Этот страшный вариатор – мифы и правда о бесступенчатых коробках
«Слушай, а не страшно брать, с вариатором-то?» – все время спрашивают те, кто собрались покупать подержанный Nissan Qashqai или, скажем, Audi A5. Бесступенчатых трансмиссий боятся… Справедливо ли? Все зависит от конкретного типа коробки – «вариантов вариатора» очень много.История часто несправедлива в отношении вариатора. То это перспективная трансмиссия, то символ дешевой и неудачной автоматической КПП… После выпуска первых легковушек DAF 600 с вариатором и попыток применения аналогичных конструкций с ремнями на машинах Вольво прошло уже более тридцати лет, и изящная идея все еще пытается обрести столь же изящное техническое воплощение.
За прошедшие годы вариаторы из экзотики превратились во вполне себе обычный тип «автомата», особенно на японских машинах, успев пережить несколько кризисов, набирая и теряя баллы репутации и претерпев несколько крайне значительных изменений конструкции. Причем сейчас в серийном производстве присутствуют все они вместе взятые. Обычно вопрос «что выбрать» не стоит выбора типов трансмиссий на одной модели машины нет, максимум можно выбирать между механической КПП и вариатором (редкие исключения только подтверждают правило), но этот материал будет полезен для понимания того, с чем придется столкнуться в процессе эксплуатации.
Принципиальная конструкция
Напомню, что суть вариаторной трансмиссии довольно проста. Передаточное отношение меняется в определенном диапазоне плавно, без ступеней, при этом обороты мотора могут находиться в оптимальной зоне для данного режима движения, что повышает экономичность и улучшает тяговые возможности машины. Это в теории.
На практике же различные конструктивные исполнения могут иметь множество недостатков, порой перечеркивающих их достоинства. Есть несколько способов передавать крутящий момент, плавно меняя передаточное отношение. Самый простой и очевидный способ – это передача момента ремнем через шкивы, диаметры которых постоянно изменяются. Конструкции такого рода были известны с древности – обычный кожаный ремень мог двигаться по коническому шкиву, удерживаемый от сползания роликом натяжения.
Диаметр второго шкива при этом оставался неизменным или же, как и в современных конструкциях, шкивы были сложными и составными, а ремень просто зажимался с боков – с одной стороны пружиной внутри шкива, обеспечивающей натяжение, а на другой шкив мог регулироваться. Последняя конструкция ближе всего к существующим поныне автоматическим трансмиссиям.
Старинный вариант
Предприятие братьев Ван Дорн, входившее в промышленную империю DAF, использовало простую схему с тянущим мягким ремнем – но уже не кожаным, а металлокордным – для своих легковушек. После покупки DAF компанией Volvo схему попытались применить на более крупной машине – Volvo 340, но не очень удачно. Трансмиссия получилась очень большой, заняв много места в багажнике, – у машины была схема трансэксл, когда двигатель расположен спереди, а КПП – на заднем мосту. Открыто расположенные шкивы загрязнялись, а ремни пробуксовывали, растягивались и горели. Опыт был признан неудачным.
Впрочем, сама конструкция не исчезла. Не пригодившись на автомобилях, она завоевала себе место под капотом мотороллеров и снегоходов, вполне соответствуя применению этих транспортных средств. С меньшим крутящим моментом она прекрасно справлялась, недорогой тянущий ремень можно было менять раз в сезон, а то и чаще, эта простая операция не требовала серьезных затрат, а малая масса и простота обеспечила самое широкое распространение. В общем, обычная схема с тянущим ремнем жива и поныне. Причем чувствует она себя очень уверенно, ни о какой замене на сложные наборные ремни или цепи речи даже не идет.
Варьируем материал ремня
Вариаторы, столь успешно прижившиеся в мототехнике, на машинах долгие годы не применялись, но простота и удобство схемы не давали конструкторам покоя. Основные проблемы были уже давно выявлены – при хорошем динамическом диапазоне такой АКПП ей все же очень мешали снижение КПД при крайних передаточных отношениях (когда разница между диаметрами ведущего и ведомого шкивов становилась слишком большой) и большая нагрузка на ремень при этом.
Сильно улучшило позиции вариатора изобретение компанией братьев Ван Дорн наборного стального ремня. Конструкция его состояла из нескольких несущих стальных лент-ремней и перпендикулярно нанизанных на них стальных пластин сложной формы, позволяющей передавать вращение со шкивов.
Для трогания с места предусматривалось обычное фрикционное сцепление (как на «механике»), а для расширения динамического диапазона и заднего хода еще и планетарная передача, знакомая по классическим АКПП. Поначалу вариаторы оснащались еще и повышающими редукторами для снижения передаваемого момента, но серийные конструкции были устроены уже немного проще.
Ресурс таких конструкций возрос до вполне приемлемых 80-120 тысяч километров пробега, но недостатков хватало. И в первую очередь не хватало надежности в работе. Особого распространения схема не получила, так как дальнейшее небольшое усовершенствование схемы работы ремня значительно улучшило характеристики трансмиссии.
Основные недостатки касались вибраций и (все еще) крайних передаточных отношений. При минимальном диаметре одного из шкивов ремень на нем сильно изгибался и к тому же пробуксовывал из-за недостаточной площади соприкосновения. Любые рывки тяги провоцировали пробуксовку еще сильнее. Пробуксовка быстро изнашивала ремень и шкивы. Возникающие при пробуксовке вибрации попутно вредили трансмиссии и снижали комфорт. В результате даже такая усовершенствованная конструкция применялась только на малолитражных машинах. Наиболее популярная из них – это Nissan Micra K11, дебютировавшая в 1992 году.
