки, провалы. Также вариатор позволяет экономить топливо.

Однако есть и минусы. Как правило, тяжелые условия эксплуатации и нагрузки могут быстро вывести из строя вариатор CVT. Срок его службы меньше, чем у автоматов или роботов. На практике при езде на полной мощности и высоких оборотах детали вариатора разрушаются, также данную КПП обычно не устанавливают в паре с мощными и тяговитыми ДВС.

Еще в коробке вариатор нужно чаще менять масло по сравнению с гидромеханическими АКПП, жидкость можно заливать только оригинальную, само масло для вариатора дорогостоящее. Ремонт вариатора также является трудоемким и сложным процессом, замена деталей требует значительных затрат. Часто вместо ремонта практикуется полная замена вариатора на новый или контрактный аналог.

Коробка CVT-XTRONIC

Разобравшись с основными типами вариаторов и их особенностями, можно перейти непосредственно к коробке CVT XTRONIC. Итак, данный тип КПП можно встретить на моделях альянса Renault – Nissan (например, кроссовер Kaptur CVT X tronic или Nissan X-trail с данным типом вариатора).

Сразу отметим, разработка XTRONIC принадлежит японцам из Nissan. Если точнее, речь идет о Jatco (дочерняя компания Nissan, отдельно специализирующаяся на производстве АКПП). Теперь ответим, что такое XTRONIC. Данная вариаторная трансмиссия является доработанной версией клиноременного вариатора, которая, как заверяет производитель, лишена многих типичных недостатков CVT.

Изменения затронули устройство шкивов, а также передаточного ремня. Шкивы изготовили более тонкими, передаточный ремень в основе имеет алюминий, что несколько уменьшило его гибкость. Компактный и производительный масляный насос позволяет увеличить надежность благодаря снижению давления между шкивами и ремнем.

Коробка стала легче и меньше по размерам, снизился уровень шума при работе, потери на трение внутри КПП уменьшили на целую треть. Уникальная система Adaptive Shift Control позволяет коробке гибко подстраиваться практически под любые условия эксплуатации.

Еще коробка Xtronic имеет дополнительную планетарную передачу, что является новшеством. Данное решение позволяет реализовать повышение передаточного число до отметки 7.3/1 по сравнению с обычными CVT.

Также вариатор CVT Xtronic может работать в паре с мощными ДВС без потери своего ресурса. Одним словом, такая бесступенчатая трансмиссия является весьма перспективной разработкой и способна изменить общее представление о вариаторах и их надежности. 

На практике владельцы отмечают, что данная коробка работает тихо даже на низких оборотах,  автомобиль с таким вариатором уверенно разгоняется, при езде КПП обеспечивается максимум комфорта, достигается приемлемая топливная экономичность.

Среди минусов стоит отметить пробуксовку на снегу или в грязи, все те же сложности в ремонте, дороговизну обслуживания, а также во многих случаях только узловую замену при серьезных поломках. Однако положительных отзывов о CVT Xtronic Nissan больше.

Что в итоге

Как видно, вариатор является обособленным видом АКПП и больше подходит для спокойной и плавной езды. Что касается коробки Xtronic, повышение относительного передаточного числа благодаря изменению поверхности шкивов позволило избавиться от лишнего шума, сделать трансмиссию более производительной и экономичной в плане расхода топлива.

Также производитель заявляет, что ресурс агрегата значительно увеличился, данная коробка не боится перегрузок и предназначена для двигателей с увеличенной мощностью. Другими словами, XTronic нормально работает на высоких оборотах и хорошо справляется с высоким крутящим моментом. Также прошивка ЭБУ имеет целую группу адаптивных режимов (город, трасса, спортивный режим и т.п.).

Рекомендуем также прочитать статью о том, как ездить на вариаторе. Из этой статьи вы узнаете о том, что нужно учитывать при эксплуатации автомобиля с указанным типом коробки передач.

Однако на практике даже с учетом повышенной надежности и ряда доработок не следует ожидать, что вариаторная КПП сильно отличается от аналогов. Другими словами, чтобы сохранить заложенный ресурс, не следует постоянно ездить с высокими оборотами, постоянно использовать ручной режим, имитирующий переключения передач, буксовать, нагружать автомобиль с вариатором перевозкой грузов или буксировкой прицепа.

