Что такое вариатор (коробка cvt), устройство, принцип работы

Что такое вариатор?

Вариатор, variator, CVT (continuously variable transmission) — это бесступенчатая коробка передач или проще говоря — устройство плавно передающее крутящий момент от двигателя колесам. Вариатор расположен между силовым агрегатом и колесами, его особенность в умении плавно и быстро менять скорость вращения ведущего ведомого диска. Вариаторы имеют большую популярность в мотоиндустрии, возможно для многих будет открытием, но на большинстве скутеров, квадроциклов и водных мотоциклов практически всегда устанавливается вариаторная трансмиссия. Вопреки всеобщему заблуждению о том, что вариатор это «ноу-хау» 21-го века, скажу, это устройство отнюдь не ново! Уже в середине прошлого столетия, бесступенчатые коробки передач устанавливали на автомобили и пытались заменить ими стандартные механические аналоги, но история решила по-другому и настоящего успеха и популярности вариатор добился лишь несколько лет назад.

Если говорить о плюсах вариатора, то нельзя не отметить более ровное ускорение по сравнению с АКПП. Разгон автомобиля с вариаторной трансмиссией напоминает набор скорости электрички или троллейбуса, возможно это не самое лучшее сравнение, но лично у меня были именно такие ощущения Что характерно, набор скорости стремительный и без рывков или провалов, все что меняется это уровень шума под капотом, чем больше вариатор разгоняется, тем больше шума издает. Если, к примеру, с места «стартонут» два автомобиля, под капотом одного будет «автомат», а другой будет с вариатором, то скорее всего авто с вариатором вырвется вперед уже на старте, т. к. ему не нужно будет тратить время на переключение передач, без которых автоматическая коробка или механическая просто не смогут развить скорость.

«Автоматы» хорошо подходят новичкам, лучше для новичков могут быть только вариаторы. Они менее требовательны к умениям того кто сидит за рулем и простят даже самые глупые ошибки своего хозяина. На светофоре вариатор не заглохнет, а на подъеме вам не нужно бояться, что машина покатится назад и развалит чей-то новенький «Лексус», фразы при троганьи «Не сдал…» или «Не умеешь трогаться!» — вообще не актуальны. Вы всегда плавно и мягко тронетесь как настоящий профи с многолетним стажем. Наличие всего лишь двух педалей, делает риск «перепутать педали» минимальным, хотя то же самое можно сказать и про авто с автоматическими коробками передач.

Многие противники вариатора одним из существенных недостатков этой трансмиссии считают «жужжание», которое постоянно присутствует независимо от скорости движения. «Гурманы», те кто ценит в автомобиле не только вид, но и звук двигателя и выхлопной — сетуют на автомобили с вариаторами, обвиняя их в неестественности и отсутствии «характера»

Вариаторные авто, как правило, лишены ярко выраженного «рыка», они работают тихо и спокойно, почти как машинки для гольфа Поэтому если для вас важен этот момент, рекомендую обратить внимание на авто с АКПП, а еще лучше на с МКПП, у которых под капотом несколько сотен лошадей и установлена дорогая выхлопная система, умеющая «рычать» в случае необходимости. Лично у меня, было ощущение после первого тестового заезда на авто с вариатором, будто двигатель не работает, а машину просто кто-то стремительно буксирует

Здесь, как говорится, «на любителя», если вы не любите тихой и спокойной езды вариатор вам не подойдет, лучше обратите внимание на заряженную «механику».

Такая особенность вариаторной трансмиссии объясняется особенностью устройства этой коробки. Дело в том, что «умная» электроника настроена таким образом, чтобы не допустить рева мотора и не дать ему работать на пике возможности с максимальными оборотами. Электроника понимает ваше желание ускорится и вовремя оптимизирует работу мотора и трансмиссии, поэтому, давя на педаль газа, вы будете ускоряться, а не засиживаться на одной передач,и издавая дикий рев. Тем, кто не мыслит своей жизни без «механики» в вариаторах предусмотрена функция «типтроника», которая создает эффект переключения передачей как на МКПП. Любителям мощности и высоких скоростей по душе придется функция-аналог «кик-дауна», при которой резкое нажатие педали газа приведет к бешеному ускорению.