На фото: Nissan Micra K11
Тянущий вариант и гидротрансформатор
Исправить ситуацию помог гидротрансформатор вместо фрикционного сцепления и изменение схемы работы ремня. «Бублик», который был задействован при трогании машины, позволял избежать рывков тяги, а заодно и облегчить старт. А значит, можно было ограничиться меньшим передаточным отношением при трогании и заодно снизить вероятность пробуксовки из-за смягчения рывков ГТД.
Второе важное новшество – применение так называемого «толкающего ремня». В этом случае крутящий момент передавался не на той ветви ремня, что тянул ведущий шкив, а на той, что он толкал. Стальные бандажи, основа ремня, не испытывали больше нагрузки на растяжение, а все усилие передавалось через пакет пластин.
Это нововведение уменьшило износ ремня и улучшило условия его работы. А все вместе позволило применять вариатор на весьма мощных моторах. Изначально моторы 1,6 литра были пределом, но сейчас аналогичные конструкции применяют уже и на моторах 2,5, а то и 3,5 литра. Например, так устроены самые распространенные конструкции вариаторов Jatco, применяемые на многих японских машинах, например, бестселлерах Nissan Qashqai и X-Trail, а за ними – Renault Megane и Fluence, Mitsubishi Outlander и ASX…
На фото: вариатор Jatco jf011e
Путь от первых конструкций, на первый взгляд, не так уж велик… Но на деле в эти годы шла долгая кропотливая работа по улучшению вариатора такой схемы, позволившая сделать его весьма надежным, простым в эксплуатации и ремонте, сохранив при этом относительно недорогую конструкцию.
Вариации на тему
Схема с толкающим ремнем на слабых моторах может применяться и без ГТД, что демонстрируют вполне неплохие конструкции на некоторых китайских машинах. Простого сцепления хватает для обеспечения нужных характеристик, пусть и машины с упрощенными трансмиссиями едут уже не столь хорошо. Зато цена совсем невелика, а конструкция даже проще, чем у иной «механики». Собственно, один из первых удачных вариаторов с толкающих ремнем на Subaru Justy был устроен именно так.
На фото: Subaru Justy
Вариант с цепью
Использовать вместо ремня цепь кажется очень разумной затеей. Благо вариант это проверенный, роликовая цепь давно заменила ременную передачу там, где возможностей ремня уже не хватало, в тех же мотоциклах или промышленных передачах. Вот и в вариаторах цепь пришла на смену ремню, когда показалось, что тянущий ремень уже не справляется.
Разумеется, у вариаторов нет зубцов для зацепления, так что мощная пластинчатая цепь просто зажимается с боков шкивами. Серьезными преимуществами являются меньший возможный радиус закругления и большая прочность на сжатие. Да и растяжение цепи зависит в основном от износа в ее подшипниках, а значит, теоретически есть возможность сделать ее очень ресурсной, ограниченной только по износу контактных площадок.
В результате вариатор с цепью может быть заметно прочнее, меньше боится пиковых нагрузок и позволяет расширить динамический диапазон трансмиссии. Есть и экспериментальные конструкции, где один из шкивов зубчатый, а натяжение обеспечивается дополнительным роликом, но в серийном производстве пока господствует более компактная схема с двумя подвижными шкивами и передачей момента простым фрикционным зацеплением.
Конструкция с тянущей цепью была успешно реализована компанией Volkswagen в сотрудничестве с LuK для машин с продольным расположением двигателя в конце девяностых годов и применяется вплоть до сегодняшнего дня. Речь идет о вариаторах Multitronic – они выдерживают крутящий момент до 310 Нм. Применение цепи позволило заметно поднять передаваемый момент, а все недостатки трансмиссии оказались конструктивными и мало связанными с самой схемой.
Разве что ресурс цепи получился сравнительно невелик, около 100 тысяч километров пробега, но с учетом относительно небольшой ее цены и простоты замены это можно считать вполне успешным результатом. Помощь в разработке цепи и шкивов оказывала компания LuK, она же предложила свои услуги компании Subaru, когда та решила создать свой клиноцепной вариатор Lineatronic.
Результат впечатляет, новая трансмиссия «переваривает» момент двухлитрового турбомотора и при этом умеет быть экономичной и спортивной одновременно. Без ГТД и тут не обошлось. Для Субару это не первый опыт работы с вариаторами, они были одними из пионеров внедрения вариаторов с толкающим ремнем, выпустив в 1984 году свой вариант ECVT для модели Justy, но от дальнейших разработок отказались, хотя первый опыт и был весьма успешным.
Вариации в форме тора
Европейские производители пошли по пути роботизации вальных КПП (Volkswagen DSG, Ford PowerShift и т.п.), а японские компании, объединив усилия, продолжают работу над вариаторами. Следующим шагом в развитии стал отказ от ремня и цепи при передаче крутящего момента в пользу трения шкивов.
Подобные конструкции применялись и ранее, но фрикционная передача с коническими валами и промежуточным роликом слишком громоздка для применения в автомобиле. Но на помощь пришла схема с тороидальными поверхностями, так называемый «тороидальный вариатор». В этом случае вращение передается с ведущего тороидального конуса на ведомый с помощью промежуточного ролика.
Хитрость конструкции в том, что расстояние между точками на прямой, пересекающей оси вращения промежуточного ролика и тороидальных поверхностей, всегда одинаковое. А значит, не нужна цепь – один ролик вращается, одним краем касаясь малого радиуса конуса, а другой – большого, обеспечивая изменение передаточного отношения. Нет ни цепи, ни ремня, при этом размер точки контакта невелик, но постоянен, контактные поверхности можно изготовить из твердых материалов, а роликов использовать несколько – для увеличения площади контакта.
На практике такую технологию применял только Nissan на своих вариаторах Extroid, ставившихся на ряд мощных моделей вроде не особо распространенных у нас на рынке Cedric и Skyline. На этом пока что все закончилось.