Также нужно отметить, что при буксировке неисправного автомобиля с вариатором нужно придерживаться строгих правил, которые прописаны в мануале. В противном случае можно быстро вывести КПП из строя.  Важно помнить, что стоимость ремонта или замены вариатора очень высока, также отмечается его низкая ремонтопригодность.

Читайте также

  • Аварийный режим АКПП: что нужно знать

    Что такое аварийный режим АКПП. Почему коробка автомат переходит в аварийный режим: причины, по которым автомат «встает» в режим аварии, диагностика.

CVT коробка передач — что это такое, плюсы и минусы

У многих современных авто установлена CVT коробка передач, что это такое знают не все автолюбители, так как привыкли сталкиваться с механическими или автоматическими КПП.


CVT коробка передач — что это такое

На новых автомобилях кроме механической и автоматической, часто используют CVT коробку. В народе она называется вариатором.

Аббревиатура CVT означает непрерывно меняющаяся передача, то есть другими словами — это бесступенчатая трансмиссия.

Здесь нет фиксированных положений шестерен, так как постоянно выбирается оптимальное передаточное число.

КПП используется для того, чтобы при постоянных оборотах двигателя, можно было менять скорость движения.

Отношение между скоростью вращения коленвала и колес автомобиля характеризуется передаточным числом.


Основное преимущество такого решения в том, что оно позволяет максимально эффективно использовать мощность двигателя, при этом потери крутящего момента сводятся к минимуму.

Если на авто с механической трансмиссией, чтобы изменить скорость движения, надо переключаться вручную, то в случае с CVT, это происходит постоянно и без вашего участия.

Так как здесь нет шестерен, поэтому при изменении скорости, не происходит рывков.

Чтобы ответить на вопрос, CVT коробка передач, что это такое и в чем ее преимущество перед автоматической КПП, надо сказать, что вариатор обеспечивает плавный разгон, он происходит намного быстрее, чем при использовании автоматической КПП.

В этом случае, обороты двигателя практически одинаковые и не происходят их перепады от максимальных до минимальных значений.

Вариатор очень точно подбирает передаточное число, которое зависит от того, ускоряетесь вы или замедляетесь, поэтому стиль езды будет более ровным, нагрузка на двигатель уменьшается и снижается расход топлива.

Раньше вариаторы использовались только на скутерах, но сейчас они устанавливаются как на легковых автомобилях, так и на громоздких кроссоверах.

Существует три их вида:



  • клиноременной;

  • тороидный;

  • клиноцепной.

Первые два типа являются более распространенными, на сегодняшний день вариаторные КПП устанавливают на своих автомобилях такие производители как Mercedes-Benz, Nissan, Ford, Subaru, Audi, Honda и другие.


Принцип работы

Если говорить о том, как выглядит самый простой вариатор, то это будет два раздвижных шкива, которые между собой соединяются и взаимодействуют при помощи ремня, имеющего клиновидную форму.

В автомобиле этот узел имеет более сложную конструкцию, так как он должен обеспечивать движение назад и пониженные передачи.

Клиноременная конструкция в своем составе имеет такие элементы:



  • раздвижные шкивы, они находятся на одном валу, и приводятся в действие гидроцилиндрами. Раздвигаются шкивы в зависимости от частоты вращения коленвала или они действуют по сигналу, приходящему из блока управления;

  • клиновидный ремень, эта деталь состоит из двух металлических лент со стальными пластинами. Вверху пластины имеют вид конуса, они плотно соприкасаются между собой, внизу у них есть пазы;

  • гидротрансформатор преобразует и передает крутящий момент, что позволяет автомобилю плавно начинать двигаться;

  • при помощи дифференциала, крутящий момент равномерно распределяется на ведущие колеса;

  • для обеспечения движения задним ходом, есть планетарный механизм, с его помощью вторичный вал может вращаться в обратном направлении;

  • для обеспечения давления рабочей жидкости, есть гидронасос, в действие он приводится гидротрансформатором. Рабочая жидкость подается под давлением, благодаря чему в работу вступают гидроцилиндры;

  • для контроля за работой указанного агрегата, существует блок управления, это микропроцессорное устройство. Оно учитывает такие показатели как положение коленвала, расход топлива и т.д., в соответствии с полученными показателями, корректируется работа механизма.