Стандартная схема, принцип действия и основные элементы

Вариатор в самом простом исполнении (созданный Вольво и поначалу использующийся концерном Субару) представляет собой движущий механизм, благодаря которому осуществляется передача вращения от одного узла к другому посредством промежуточного звена. Узлами выступают два шкива – колесики с ободом вокруг, внутри которого движется ремень. Промежуточным звеном – клиновый (разновидность приводного) ремень, соединяет между собой шкивы. Механизм получил название «клиноременный вариатор».

Крутящий момент непрерывно передаётся на колеса, также непрерывно происходит изменение передаточного отношения (при изменении оборотов двигателя, ремень либо натягивается, либо ослабляется).

Чего не любит вариатор

Такие противоречия возникают из-за того, что люди используют свои машины в разных условиях и по-разному относятся к коробке. У тех, кто считает вариатор обычным «автоматом» достаточно быстро в нём разочаровываются, и те, кто в курсе с чем его едят, умудряются пройти достаточно большой километраж. Чтобы узнать, как ездить на вариаторе, давайте разберемся, чего не любит CVT.

Монотонность. Ползти в пробках, долго ехать по трассе с высокой скоростью, особенно на круиз-контроле, вариатор не любит – греется. Во многом это происходит из-за того, что пластинчатый (как и штифтовый) ремень в таких режимах работает в крайних положениях с максимальным изгибом, что приводит не только к нагреву, но и более быстрому растяжению.

У пластинчатого ремня бывают предельные углы работы, в которых износ происходит максимально быстро

Резкие нагрузки. Очень часто вариаторы выходят из строя после пробуксовки колес. Для CVT не столь страшно сам фак скольжения шин, сколько резкая остановка буксующего колеса, внезапно нащупавшего под собой твёрдую почву. Подобные вещи происходят и с другими препятствиями, например, наезд на бордюр или открытый люк. Один неудачный удар и ремешок оставляет задиры на конусах. А дальше «капиталка» узла.

Задиры на конусах после неграмотной эксплуатации

Прицеп и буксир. Хороший способ убить вариатор – купить прицеп и что-нибудь постоянно возить. К любой повышенной нагрузке трансмиссия будет относиться болезненно, а буксировка другого автомобиля, особенно в гору, опасна для CVT как ничто другое.

Газ в пол. Самый опасный враг вариаторов – большой крутящий момент. Поэтому тяжелая техника оснащается чем угодно, даже роботами, но не CVT. Каждый раз, когда двигатель работает на пределе возможностей, коробка нагружается по максимуму и «пацанская» манера езды от светофора до светофора, прикончит вариатор на раз-два за короткий промежуток времени.

Такой «ёжик» на магните поддона расскажет об износе CVT больше, чем сам владелец

Работа на «холодную». Любой вариатор крайне чувствителен к качеству масла. Низкие температуры свойства смазки меняют не в лучшую сторону, поэтому перед поездкой в зимнее время года CVT придется прогревать до тех пор, пока рабочая жидкость не обретет свои необходимые качества. Делается это так. Запускаете мотор, выжимаете тормоз и несколько раз проходитесь селектором по всем режимам коробки.

Исходя из этого определим, как всё-таки на нем ездить, чтобы сохранить ресурс.

Как это работает

Вполне закономерный вопрос. Прежде чем покупать себе автомобиль вроде Хонда Фит или Митсубиси Аутлендер, где предлагается вариатор, хочется узнать, как пользоваться такой трансмиссией. Для этого следует знать принцип работы.

Коробка считается бесступенчатой. Но по факту передаточные числа между шкивами меняются, просто это происходит чрезвычайно плавно. Отсюда и отсутствует возможность отчетливо уловить границу при переходе.