Тороидальные вариаторы выглядят сложнее традиционных – приходится использовать две последовательных передачи для обеспечения нужного динамического диапазона. Проблема в том, что из-за необходимости применять очень дорогой и износостойкий материал для роликов, трансмиссия оказалась дорогой, сопоставимой по цене с традиционными АКПП с «бубликом» и планетарными редукторами.
Впрочем, прогресс не стоит на месте, и очень возможно, что у перспективного Extroid появятся более доступные наследники.
На фото: вариатор Nissan Extroid
Варианты без трения
Сейчас все серийные конструкции вариаторов передают крутящий момент за счет трения в зоне контакта цепи, ремня или роликов, но уже существуют наработки, позволяющие отказаться от передачи трением и воспользоваться возможностями зубчатого зацепления, а значит, повысить КПД и уменьшить износ рабочих элементов конструкции. Причем они есть как для конструкций с цепью, так и для тороидальных вариаторов.
Особый профиль зубьев позволит уменьшить давление в точке зацепления и при этом иметь возможность так же плавно менять передаточное отношение. Вариаторы с цепью и дополнительным натяжным роликом уже сейчас могут обеспечить отсутствие проблем с КПД у передачи в одном из крайних положений валов, но этого недостаточно, чтобы получить преимущество перед более компактными схемами с двумя раздвижными шкивами. До практического применения этой схемы, впрочем, дело пока что не дошло – только до опытных моделей и теоретических изысканий.
В частности, в прошлом году патент на зубчатый вариатор с постоянным зацеплением оформил профессор К.С. Иванов из Казахского института механики и машиностроения. Возможно, именно этот вариант и есть будущее бесступенчатых трансмиссий.
На фото: зубчатый вариатор К.С. Иванова, фото: sovmash.com
Что дальше?
В общем и целом у вариатора есть куда развиваться помимо банального улучшения износостойкости ремня, цепи и конусов у классических конструкций и усовершенствования поверхностей торов и роликов у тороидальных. Теоретически это один из самых перспективных видов трансмиссий для ДВС, и исчезнет он, наверное, вместе с самим ДВС, в результате постепенного отказа от ДВС как основного двигателя и перехода на электрическую тягу.
Читайте также:
что это такое, принцип работы и устройство
Трансмиссия в автомобиле обеспечивает возможность изменения крутящего момента и передачу его на ведущие колеса. И одним из основных ее элементов является коробка передач. Причем данный узел, используемый на авто, бывает нескольких типов – механическая, автоматическая, роботизированная, вариаторная. Что касается последней, то появился такой тип КПП не так уж и давно, но при этом активно завоевывает популярность. Далее мы разберемся, что такое вариаторная коробка передач, как она работает, чем хороша и какие у нее минусы.
Вариатор (также известный как Continuously variable transmission или CVT) — далеко не новый тип трансмиссии на автомобилях. Первая такая коробка появилась в 1959 году, но из-за невозможности в то время решить некоторые технические проблемы, распространения данная КПП на автотранспорте не получила, зато она оказалась неплохим вариантом для мототехники, в частности – скутеров. Вторая попытка использовать вариаторную коробку на авто была в 1984 году. И так постепенно данный тип КПП заинтересовал автопроизводителей и все чаще его стали использовать.
Принцип работы вариаторной коробки передач
Главная особенность этой коробки – плавная бесступенчатая смена передаточного числа. То есть, если в других типах повышение или понижение числа выполняется на заданные значения, так называемые ступени, то в вариаторе их нет. Благодаря этому она способна более точно производить передачу усилия от силовой установки к ведущим колесам.
На автомобилях распространение получило два типа вариаторных КПП – клиноременные и тороидные, при этом первые более распространены.
Работа клиноременного вариатора построена на передаче передаточного числа при помощи специального ремня, установленного между двумя шкивами. Первый шкив является ведущим и связан он с силовой установкой, а второй – ведомый, обеспечивающий дальнейшую передачу усилия на колеса.
Схематичное изображение работы вариаторной коробки передач
Изменение числа производится за счет меняющегося диаметра шкивов. Для этого каждый из шкивов сделан разборным и состоит он из двух половин конической формы, которые посажены на вал. Схождение-расхождение этих половин позволяет менять диаметр в точке контакта шкива с ремнем.
Работает все так: при начале движения должно обеспечиваться максимальное тяговое усилие. Для этого половины ведущего шкива разводятся, а поскольку форма их коническая, то в точке контакта диаметр шкива будет минимально возможным. Половины ведомого же наоборот – сведены, что обеспечивает в месте взаимодействия ремня со шкивом максимальный диаметр. В результате для того, чтобы ведомый шкив сделал один оборот, ведущему необходимо их сделать несколько. Но при этом и нагрузка на двигатель минимальна.
Анимация илюстрирующая принцип работы вариаторной коробки передач
По мере набора скорости передаточное число должно меняться в меньшую сторону, что обеспечивает снижение тягового усилия, но повышает скорость вращения на ведомом валу. Для этого половины ведущего шкива начинают сходиться, что приводит к увеличению диаметра в точке контакта, а ведомого – расходиться.
При максимальном диаметре ведущего шкива и минимальном – ведомого, за один оборот первого, второй сделает их несколько, поэтому скорость вращения – максимальная, но и нагрузка на двигатель больше. Таким образом, за счет изменения диаметров достигается бесступенчатая смена передаточного числа.
В тороидном типе вариатора конструкция несколько иная. У него передача усилия выполняется роликами, зажатыми между валами, имеющими тороидную форму и расположенными на одной оси.
Nissan Motors Extroid CVT — Тороидный тип вариатора
Изменение передаточного числа обеспечивается за счет смены положения роликов. Максимальное тяговое усилие обеспечивается в положении роликов, когда они повернуты в сторону ведомого вала. За счет тороидной формы валов, у ведущего в точке контакта с роликом диаметр будет минимальным, а у ведомого – максимальный.