Отличие тороидного типа в том, что в нем есть два клиновидных диска, один из которого ведомый в другой ведущий.


что такое CVT коробка передач на машине

2742 Просмотров

Автомобиль постоянно совершенствуется, вот за горами те годы, когда начали развивать такое устройство, как вариаторная коробка. В статье мы подробно поговорим о том, что такое вариатор, и как устроен вариатор. Каждый водитель, побывав в автосервисе, уже столкнулся с CVT. Некоторые наивно продолжают думать, что это обычная АКПП. Но КПП имеет всего несколько скоростей переключения обычно до шести), тогда как вариаторная коробка передач обладает бесконечным числом переключения скоростей.

Какова история вариатора

Хотя и поговаривают, что от старых вещей мало пользы, но только здесь нет и речи о вариаторе, который был изобретен еще Леонардо да Винчи пятьсот лет тому назад. Пришло время, и CVT вытеснило привычную КПП. Первый патент оформили еще в 1886 году. Но то, что было около ста пятидесяти лет назад, никак не сравнится с современной АКПП, не говоря уже о CVT, которая постоянно продолжает развиваться.

CVT трансмиссия

CVT трансмиссия

Современные автомобили не обходятся без CVT. Теперь эта схема прочно вошла в такие гиганты, как Тойота и Ауди, Хонда и Ниссан. Чем же отличается бесступенчатая трансмиссия от обычной КПП? Главным образом тем, что в вариаторе нет привычной коробки передач, которая имеет определенный набор скоростей.

Для начала давайте определимся, под передачей понимается отношение того, какова скорость колес, и какова скорость мотора. Именно этот принцип заложен в новом устройстве CVT. Теперь не нужно вручную переключать скорости, уменьшая или увеличивая обороты двигателя. Теперь за вас все это делает электроника, выраженная в форме CVT. Но можно спросить, ведь АКПП тоже сама переключает скорости? Это так, но их у нее до шести, а у CVT бесконечное множество. Как это работает, будет рассказано ниже.

Что же такое вариатор в двух словах

Теперь обратим внимание на те CVT, которые устанавливаются сразу готовыми на автомобиль. Неважно, какая фирма их производит, работают они все одинаково. Для начала скажем в общем, что это такое.

Если говорить просто, то под CVT понимается передача скоростей, которая меняется постоянно. Это еще и бесступенчатая передача.

Получается, что CVT не имеет привычной КПП, которая имеет до шести скоростей. Он представлен так называемым передаточным числом, которое определяется по разным факторам, например, по скорости движения колес, скорости мотора, с какой силой была нажата педаль «газа» и прочим параметрам, какая скорость в машине сейчас будет оптимальной, то есть сколько оборотов должен делать в минуту мотор.

Зачем нужна нам КПП? Автомобиль имеет определенную скорость оборотов мотора, но скорость его движения может быть разной. Именно эту скорость и определяет АКПП. Но вариатор лучше в разы, так как он не дергает автомобиль, это устройство может с места разогнать авто до предельной скорости. Для спортивных автомобилей – это как раз то, что нужно. Так как у вариатора нет привычной КПП, то и толчков тоже нет, да и определить, какая передача сейчас стоит, сложно. Ведь их у вариатора бесконечное множество.

Учитывая, что у бесступенчатой трансмиссии больше вариантов выбора передачи, то можно выделить несколько преимуществ устройства:

  1. Автомобиль разгоняется плавно, без рывков.
  2. Обороты у мотора не прыгают с минимального до максимального, они практически всегда постоянны. Тогда как у обычной КПП, даже у АКПП они гуляют по всем данным, в итоге авто работает на износ.
  3. Нет проблем с выбором скоростей, чего не скажешь об АКПП, в которой бывает сложно настроить нужную скорость, автомат, можно сказать, «тупит».
  4. Вариатор сам находит нужную скорость и задает обороты у мотора. Подбор не полагается на человеческий фактор, как на АКПП, но во всем есть дело с электроникой, в итоге всегда правильный выбор.
  5. Езда ровнее, нагрузок меньше на движок, так как бесступенчатая передача всегда работает исправно.
  6. Экономия горючего, так как движок не делает лишних движений.