Чтобы включить передачу для движения вперед, диаметры 2 шкивов нужно выровнять, сделать их одинаковыми. Увеличив при этом диаметр ведомого элемента, оставив ведущий в прежнем положении, включается так называемая понижающая передача. На ней машина с CVT трогается с места. Для повышения скорости шкивы, а точнее их диаметры, меняются в обратном направлении, то есть ведомый начинает вращаться быстрее ведущего.

По сути, именно на этом основана работа такого типа трансмиссии. А если вас интересует секвентальная КПП, вот вам ссылка на интересный материал о ней.

Сцепление

Поскольку это не АКПП, на CVT имеется функция сцепления. По мере модернизации вариатора, производители применяли различные механизмы и системы.

Можно выделить несколько основных:

За счет гидротрансформатора снижается нагрузка на вариаторную трансмиссию при старте машины с места. Переход на такие механизмы позволили автомобилям с CVT относительно нормально эксплуатироваться в режиме бездорожья.

Но все же если у вас авто с вариаторной коробкой, покорять на ней бездорожье все же не стоит. Такие машины созданы для города, а не для сафари. Хотя использование CVT на снегоходе себя оправдывает. Там цепной механизм проявляет себя с лучшей стороны. А если в вашем распоряжении

Задний ход

Оба вала, то есть ведомый и ведущий, вращаются в том же направлении, что и коленвал мотора автомобиля.

Тут возникла необходимость найти решение для обеспечения включения заднего хода. Оптимальным выходом из сложившейся ситуации стал планетарный редуктор. При блокировании солнечной и коренной рабочей шестерни, входной вал начинает вращаться в одинаковом направлении вместе с входными шкивом. Он, в свою очередь, соединяется с водилом.

Заблокировав лишь коренные коробочные шестерни, водило совместно с входным шкивом начнут двигаться в обратном направлении. В сети можно найти полезные видео, на которых отображается вся суть планетарных редукторов.

Типичные поломки

В большинстве случаев вариатор уходит на покой, когда
заканчивается ресурс его основных трущихся элементов: ремень+конусы. Обычно это
происходит по следующему сценарию. Ремешок проскакивает, стачиваются
поверхности, затем образовавшая стружка несется по каналам и уничтожает всё на
своем пути: маслонасос, подшипники, редукционный клапан, гидроблок,
гидротрансформатор и т.д, что ещё сильнее вынуждает ремень буксовать.

Задиры на конусах

Ещё одна частая проблема – перегрев. Обычно всё проходит не
так страшно, так как коробка отслеживает температуру масла и предупреждает
водителя о том, что нужно снизить скорость. Другое дело – не все делают, что требуется.

Бывают, конечно и частные проблемы в роде отказа только
насоса или только подшипников конусов, но реже. Обычно дело в стружке, а
стружка сами знаете откуда. Стоит понимать, что любая «болезнь» всегда
прогрессирует, пока машина не уйдет в аварийный режим и не будет обездвижена.

Масляный насос вариатора Jatco

Самое
страшное, чего стоит опасаться, так это обрыв ремня. Обычно после такого сильно
повреждаются практически все узлы, включая сам корпус трансмиссии, а это уже
замена всей коробки целиком.

Изношенный ремень вариатора

Разновидности вариаторов

Всего различают 3 основных вида вариаторов. А именно:

• клиноременной механизм, являющийся самым распространённым;
• клиноцепной автомобильный вариатор;
• тороидный вид коробки вариатора.

Наиболее актуальным и востребованным остаётся клиноременной тип.