Для уменьшения передаточного числа и увеличения скорости вращения, ролики поворачиваются в сторону ведущего вала, при этом диаметры в точках контакта изменяются.
Устройство вариаторной коробки передач
Поскольку клиноременные вариаторы более распространены, то дальше и будем рассматривать их конструкцию. Такая коробка передач состоит их нескольких основных составных частей. И первая из них – сцепление, без которого не обойтись, поскольку оно обеспечивает возможность отключения силовой установки от трансмиссии.
Наибольшее распространение на вариаторных коробках получило гидротрансформаторное сцепление, которое также используется и на автоматических и роботизированных коробках. Но некоторые автопроизводители используют и другие типы сцепления — центробежное, электромагнитное или многодисковое «мокрое».
Вариаторная коробка в разрезе.
Основной составляющей КПП является сам вариатор, и главным элементом в нем считается ремень, поскольку именно он обеспечивает передачу. Хотя и ремнем его можно назвать лишь условно. А все потом, что состоит он из металлических лент, соединенных между собой особыми фасонными частями, имеющими форму бабочки и придающих ремню клиновидную форму. Рабочей частью у него являются боковые поверхности, которые контактируют с поверхностями половин шкивов и обеспечивают передачу вращения за счет сил трения.
Некоторые производители вместо ремня используют цепь, при этом сама коробка с таким элементом привода называется клиноцепной. Особенностью цепи является то, что она состоит из большого количества звеньев, что обеспечивает малый радиус изгиба. Рабочая поверхность у нее – торцевая.
Поскольку все элементы вариатора работают под значительными нагрузками, то изготавливаются они из высокопрочной стали, что позволяет значительно повысить ресурс коробки.
В разных конструкциях вариаторов перемещение половин шкивов по валам обеспечивается за счет усилий, которые создаются пружинами, жидкостью или за счет центробежной силы.
Еще один вариатор в разрезе (реальное фото).
Одной из основных проблем вариатора – отсутствие реверсного вращения ведомого вала. Поэтому, чтобы решить ее и обеспечить автомобилю возможность движения задним ходом, в конструкцию коробки включена планетарная передача, позволяющая менять направление вращения. Но при этом наличие такого механизма значительно усложняет конструкцию коробки, но и без него не обойтись.
Последней составной частью вариатора является механизм управления. На данном типе коробки передач используется электронное управление, которое полностью контролирует работу вариатора, обеспечивает синхронное изменение диаметров на шкивах, включает и отключает сцепление и планетарный редуктор.
Управление же коробкой осуществляется селектором, которым задаются режимы работы, аналогичные автоматической коробке. То есть, водитель задает режим, а электронный механизм управления выполняется его на вариаторе.
Видео о вариаторной коробке переключения передач
Плюсы и минусы вариаторной коробки передач
Плюсами вариаторной коробки передач являются:- Плавность набора скорости, отсутствие рывков;
- Более интенсивный разгон;
- Легкость управления;
- Топливная экономичность;
- Сложность и дороговизна ремонта;
- Невозможность работы с двигателями большой мощности;
- Чувствительность к условиям эксплуатации;
- Надобность в постоянном контроле и своевременной замене смазочных материалов.
Похожие статьи
Коробка вариатор и автомат в чем разница фото и видео
Когда в компании автолюбителей кто-то начинает рассказывать о своей машине, одним из первых всегда закономерно звучит вопрос: «Какая трансмиссия, автомат или механика?». Действительно, ведь даже выбирая автомобиль для себя, человек, особенно, если это будет его первый авто, имеет, как правило, всего 2 критерия выбора по части коробки передач: автоматическая либо ручная.
Что же касается разновидностей самой коробки автомата, такой, например, как вариатор, задумывается далеко не каждый. Некоторые только в процессе предпродажного осмотра автомобиля узнают, что это такое и чем отличается вариатор от классической АКПП.
Иногда подобная неосведомлённость приводит к последующему разочарованию в выборе автомобиля. Чтобы не допустить подобного и всегда иметь возможность выбрать автомобиль согласно собственным запросам, необходимо знать отличие вариатора от автоматической коробки передач.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВАРИАТОРА И АКПП
Основных составляющих автоматической трансмиссии в общей сложности две – это гидротрансформатор и редуктор. Первая отвечает непосредственно за переключение скоростей – передач.
Конструкцию гидротрансформатора составляет полностью герметичная оболочка из теплостойкого металла, внутри которого и находятся основные элементы, обеспечивающие его нормальное функционирование.
Внутри гидротрансформатор наполняется специальным маслом для АКПП для смазывания каждой части механизма. Рабочая жидкость необходима, поскольку в процессе работы части подвержены воздействию температур, близких к критическим.
Их взаимодействие между собой без смазывания может привести к стиранию и последующей поломке и необходимости замены. Что касается редуктора, он обеспечивает надёжный сцеп всех шестерёнок в сложном механизме, делая его полностью завершённым.
конструкция АКПП
Говоря о вариаторе, несмотря на то, что он выступает в качестве разновидности АКПП, следует понимать его главную конструктивную особенность – передач как таковых этот вид трансмиссии не предусматривает. Механизм переключения в вариаторе осуществляется через передаточное число, которое передаётся двумя параллельно расположенными – ведомым и ведущим — конусными шкивами.
Между собой шкивы скреплены ремнём, изготовленным из специального металла, либо цепями – в зависимости от вида коробки-вариатора.
Коробка вариатор и автомат, в чём разница и что же лучше? Если проводить параллель между этими двумя трансмиссиями и сравнивать во время выбора автомобиля, чьи особенности более выгодны с точки зрения потребителя, – однозначного ответа нет.