Как же работает вариатор

Бесступенчатая передача, как мы увидели, имеет много плюсов, к тому же ее устройство, как можно сделать вывод, на высоте. Но как же все там устроено? Как она работает? Десять лет ушло у конструкторов на то, чтобы создать особый ремень, который бы выдерживал нагрузки устройства.

Главное то, что данный тип техники устроен сложно, но мы сейчас посмотрим самое основное, что же помогает ему, по какой схеме он работает, что получается выдавать четко подобранные данные, то есть передачу скорости, тем самым увеличивая скорость движения автомобиля.

Если говорить об устройстве, то оно проще, чем АКПП. Почему так? У него нет шестеренок, дисков. Главный принцип строится на двух шкивах. Которые связываются тем ремнем, над которым разработчики бились десяток лет. Первая деталь имеет прямую связь с движком, а вторая с валом колес. Крутит другой особый ремень. Такой клиноременный вариатор заслуживает на самом деле большого уважения со стороны конструкторов.

Toyota Corolla с коробкой CVT

Toyota Corolla с коробкой CVT

Получается в итоге простой тип работы. Одна деталь приводит в движение другую, используя обычный ремень. Работа идет по тому же принципу, что у ремня генератора. Но есть несколько хитростей. Клиноременный вариатор передает скоростное движение от мотора колесам. Но как ремешок может интенсивно работать и не рваться? Вот эти загадочные десять лет, которые у конструкторов прошли на рабочем месте. Но они создали шедевр.

Ремень состоит из металлических пластин, которые имеют тип клина. Подобные виды деталей насаживаются на ленту, которая изготовлена из прочной стали. Ремень выходит прочным, клинообразным.

Клин, которым представлен ремень, точно соответствует углу конуса шкива, именно его он приводит в движение. В итоге изделие не тянется, к тому же пластины толкают шкивы. Выходит у нас есть два шкива, а также ремень с клином. Так перед нами клиноременный КПП. Именно так и устроен бесступенчатый вариатор.

Отметим, что один из шкивов соединен с движком, который передает вращательный момент на колеса. Если поделить скорость движения этого шкива на тот, что имеет связь с ведущими колесами, то перед нами предстанет то загадочное число, та передача, которая в данный момент времени выдается. Таким образом, данный тип механики во многом превосходит даже АКПП, не говоря уже об обычной КПП. Теперь нет нужды самостоятельно задавать передачу. Даже АКПП, так радовавшая женщин, которым сложно было совладать с передачами, не верх блаженства. Настоящее счастье для них стал именно вариативный тип передач.

Какие же виды деталей меняют это число, эту передачу, регулируя скорость ведущих колес? Весь смысл в том, что деталь, которая крепится к движку, по которой бегает ремешок, сдвигается и раздвигается. Получается, что радиус то один, то другой. Это касается и второй детали, крепящейся к валу колес. Разница между ними в том, что один шкив фиксируется пружинами, а второй электроникой.

Благодаря клиновому ремню есть возможность свободно передвигаться между шкивами, останавливаясь в нужный момент, в угодном положении. Таких положений может быть очень много, а значит, и скоростей передач тоже очень много.

Итак, становится ясно то, что сначала один шкив увеличивается, а другой уменьшается, потом, наоборот, первый уменьшается, а второй увеличивается, между ними ремень клином, который имеет множество передач или положений. Но как же все это работает?

Принцип работы CVT

Принцип работы CVT

Как меняется скорость движения

Если авто стоит, а вы нажимаете на педаль газа, то можно получить максимальные обороты и сорвать авто с места. Также можно увидеть другую картину. Если вы разгоняетесь, ремень переходит в нужное положение, потом бросаете педаль газа, ремень возвращается в предыдущее положение.

Нет нужды самостоятельно переключать передачу, а девушка может это и забыть сделать, в итоге ее движку скоро придет конец. Также мотор больше не работает на износ. Когда движку нужно ускориться, электроника выставляет высокие обороты, когда замедлиться, они спадают. В итоге скорость авто сначала большая, потом маленькая. Это то же самое, что сначала мы ехали на четвертой передаче, а потом перешли на третью.

Если вам нужно ехать с горы, то будет ощущение, что стоит «нейтралка», но чувство управления не пропадает. К тому же авто не разгоняется, как при автоматике, когда нет защиты при спуске. Вы будете ехать с определенной скоростью на малых оборотах.