• В современном исполнении для клиноременного CVT применяются шкивы на основе высокопрочного металла.
• Ремень заменили на наборную ленту на базе устойчивого к износу металла, хотя ранее применялись эластичные жгуты.
• На ремне предусмотрено специальное покрытие, которое не даёт детали быстро изнашиваться и провоцировать проскальзывания.
• Один из пары шкивов ведущий. Он соединяется с коленвалом ДВС, выступает как преобразователь энергии.
• Ведомый шкив соединяется с колёсами машины.
• У шкивов предусмотрен переменный диаметр. Когда скорость маленькая, диаметр ведущего шкива минимальный, а у ведомого он максимальный. Если скорость средняя, то диаметр двух шкивов выравнивается. Меняя размеры шкивов, меняется показатель передаточного числа.
• Всех механизмом управляет специальная электроника, собирающая информацию со множества датчиков.

Что же касается тороидного типа коробки, то она встречается в основном на автомобилях с полным и задним приводом. Тороидный CVT считается более сложным устройством.

• Здесь шкивы заменены на диски, которые вытянуты в форму конуса с одной из сторон.
• По отношению друг к другу диски направляются своими острыми концами.
• Верхний диск ведущий, а нижний ведомый.
• Задачи ремня выполняют специальные ролики, которые располагаются по разные стороны непосредственно между дисками, двигаясь вдоль изгибов.
• При синхронном поднятии повышается передача. Когда они опускаются к диску (ведомому), происходит понижение передачи.
• Передача усилия осуществляется за счёт трения, то есть ролики между дисками начинают тереться.

В плане надёжности тороидные коробки лучше клиноременных. Но всё меняет один ключевой недостаток. Это непригодность к ремонту. При возникновении неисправностей требуется полная замена вариатора.

Цепной вариатор является разновидностью клиноременной коробки. Существенных отличий здесь нет. Просто вместо ремня применяется цепь из стали.

Этот тип вариатора называют клиноцепным, и его разработали в компании Audi. Характерной особенностью считается внушительный срок службы, высокий уровень надёжности и устойчивость к нагрузкам. Такие CVT актуально ставить на грузовой транспорт.

Вот и получается, что среди всех существующих вариантов, лишь клиноременной вариатор получил широкое распространение и применяется на большинстве автомобилей.

Как определить, какая КПП установлена в автомобиле

Современные КПП, включая роботизированные коробки, очень похожи друг на друга внешне: даже бесступенчатая имитирует «автомат» (имеет селектор и стандартную шкалу скоростей). И всё-таки определить, установлен в ТС вариатор или другая коробка передач, можно

Обратите внимание на:

• информацию в документах на машину,
• описания модели вашего автомобиля из Интернета,
• табличку, расположенную на кузове ТС.

Информация о трансмиссии содержится в инструкции по эксплуатации автомобиля, в технической документации. Также об установленном устройстве можно узнать по vin-номеру ТС (идентификационный номер указывают в свидетельстве о ТС и в паспорте ТС). Существуют специальные веб-сервисы, которые по VIN-коду выдают информацию о комплектации автомобиля.

Не всегда стоит прибегать к услугам платных онлайн сервисов (далеко не каждый даст нужную информацию). Стоит поискать сведения о трансмиссии через поисковую систему. Большинство моделей разных марок подробно описаны в Интернете. Но, если информации о трансмиссии нет, остаётся ещё один вариант – обозначения на табличке.

Обозначения представляют собой набор цифр и букв, расшифровать которые поможет продавец-консультант (если вам необходимо докупить запчасти). Этой информации достаточно, чтобы заказать комплектующие. Если вдруг табличка утеряна или на ней стерлись буквы, такая же расположена на корпусе самого устройства. Сведения о трансмиссии узнает мастер, когда доберется до корпуса (в случае техобслуживания или ремонта).