Нельзя назвать ни один из данных механизмов технически простыми и дешёвыми в обслуживании – нет, ремонт таких конструкций занимает уйму времени и стоит столько же денег.
вариатор
Назвать одну из представленных КПП более надёжной, нежели аналог, тоже было бы некорректно – ресурс любого автомобильного комплектующего в первую очередь зависит от того, какой уход за ним производился на протяжении всего периода эксплуатации. Единой официальной статистики, подтверждающей своими результатами очевидное преимущество автоматической коробки передач либо, напротив, свидетельствующей о том, что вариатор всё же лучше, не существует.
ОСОБЕННОСТИ АКПП И ВАРИАТОРА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Объективнее всего сравнивать вариатор и автомат, установленные на различные модификации одного и того же кузова одной марки автомобиля. В таком случае можно провести основательное сопоставление по ряду факторов и сделать соответствующие выводы:
- начало движения/старт с места. В момент старта нет отличий коробки автомат от вариатора в плане функционирования самих трансмиссий и ощущений от вождения в целом, поскольку на этом этапе конструктивные различия ещё себя не проявляют. При аккуратной работе с педалью акселератора автомобили, оснащённые обеими КПП, стартуют плавно и без рывков;
У самых первых вариаторов представителей немецкой автомобильной промышленности был недочёт в виде излишне медленного переключения, и, как следствие, несоответствия реальных данных о разгоне тем, которые были заявлены в паспорте транспортного средства. Впоследствии инженерами эта проблема была устранена, и по своим техническим характеристикам вариаторы перестали проигрывать АКПП.
- движение в городском цикле/движение по трассе. По этому критерию вариатор слегка опережает аналог, но это вовсе не означает, что ездить на авто с автоматом – это дискомфорт.Вопреки множеству домыслов, у автоматической коробки передач нет каких-то непонятных толчков при переключениях – смена скоростей происходит незаметно для водителя вне зависимости от обстановки, в которой эксплуатируется автомобиль. Исключение составляют лишь неисправные экземпляры. Тоже самое касается и коробки-вариатора. Они и были спроектированы и выпущены для увеличения плавности хода, и со своей задачей справляются успешно, потому как тут переключений формально не происходит вообще;
- расход топлива. Существует мнение, якобы на автомобилях с автоматической коробкой этот показатель всегда больше, если сравнивать с аналогами, в том числе, и с вариатором. Как показывает практика, разница в расходе топлива, особенно в автомобилях со старыми атмосферными и компрессорными ДВС, обусловлена практически полностью только литражом самого двигателя. Если и существует различие между вариатором и автоматической трансмиссией, составляющее 0,3-0,5 литров топлива, расходуемых на 100 километров, в пользу первого, то это скорее погрешность, нежели объективная разница;
- динамические характеристики. По этому показателю всё же необходимо признать некоторое превосходство автоматической коробки над вариатором, поскольку своего рода «толчок», даваемый автомобилю с АКПП при каждом последующем переключении, заставляет его разгоняться быстрее. Впрочем, это нельзя обозначить ни как плюс, ни как минус вариатора, поскольку он изначально разрабатывался для комфортной и размеренной езды, и интегрировался в автомобили, предназначенные в подавляющем большинстве для тихих семейных поездок;
Таким образом, вождение автомобиля с автоматической трансмиссией всё-таки будет отличаться от езды на таком же экземпляре, но с вариатором. Однако отличия будут заключаться лишь в некоторых динамических характеристиках, что для большинства автопользователей не так уж и важно.
Тем не менее, для любителей использовать свой авто в качестве спортивного, будет предпочтителен вариант с АКПП как более быстрый. Для тех, кто отдаёт предпочтение комфорту, плавности хода и переключений, вариатор будет выбором более оптимальным.
Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.
НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.
Читать далее >>
ВАЖНО: Выявить однозначного лидера по перечисленным критериям не представляется возможным – это субъективный выбор каждого владельца автомобилей с подобными трансмиссиями.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ: КАКОЙ ТИП ТРАНСМИССИИ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЕЕ
Несмотря на то, что объективно выявить, какая коробка передач: вариатор или автомат — лучше, нельзя, общественность, по всей видимости, сделала свой выбор в пользу классической АКПП. Вариаторы не сыскали популярности, несмотря на довольно прогрессивную систему, предлагаемую некогда инженерами, когда автомобили, оснащённые этими коробками, только начинали сходить с конвейеров.
Основная причина неудачи вариатора в качестве трансмиссии может заключаться в том, что её ставили на достаточно объёмные моторы, до 3-3,5 литров. Да, по показателям расходомеров топлива такие экземпляры потребляли не больше своих аналогов, да и по основным ездовым характеристикам вопросов в целом не возникало.
Однако потребители, когда видят подобный литраж, уже мысленно обрисовывают в голове картину, как этот автомобиль способен быстро разгоняться и поддерживать такую динамику на протяжении всего необходимого интервала. Вариатор как КПП, предназначенный для малолитражных авто и спокойной езды, подобных ощущений дать не может.
ВАЖНО: даже при одинаковых характеристиках разгона, к примеру, до 100 км/ч, в виде одних и тех же числовых показателей, АКПП будет давать куда больше эмоций, будто воссоздавая атмосферу участия в спортивном соревновании, в то время, как на вариаторе даже относительно быстрый разгон не будет так ощутим.
Кстати, аналогичное сравнение можно провести между автоматической коробкой передач и механической трансмиссией. Самое главное – знать, чего хочешь от автомобиля, и сопоставить желаемое с тем, что он способен дать. В таком случае выбор между автоматом и вариатором не вызовет никаких затруднений.