Вот так работает вариатор, когда ему задают разные задачи. У ремня с клином множество положений, которые определяются многими факторами, в том числе и датчиками, и манерой езды.

Смысл ремня в том, чтобы давать крутящий момент на колеса, учитывая то, какие обороты у двигателя.

Если говорить об обычной трансмиссии, то она намного сложнее с ее шестеренками, тормозами, захватами, управлением, тогда как вариаторная очень проста. Выделим три детали, которые должны быть у нее:

  • Меняется диаметр у входного ворота во время движения.
  • Меняется диаметр у выходного ворота во время движения.
  • Ремешок, который выполняется как клин из металла или резины. Конечно, металлический намного прочнее, правда, каучук в некоторых моментах может не уступить стали.

Коробка передач CVT на Nissan

Коробка передач CVT на Nissan

Польза или вред

Подводя итоги, можно сказать, что вариатор обладает всеми преимуществами овладения рынком сбыта. Уже он есть в автосервисах, и его персонал активно предлагает установить его вместо не то, чтобы простой, а даже вместо автоматической коробки передач. Подобная вариаторная типология позволяет разогнать авто до максимальной скорости в считанные секунды, остановить его по нужде, а двигатель не пострадает. Поэтому за ним будущее.

Вариаторная коробка передач. Что такое CVT.

При описании технических характеристик автомобилей важным пунктом является тип коробки передач и число передач. С классической механической трансмиссией все понятно (не о ней речь). Про традиционную автоматическую трансмиссию (АКПП, «автомат») слышали, пожалуй, все. А вот что такое трансмиссия CVT, обычно именуемая «вариатором»…

Условно коробки передач можно разделить на два вида – те, с которыми нужный режим передачи тяги приходится выбирать вручную – МКПП, и те, которые делают это самостоятельно – АКПП. В последних задача водителя – указывать технике, заблокировать ли трансмиссию, двигаться вперед, назад, или перейти на «нейтраль» – то есть просто выбирать режимы «P», «R», «N», «D»… Для управления режимами привычной многим АКПП служит всего один рычаг (и иногда дополнительные клавиши). Но ведь и в машине с «вариатором» тот же самый рычаг! Да, но, это ещё не значит что эти совершенно разные коробки передач имеют сходное устройство.

Принцип действия главного узла, который используется сейчас в CVT – Continuously Variable Transmission (CVT – бесступенчатая трансмиссия – дословно, «постоянно изменяющаяся трансмиссия»), которую мы привыкли называть «вариатором», был описан ещё в 1490 году  Леонардо да Винчи. Первый патент на вариатор был оформлен в 1886 году, но с тех пор технология значительно продвинулась вперед. Первые автомобили, в которых этот узел успешно применили, появился почти через 500 лет после этого – под известной сейчас «грузовой» маркой DAF (Нидерланды) когда-то производились и легковые автомобили, и именно на одной из таких голландских моделей в 1958 году впервые в мире стал серийно применяться вариатор. Со временем не только европейцы, но и японцы стали интересоваться этим оригинальным типом коробки передач, и когда в 1990 году в США в продаже появилась первая машина с CVT, ей стала именно японская Subaru Justy GL. Со временем CVT избавились от своих «детских болезней», и вот теперь очень часто автомобили с вариаторами вытесняют с первых мест в рейтингах продаж своих «автоматных» собратьев.

В отличие от традиционных автоматических трансмиссий, в вариаторной коробке нет заданного количества ступеней. Самый известный тип вариатора работает на основе ворота, позволяющего без использования жестко заданных передач установить любой коэффициент передачи крутящего момента.

Если вас смущает слово «передача», которое продолжают использовать при описании CVT трансмиссий, то напомним, что в широком смысле «передача» – это отношение скорости колёсного вала к скорости двигателя. И хотя в вариаторном типе трансмиссии отсутствуют ступени, термин «передача» продолжает использоваться из удобства.

По сравнению с обычной трансмиссией, в которой используется достаточно сложное сочетание шестерней, тормозов, захватов и управляющих устройств, вариатор – это образец простоты.

В большинстве вариаторных трансмиссий есть три компонента:

  1. Входной «движущий» ворот с изменяемым диаметром;
  2. Выходной «движимый» ворот с изменяемым диаметром;
  3. Металлический или резиновый ремень.