Подкапотная табличка Subaru

Подкапотная табличка Audi

Подкапотная табличка Nissan

Вариатор ‒ преимущества и недостатки

С каждый днём всё больше и больше автомобилей оснащаются вариаторами, которые обладают порой очень и очень заманчивыми достоинствами не только для водителя, но и для экологии. Рассмотрим же основные преимущества и недостатки данного вида трансмиссии:

Преимущества:

• плавность хода: движение на автомобилях с вариаторами будет исключено от рывков и прочих неприятностей переключения передач;
• постоянное поддержание оптимальной мощности автомобиля;
• меньший расход топлива, как следствие использования оптимальной мощности;
• больший КПД трансмиссии, обусловленный малыми потерями мощности по сравнению с классическими автоматами;
• работа двигателя в наилучшем диапазоне оборотов;
• уменьшение вредных выбросов в атмосферу;
• нехитрая конструкция и меньший вес, нежели у обычных автоматов.

Недостатки:

• требовательность к более частому периодическому обслуживания вариатора, который заключается в быстром износе ремня (не относится к клинноцепным вариаторам). Ресурс ремней ограничен 50-60 тысячами километров, а может и того меньше в зависимости от производителя и модели. В классических автоматах лишь диагностику рекомендуется проводить при пробегах 60-100 тыс. км ( в зависимости от модели);
• ограничение мощности используемых двигателей, как следствие непригодность использования в тяжелых внедорожниках и подобного рода машин;
• несмотря на простоту конструкции, она имеет достаточно малый ресурс, потому общий срок службы их достаточно невелик;
• сложности с сервисным обслуживанием вариатора, которые связаны с 1-ым и 3-им пунктами из списка недостатков и как следствие ремонт узла составляет больше проблем чем его замена, а стоимость замены может составлять от трети до половины стоимости самого автомобиля;
• эффект “подтупливания” вариатора, выражаемый в том, что изменение передаточного числа происходит не мгновенно, а с некоторой паузой в 1-2 секунды.

В конечном итоге, если у вас во главе угла стоит надёжность, то стоит не задумываясь выбирать классическую автоматическую коробку переключения передач. Даже имея более сложное устройство она имеет больший ресурс.

В результате качественная автоматическая коробка стоит больших денег, на фоне их варитор менее дрогой. Однако неоспоримым плюсом данного типа трансмиссий является плавность хода автомобиля, оптимальное использование его мощности, экономичность и бодрая динамика.

Потому имея запас из бесчисленных вариантов передаточного числа мы имеем возможность либо стремительно рвануть с места, используя весь крутящий момент двигателя, либо же очень плавно и спокойно перемещаться, расходуя оптимальный ресурс автомобиля и экономя топливо.

На современном этапе автомобилестроения выявляется тенденция роста числа передач у гидротрансформаторных автоматических трансмиссий. Так последние автомобили представительского сегмента имеют 8-ступенчатые автоматы, что сделано с целью сохранения хорошей динамики и для уменьшения расхода топлива. Вероятно, что с ростом технического прогресса, количество передач будут увеличиваться. Однако при всём этом вариатор имеет такие качества, до которых едва ли дойдёт обычный автомат с ограниченным количеством передач.

Поделиться
Твитнуть
Запинить
Нравится
Класс
WhatsApp
Viber
Телеграмка

Разновидности конструкции

Разбираясь, что такое вариатор, стоит учесть, что существует несколько разновидностей данного устройства. Основные типы, различающиеся конструктивно:

• Клиноременный. Он является наиболее распространенным. Коробка оснащается специальными шкивами, связанными друг с другом ремнем. Элементы могут перемещаться по горизонтали, их форма конусообразная, острый конец направлен в разные стороны. Когда двигатель работает, и его обороты изменяются, центробежная сила заставляет ведущий шкив перемещаться и выталкивать ремень, второй шкив в это время тянет ремень на себя. В современных устройствах может применяться электроника: чаще всего это сервоприводы и комплект датчиков. Водитель не замечает во время езды, как меняется передаточное число управляемой им техники.

• Тороидный. Он оснащен конусовидными дисками, направленными в разные стороны. Один диск является ведущим, второй – ведомым. Между собой их соединяют ролики, которые при наборе или уменьшении оборотов мотора перемещаются по изгибу дисков, изменяя таким образом передаточное отношение. Когда ролики контактируют с ведущим элементом по наибольшему радиусу, а с ведомым – по наименьшему, происходит повышение передачи, снижение выполняется наоборот. Если ролики занимают центральное положение, передача осуществляется прямая.