Чем отличается вариатор от автомата и что лучше
При покупке автомобиля встает выбор между автоматической коробкой передач или механической. Большинство выберет автомат, за простоту управления автомобилем и будут правы. Но, есть два вида автоматических коробок – старые надежные «автоматы» и призванные улучшить динамику и снизить расход топлива – вариатор. Чем отличается вариатор от автомата и что лучше:
Как отличить вариатор от автомата визуально
На одну и туже модель могли ставить все виды коробок передач, как механику, так и автомат и вариатор.
Одна модель автомобиля с разными вариантами коробок.Поэтому отличить коробку по модели автомобиля сложно. Начинать нужно с документов на автомобиль и осмотре разных шильдиков и табличек:
- Если встречаются буквы CVT – означает что перед вами автомобиль с вариаторной коробкой передач.
- Символы AT или A – указывают на обычную автоматическую коробку.
Осмотрите селектор переключения передач. На автомате присутствуют обозначения P-R-N-D-2-L. 
На вариаторе после D будет идти или L, или вообще отсутствовать любые символы. 
Сядьте за руль и прокатитесь. Автомат будет переключаться с небольшими рывками и при каждом переключении обороты двигателя будут слегка падать. Если смотреть на тахометр и ехать, то будет видно, как стрелка набирает обороты, а потом бац и слегка вернулась назад. На вариаторе будет происходить плавный рост оборотов, без падения.
Остановитесь на небольшом склоне, отпустите тормоз. Автомобиль на автомате начнет движение сразу же, без нажатия на педаль газа. Автомобиль на вариаторной коробке откатится назад и начнет движение только после нажатия на педаль газа.
Назревает вопрос – а зачем это знать и что лучше автомат или вариатор?
Если покупаете новый автомобиль на гарантии, то тут разницы нет. Лишь в том, что расход, разгонная динамика и эластичность хода на вариаторе будет лучше. Ситуация кардинально меняется при выборе автомобиля с пробегом.
Ресурс вариаторной трансмиссии больше нежели обычного автомата. Так же как и стоимость ремонта. Обычно вариатор к 100000 км пробега уже требует дорогостоящего обслуживания (замена ремня), когда как обычный автомат только своевременного бережного ухода (смена масла и щадящие режимы езды).
В заключении большое видео сравнения автомата и вариатора, в ролике полностью рассказывается о принципах работы той или иной трансмиссии и собраны все плюсы и минусы:
Делайте обдуманные покупки, совершайте правильный выбор.
Вариатор: что это такое в машине? Фото и картинки — плюсы и минусы
Наряду с механической и автоматической коробками перемены передач все чаще можно увидеть в технических характеристиках той или иной модели автомобиля обозначение «вариатор» или CVT. Это особый тип бесступенчатой трансмиссии, концепцию которого разработал еще Леонардо да Винчи в 1490 году.
Реализовать же эту идею впервые удалось пионеру американского автомобилестроения Мильтону Отелло Ривзу (Milton Othello Reeves) в 1879 году. Правда, свое изобретение он применил не на автомобиле, а на лесопилке. Первый патент на вариаторную коробку передач в 1886 году был выдан небезызвестным Даймлеру и Бенцу.
На те времена эта идея была слишком революционной и сложной в техническом плане, поэтому особо распространения не получила. Можно, конечно, вспомнить так называемые цикломобили — двухместные гибриды мотоцикла и автомобиля.
Их в 1910-1920-х годах выпускали несколько компаний:
- David — испанская фирма, работавшая в начале и середине 20-го века;
- Clyno Car — британская компания;
- Constantinesco Car — британо-французская компания, основанная румынским ученым и изобретателем Джордже Константинеску.
Кстати, уже в те годы преимущества вариатора были понятны широкой публике: ни шестеренок, ни сложных передач, очень простое управление без необходимости выжимать сцепление и постоянно следить за показаниями одометра.
Устройство вариаторной коробки передач
Тема достаточно сложная, потому что видов вариатора создано очень много:
- клиноременной или клиноцепной;
- тороидный;
- магнитный вариатор — перспективная разработка для гибридов и электромобилей;
- гидростатический;
- планетарного типа и пр.
На сегодняшний день в основном устанавливают клиноременные или цепные коробки. Поэтому именно на них и остановимся. Принцип работы представить очень легко: на двух, установленных параллельно друг другу валах, находятся конусы, а между ними натянут ремень или цепь. Конусы перемещаются относительно друг друга и изменяется передаточное число.
Обратите внимание, что при этом не ощущается никаких провалов в работе двигателя, потому что перемещение происходит мягко и незаметно. То есть передачи, как таковые, отсутствуют вообще. В этом главное отличие вариатора от автомата и традиционной механики.
Устройство трансмиссии данного типа, основные элементы:
- аналог сцепления — механизм, обеспечивающий передачу крутящего момента от коленчатого вала, а также отсоединение от силового агрегата;
- непосредственно коробка-вариатор;
- электронная система управления;
- планетарный механизм заднего хода.
Сцепление может быть гидравлическим (гидротрансформатор, как и на АКПП), многодисковое мокрого типа, электромагнитное, центробежное. Главным недостатком можно назвать отсутствие задней передачи. Вернее, она есть, потому что на авто с вариатором вы сможете без проблем сдавать назад. Но для этого пришлось сильно усложнить конструкцию, что естественным образом отображается на общей стоимости.
Преимущества и недостатки вариаторной трансмиссии
Трансмиссию CVT сегодня устанавливают на многие модели авто среднеценового сегмента и Премиум-класса, поскольку она обладает целым рядом преимуществ:
- улучшение динамики за счет плавного разгона без необходимости переключать передачи;
- сохранение ресурса двигателя, так как CPU подбирает оптимальные режимы работы трансмиссии под обороты коленвала;
- явная экономия топлива;
- отсутствие пробуксовок, безопасный старт на льду, уверенный старт под горку;
- идеальное сцепление с дорожным покрытием при разгоне.