Кроме того, в CVT используется множество микропроцессоров и сенсоров, но эти три элемента – ключевые.

Ворот с изменяемым диаметром – сердце вариатора. Такой ворот состоит из двух 20 градусных конусов, направленный остриями друг к другу. В желобе между конусов протянут ремень. Обычно используются V-образные ремни, если они изготовлены из резины.

Когда конусы расположены дальше друг от друга и ремень находится в нижней части желоба, радиус петли уменьшается. Когда конусы расположены ближе друг к другу, ремень располагается выше, и, следовательно, радиус увеличивается. В вариаторах для изменения расстояния между половинками ворота используют гидравлический пресс, центробежную силу или пружины.

Вороты с изменяемым диаметром используются парами. Один ворот, называемый «движущим» (drive pulley или driving pulley), подсоединён к коленчатому валу двигателя. Так же иногда используют слово «входной» т.к. через него в трансмиссию поступает энергия от двигателя. Второй ворот, называемый «движимым» (driven pulley), передает крутящий момент колесному валу. Поэтому, его можно назвать «выходным» воротом.

Что бы сохранить натяжение ремня, когда один ворот увеличивает радиус, второй одновременно его уменьшает. Изменяя радиус воротов относительно друг друга, можно получить бесконечное количество ступеней. Например, когда радиус «движущего» ворота уменьшен, а «движимого» увеличен, то скорость вращения снижается и мы получаем пониженную передачу. Если радиус увеличен на «входном» вороте, а на втором снижен, то скорость вращения увеличивается и получается повышенная передача.

Простота и отсутствие ступеней делают CVT трансмиссию идеальной для многих видов техники, а не только автомобилей. Например, уже долгое время вариаторы используется в промышленных прессах, тракторах и скутерах. Во всех этих случаях в вариаторе использовались ремни из плотной резины, которые могли скользить и растягиваться, снижая эффективность.

Долгое время трансмиссии CVT не пользовались большой популярностью в связи с недолговечностью ремней – ведь даже самый прочный резиновый ремень в таком режиме долго не выдержит.

Использование новых материалов позволило сделать вариаторы еще более надежными и эффективными. Одним из важнейших моментов стало использование металлических ремней для соединения воротов. Эти ремни состоят из нескольких тонких стальных полос (обычно 9 или 12), скрепленных металлическими зажимами. Металлические ремни не скользят и отличаются высокой прочностью, позволяя использовать вариаторы с двигателями высокой мощности. Кроме этого трансмиссия с такими ремнями работает тише.

Сегодня всё больше крупнейших автопроизводителей (таких как General Motors, Audi, Honda, Nissan, Toyota и мн. др.) проектирует свои автомобили на основе вариаторной трансмиссии.

 

По материалам: HowStuffWorks «Auto», АвтоРелиз и Ambox
© При использовании материалов сайта гиперссылка на TransParts.by обязательна.

 

устройство, принцип работы вариатора, плюсы и минусы вариаторной коробки передач.

Вариатор (CVT) — бесступенчатая коробка передач, которая в определенном диапазоне позволяет добиться максимально плавного изменения передаточного числа. Главным отличием вариаторной коробки передач от аналогов является достаточно эффективное использование мощности ДВС.  

Коробка CVT (от англ. Continuously Variable Transmission, «все время изменяющаяся трансмиссия») позволяет наилучшим образом изменять крутящий момент от ДВС, передаваемый на колеса, с учетом нагрузок на двигатель, скорости движения ТС и т.д. В результате вариатор позволяет добиться высокой топливной экономичности.

Читайте в этой статье

Отличительные особенности, устройство и принцип работы вариатора

Начнем с того, что существует несколько типов вариаторных КПП, однако на автомобилях используется клиноременный и тороидный вариатор, при этом клиноременной вариатор встречается намного чаще.

Устройство современной коробки-вариатора включает в себя такие элементы:

  • Специальный механизм, который отвечает за передачу крутящего момента от двигателя на вариатор, а также разъединяет коробку и ДВС при постановке на нейтральную передачу;
  • Сама коробка-вариатор (другое название «вариаторная передача»), а также отдельный механизм, который позволяет автомобилю двигаться назад;
  • Электронная система управления коробкой с входными и выходными датчиками;

Чтобы передать момент от двигателя, могут быть использованы: гидротрансформатор, центробежное автоматическое сцепление, электромагнитное сцепление, которое управляется электроникой, а также многодисковое сцепление. Чаще всего для этих целей используется гидротрансформатор (ГДТ), что позволяет добиться плавности и тем самым увеличить ресурс вариаторной коробки передач.