Принцип работы клиноременной КПП

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

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

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

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

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

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

О конструкции

Прежде чем решить, нужно ли водителю авто, на которое установлен вариатор, требуется разобраться, что это такое. Не стоит путать это изобретение с коробкой-автоматом. Он не имеет ступеней, может переключаться за счет этого плавно, без толчков. При этом переключение передачи происходит автоматически, и водителю не приходится принимать в этом участие. Шестерни в этом устройстве тоже нет, оно устроено довольно просто.

Где применяется вариатор?

Эти виды КПП используются на автомобилях, скутерах, мототехнике. Основной особенностью является плавный набор скорости, поэтому его не ставят на мощные машины, способные набрать сотню за несколько секунд. Встретить такую коробку передач можно на водном транспорте, который работает при небольших нагрузках. Иногда агрегат устанавливают на производственные станки.

Устройство и принцип работы вариатора

Вопросы о том, каково устройство вариатора и каков принцип его работы, будут разобраны подробнее. Но сначала необходимо обозначить, каковы основные элементы конструкции.

Основные компоненты

В состав вариаторной трансмиссии входят ведущий и ведомый шкивы, соединяющий их ремень (цепь или ролик), система управления. Шкивы расположены на валах и выглядят как две половинки конической формы, обращенные друг другу вершинами конусов. Особенность конусов состоит в том, что они могут сходиться и расходиться в заданном диапазоне. Точнее, двигается один конус, а другой остается неподвижным. Движение шкивов на валах контролируется системой управления, которая получает данные от бортового компьютера автомобиля.

Также основными компонентами CVT являются:

• гидротрансформатор (отвечает за передачу крутящего момента от двигателя на первичный вал трансмиссии);
• гидроблок (подает масло к вращающимся шкивам);
• фильтры для защиты от выработки металла и отложений;
• радиаторы (отводят тепло от коробки);
• планетарный механизм, обеспечивающий реверсное движение авто.

Клиноременный вариатор

Клиноременной вариатор представлен двумя сдвигающимися и раздвигающимися шкивами, соединенными металлическим ремнем. За счет уменьшения диаметра ведущего шкива происходит одновременное увеличение диаметра ведомого, что свидетельствует о понижающей передаче. Увеличение диаметра ведущего шкива дает повышающую передачу.

Изменение давления рабочей жидкости влияет на перемещение конуса ведущего шкива. Ведомый шкив меняет диаметр благодаря натянутому ремню и возвратной пружине. Даже незначительное изменение давления в трансмиссии сказывается на передаточном отношении.

Устройство ремня

Ремень CVT в форме ленты состоит из металлических тросов или полос. Их количество может доходить до 12 штук. Полосы находятся друг над другом и скрепляются между собой при помощи стальных скоб. Сложная форма скоб позволяет не только скрепить полосы, но и обеспечить необходимый для работы трансмиссии контакт со шкивами.

Защита от быстрого износа обеспечивается покрытием. Оно же не дает ремню проскальзывать по шкивам во время работы. В современных автомобилях нерентабельно применять кожаные или силиконовые ремни по причине малого ресурса детали.

Клиноцепной вариатор

Клиноцепной вариатор похож на клиноременной, только роль передатчика между ведущим и ведомым валами играет цепь. За передачу крутящего момента отвечает торец цепи, который касается конической поверхности шкивов.

Принцип его работы точно такой же, как у трансмиссии с ременной передачей.

Устройство цепи

Цепь состоит из металлических пластин, каждая из которых имеет соединительные ушки. За счет подвижного соединения между собой пластины в конструкции цепи обеспечивают гибкость и сохраняют крутящий момент на заданном уровне. За счет расположенных в шахматном порядке звеньев цепь имеет высокую прочность.