Конечно же, автомобилисты отмечают простоту управления — всего две педали, не нужно постоянно выжимать сцепление. Машины с вариатором практически бесшумные и относятся к наиболее экологически чистым.
Тем не менее существует и целый ряд негативных сторон:
- вариатор не устанавливают на мощные внедорожники и спорткары, максимальная мощность двигателя не превышает 200-220 л.с.;
- повышенные расходы на обслуживание и ремонт, замена ремня, к примеру, обойдется очень недешево;
- вариаторная коробка не терпит агрессивного стиля вождения, вряд ли она подойдет и для езды по пересеченной местности;
- водителю необходимо неустанно следить за уровнем масла в коробке и менять его каждые 20 тыс. км., причем трансмиссионная жидкость должна быть качественной и глубокой очистки;
- выход из строя хотя бы одного из многочисленных датчиков приводит к постоянным ошибкам компьютера.
При условии правильной эксплуатации ресурса вариатора хватит на 150-200 тысяч километров.
Как правильно ездить на вариаторе?
Чтобы ваша CVT прослужила максимально долго, следует придерживаться следующих рекомендаций:
- избегайте резких стартов;
- буксировка лишь при полной или частичной погрузке ведущих колес на эвакуатор;
- проверяйте температурные режимы — детали очень чувствительны к перепадам температур, поэтому нужно регулярно проверять систему охлаждения;
- избегайте поездок по бездорожью — любые удары колесами и наезды на дорожные кочки плохо влияют на работу бесступенчатой трансмиссии;
- пробуксовки в зимнее время тоже крайне нежелательны, так как ремень может проскальзывать на шкивах, из-за чего образуются задиры.
Портал Vodi.su напоминает, эта коробка передач создана для спокойной и аккуратной езды. Хотя сегодня вариаторы ставят и на спорткары, например на Subaru WRX, но это скорее исключение из общего правила.
Загрузка…Поделиться в социальных сетях
Казус без ступеней — журнал За рулем
Преимущества бесступенчатой трансмиссии очевидны. В отличие от МКП или гидромеханического «автомата» с их фиксированным диапазоном передаточных чисел вариатор идеально приспосабливается к любой скорости…
Бесступенчатая трансмиссия обеспечивает постоянную работу двигателя на пике крутящего момента, а следовательно — оптимальную динамику разгона. Вариатор не разрывает потока мощности, тем самым минимизируя расход топлива. Наконец, работая по принципу «чем меньше крутящий момент двигателя, тем больше ресурс», вариаторы, казалось бы, должны были начисто вытеснить привычные ступенчатые коробки, уж по крайней мере в начальных сегментах А, В и С. Ан нет, темпы наступления не столь впечатляющи. Что ж, попробуем разобраться почему, а также ответить на другой вопрос: с какими проблемами может столкнуться владелец машины с новомодной трансмиссией.
Вариатор pro et contra
Современные вариаторы: pro et contraСовременные вариаторы: pro et contra
Клиноременная передача
Первый серийный автомобиль, оснащенный вариатором, появился в уже далеком 1958 году. Модель DAF 600 по праву может называться пионером среди авто с клиноременной передачей. По сути трансмиссия Variomatic представляла собой ведущий и ведомый шкивы, соединенные клиновидным ремнем. Изменение крутящего момента обеспечивают хитрые шкивы. Ведущий устроен таким образом, что в зависимости от скорости вращения боковые плоскости шкива сжимаются и «выдавливают» клиновидный ремень ко внешнему радиусу. Ведомый шкив сконструирован по зеркальному принципу : чем больше центробежная сила, тем меньше радиус вращения ремня. Все просто и понятно: очень похоже на конструкцию КП гоночного велосипеда. Практически без изменений такая трансмиссия перекочевала на Volvo 343. Шведский автомобиль оснащался ею вплоть до 1980 года.
Главной и, пожалуй, единственной серьезной проблемой Variomatic был ограниченный ресурс клиновидного ремня. Вопрос практичности вариатора оставался открытым до тех пор, пока братья Ван Дорны не запатентовали ремень из наборных пластин. Кроме того, что многослойная конструкция оказалась сама по себе существенно выносливей, в пользу наборного ремня говорило еще и его функциональное своеобразие. Он не тянул муфту, а толкал, благодаря чему ресурс вариатора значительно увеличивался. Сегодня ремень Ван Дорна в бесступенчатых трансмиссиях своих автомобилей активно используют такие бренды, как MINI, Nissan, Honda.
Цепь — всему голова?
Несколько иначе ресурсную проблему решили специалисты Audi. Они соединили шкивы не ремнем, а цепью, логично предположив, что последняя в любом случае окажется долговечней. Однако, совладав с задачей прочности передаточного звена, они поставили новый вопрос — термоустойчивости. Вариатор отчаянно грелся. Инженеры ломали голову над тем, как остудить места контакта осей сочленения цепи со шкивом. Ясно, что все упиралось в качественный состав как самой цепи, так и смазывающей/охлаждающей жидкости. В течение 10 лет компании Audi и ZF боролись за будущее своего детища. Их усилия были вознаграждены: система Multitronic, оснащенная цепной передачей, нашла серийное применение в трансмиссии Audi А6.
Вариатор
Отметим, впрочем, что по способу передачи крутящего момента Multitronic относится к клиноременным вариаторам. Принцип работы трансмиссии ингольштадтского авто остался таким же, как и у DAF 600 более чем полувековой давности. Хотя, конечно, материалы, качество исполнения, надежность и, естественно, себестоимость Multitronic куда выше.
Extroid
Принцип работы так называемого тороидного вариатора сам по себе исключает промежуточное звено в виде ремня или цепи. Момент передается роликами, расположенными на соосных дисках. Передаточное число такой трансмиссии меняется путем изменения радиуса, по которому контактируют обоймы с роликами. Грубо говоря, скорость автомобиля, оснащенного тороидным вариатором, зависит от взаимоположения контактных роликов.