Что касается самой КПП, клиноременной вариатор включает в себя одну или две ременные передачи. Такая передача фактически является двумя шкивами, которые соединяются при помощи клиновидного ремня. Шкив образует пара конических дисков, причем диски могут сдвигаться и раздвигаться. Так удается менять диаметр самого шкива.

Чтобы сдвинуть конусы, задействовано гидравлическое давление, усилие пружины и центробежная сила. Конические диски расположены под углом наклона 20°. Это позволяет ремню перемещаться по поверхности шкива, при этом сопротивление минимально.

На начальном этапе такие вариаторы оснащались ремнем из резины, однако ресурс самого ремня оказывался небольшим. Сегодня вместо резины устанавливается металлический ремень вариатора. Такой ремень прочный и гибкий, при работе КПП создается меньше шума,  а также  решение служит заметно дольше, чем резиновый аналог.

Вращение передается посредством силы трения между шкивами вариатора и боковой поверхностью ремня. Также в некоторых вариаторах может использоваться стальная цепь. В этом случае речь идет о клиноцепном вариаторе.

Данный тип отличается от клиноременного вариатора тем, что крутящий момент передается торцевой поверхностью цепи во время ее точечного контакта с коническими дисками. При этом сами конические диски выполнены из прочной стали, а клиноцепной вариатор имеет наилучший КПД.

Еще отметим, что вариатор не способен обеспечить возможность движения назад. Для того, что автомобиль с такой КПП имел задний ход, в коробку интегрируют различные механизмы. Чаще всего это планетарный редуктор, который активно используется в АКПП.

Что касается управления вариатором,  система электронная, производит синхронное изменение диаметра шкивов с учетом режимов работы двигателя автомобиля. Также осуществляется управление сцеплением и планетарным редуктором.

Водитель управляет КПП при помощи селектора, а сами режимы напоминают режимы работы гидромеханической  АКПП. Более того, в вариаторной коробке можно выбирать фиксированные передаточные отношения, что позволяет реализовать функцию ручного переключения передач, подобно Tiptronic на АКПП.

Еще добавим, что тороидный вариатор отличается от описанных выше ременных и цепных аналогов тем, что имеет два соосных вала. Такие валы имеют сферическую или тороидную поверхность. Между валами зажимаются ролики.

Чтобы изменить передаточное число в таком вариаторе, необходимо менять положение роликов. При этом крутящий момент передается посредством сил трения между рабочими поверхностями.

Как работает вариатор в автомобиле

Если говорить о принципе работы вариаторной коробки, диаметр шкива вариатора постоянно изменяется. Изменение реализует сервопривод. Когда автомобиль только трогается с места, ведущий шкив вариатора имеет самый малый диаметр, то есть конические диски полностью разведены.

Ведомый диск в этот момент имеет самый большой диаметр, когда конические диски максимально сжаты. Когда обороты двигателя начинают расти, диаметр ведущего шкива становится больше, а ведомого уменьшается, что позволяет уменьшить передаточное число.

Как видно, вариатор путем уменьшения и увеличения диаметров шкивов позволяет двигателю работать в оптимальном режиме, чтобы получить максимум мощности и добиться лучшей динамики.

Плюсы и минусы вариатора

Прежде всего, такая трансмиссия является бесступенчатой. Это значит, что во время езды отсутствует необходимость переключаться на так называемы «ступени», при этом происходит постоянное преобразование крутящего момента, нет задержек между переключениями со ступени (передачи) на ступень.

В результате достигается максимальный комфорт  при езде на машине с вариатором. Однако данное решение не лишено недостатков. Прежде всего, установка такой трансмиссии предполагает определенные ограничения по мощности и крутящему моменту, то есть вариатор не ставят на автомобили с мощным двигателем. Еще одним минусом является сложность устройства самой вариаторной коробки передач, низкая ремонтопригодность и дороговизна самого ремонта вариатора.

Читайте также

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о