Такой механизм используется в бесступенчатой трансмиссии Extroid, установленной, например, на Nissan Cedric. Отметим, что в начале нового тысячелетия Extroid CVT заработала приз «Технология года 1999–2000». Изменить передаточное число вариатора в данном случае помогает гидравлика. По указке электронного блока управления она сдвигает роликовые обоймы по вертикали. Нарушенная в результате соосность дисков довершает начатое: ролик поворачивается самостоятельно.
Казалось бы, удачная и практичная конструкция. Однако и тут не обошлось без подводных камней. Из-за огромного давления в пятне контакта ролики довольно быстро разрушались. Тороидный вариатор оказался лицом к лицу с той же проблемой, что и клиноременный, — ограниченный срок службы. Методом научно-математического «тыка» инженерам пришлось изыскивать материалы для деталей вариатора Extroid. В конце концов вопрос надежности был разрешен, и ресурс тороидной трансмиссии стал сопоставим с заявленным ресурсом современного автомобиля. Однако это не преминуло сказаться на себестоимости вариатора, а в конечном счете и на цене трансмиссии Extroid.
Лучше чаще и дороже
Вариаторы тре
Что такое вариаторная коробка передач: особенности, фото- и видеообзор
Вариаторная коробка передач – это специальная механическая конструкция, предназначенная для передачи усилия двигателя бесступенчатым способом к колесам. В определенном значении ее можно назвать АКПП работающим по абсолютно иной схеме.
Содержание
[ Раскрыть]
[ Скрыть]
Что это такое?
Многие автолюбители, приобретая новый авто, просто не знают, что такое вариатор на машине и вообще, где он находится. Поясняем — вариатор это КПП, которая отличается отсутствием ступеней. Подобный принцип действия вариатора дает возможность ему использовать мощность двигателя предельно действенно. Равным образом увеличивается динамика авто и уменьшается расход горючего, а также продлевается срок его службы.
Какой принцип ее работы?
Схема работы вариаторной трансмиссииПринцип работы вариатора был изобретен Леонардо да Винчи еще в пятнадцатом столетии. Первый автомобиль с такой КПП был выпущен в пятидесятые года двадцатого столетия. Устанавливалась она тогда на автомобили очень редко и срок её службы был небольшой. Широко начала применяться только в наши дни, когда инженеры довели ее устройство практически до совершенства.
Конструктив
Вариаторная КПП состоит из следующих узлов и механизмов:
- вариаторная передача;
- узел, задачей которого является разъединения двигателя с вариатором, для нейтральной передачи;
- система управления;
- механизм заднего хода.
Схема вариатороной КПП автомобиля: привод насоса, гидротрансформатор, дифференциал, ремень, ведомый диск, вторичный вал, передача заднего хода, ведущий диск и первичный вал.
Теперь расскажем подробней об устройстве вариатора. Коробка вариатор установленная на машине может быть, клиноременного или тороидного типа.
Бесступенчатый клиноременный вариаторКлиноременный, как видим на фото, располагает парой шкивов, находящимися на двух осях. Соединяются они с помощью специального клиновидного ремня. На них находятся конусные диски, повернутые друг к другу собственными вершинами.
Схема клиноременной вариаторной коробкиЕсли будет изменено расстояние меж дисками, то соответственно и диаметр шкива будет меняться. В случае полного соединения дисков, он максимален, в обратном случае он будет минимален. Вот и получается, что в случае равномерного изменения расстояния меж дисками ремень станет передавать на ведомый шкив различное передаточное число.
Схема и принцип работы тороидаВ случае с тороидным КПП цепь или ремень полностью отсутствуют. В нем находится 2 вала, как показано на фото, которые расположены на двух параллельных осях и располагают круглой поверхностью. Между валами зажаты специальные ролики, которые и осуществляют передачу вращающего момента. Передаточное число меняется благодаря одновременной смене положений этих роликов. Сразу заметим, что коробка такого типа применяется намного реже, нежели клиноременная. В первую очередь, это связано с намного более сложным процессом её производства.
Срок службы
Как правило, практически для всех коробок с вариатором ресурс установленный производителем, не больше 200 000 километров пробега, но с каждой новой моделью он увеличивается. Привести в негодность вариаторную коробку, как и двигатель, можно и намного раньше, например, пробуксовывая в грязи, постоянно переключать селектор из положения D в положение R и обратно. Сначала могут в устройстве не выдержать подобного ленты, которые начинают вытягиваться, а зазоры меж пластинами существенно увеличиваются. Поскольку усилие сжатия конусов достаточно большое, то и неестественно повернутую пластину они смогут выдавить очень легко. В результате ремень начинает разрушаться засоряя при этом гидроблок.
Основные рекомендации для нормальной работы коробки
- Постоянно следите за уровнем масла в КПП и вовремя меняйте его. Этим вы продлите срок её службы.
- В зимнее время старайтесь сильно не перегружать трансмиссию в начале движения, а также в случае буксировки и плохой дороги. Этим вы можете существенно снизить срок её службы.
- Постоянно проводите проверку разъемов и проводки на обрывы, наблюдайте за функционированием всех приборов.
- Если во время движения происходят какие-то неполадки, значит нужно сразу остановить автомобиль и осмотреть все основные узлы автомобиля: мотор, свечи, систему питания. Незамедлительно необходимо провести диагностику всех устройств для определения неисправностей. Не стоит заниматься ремонтом КПП самому. Такое недопустимо, для этого обратитесь к профессионалам.
Видео «Работа вариаторной трансмиссии»
Видео, в котором наглядно продемонстрировано как работает вариатор автомобиля.
Из нашей статьи вы узнали как устроен вариатор на автомобиле. У вас, наверное, остались вопросы и вы их можете задать внизу в комментариях.