Усилие на разрыв у цепи выше, чем у ремня. Пластины с ушками изготавливают из сплавов, противостоящих быстрому износу. Замыкаются они при помощи вкладышей, форма которых является полуцилиндрической. Конструктивная особенность цепей – они могут растягиваться. Этот факт сказывается на работе бесступенчатой трансмиссии, поэтому требует пристального внимания во время проведения планового ТО.

Тороидальный вариатор

Тороидальный тип коробки передач CVT встречается реже. Примечательная особенность устройства состоит в том, что вместо ремня или цепи здесь используются вращающиеся ролики (вокруг своей оси, маятниковыми движениями от ведущего шкива к ведомому).

Принцип работы заключается в одновременном передвижении роликов по поверхности половинок шкивов. Поверхность половинок имеют форму тороида, откуда и название трансмиссии. Если контакт с ведущим диском реализуется на линии наибольшего радиуса, то точка контакта с ведомым диском будет лежать на линии наименьшего радиуса. Такое положение отвечает режиму повышающей передачи крутящего момента. При перемещении роликов к ведомому валу происходит понижение передачи.

Достоинства и недостатки вариатора

Все преимущества группируются вокруг бесступенчатого характера выбора передачи, как главного принципа работы вариатора:

• полная незаметность переключений без принятия специальных мер, заметить смену чисел можно только по положению стрелки тахометра, отсюда комфорт и отсутствие разрушающих рывков в трансмиссии;
• возможность всегда выбрать самый оптимальный режим мотора для данной скорости и степени нажатия акселератора, не затуманенный дискретным характером всех прочих коробок;
• прогнозируемость работы, быстрые реакции на управление тягой, возможность реализации широкого набора стилей вождения, хорошая адаптация под водителя;
• минимальные потери на трение в трансмиссии, отсюда дополнительная экономия топлива;
• сберегающий режим для двигателя, который всегда находится в нужном диапазоне оборотов;
• ровная тяга в условиях пониженного сцепления с дорогой, отсутствие провокаций на срыв в скольжение, малая потеря скорости при мобилизации повышенного крутящего момента;
• лёгкость выполнения экологических норм за счёт простоты выбора режимов мотора;
• широкий диапазон передаточных чисел, особенно в гибридном исполнении;
• максимальное использование мощности при динамичном разгоне;
• компактность и малая масса всей конструкции.

Без недостатков не бывает, а их у CVT немало, и они также определены тем, как работает вариатор, и какие сложности возникают у его конструкторов:

• проблемы с передачей большой мощности, несмотря на проникновение бесступенчатых передач даже в премиальные сегменты, до грузовиков такие трансмиссии ещё не добрались и вряд ли доберутся;
• некоторая психологическая монотонность разгона на максимуме, когда мотор выходит сразу на номинальные обороты, на которых и зависает, приходится даже делать искусственное разбиение на виртуальные передачи, имитируя дискретное переключение;
• недостаточная долговечность ремня и шкивов, с чем производители пытаются бороться с переменным успехом;
• высокая цена вариаторного масла, этот недостаток постепенно нивелируется, да и остальные масла недёшевы;
• склонность к перегреву в предельных режимах;
• проблемы с буксировкой прицепов и движением при повышенном сопротивлении со стороны дороги, подъёмы и глубокая грязь;
• высокая цена деталей при ремонте.

Можно сказать, что новая машина с CVT порадует водителя однозначно, но по мере выработки ресурса сомнения усиливаются, начинаются более реальные размышления на тему вариатор, плюсы и минусы. Что усугубляется пока ещё низкой популярностью вариаторных комплектаций на вторичном рынке.

Вредные факторы

Перед тем, как купить машину с вариатором, следует для себя
уяснить некоторые моменты того, чего коробка не любит и это однозначно скажется
на снижении ресурса:

— агрессивную езду;

— движение с непрогретой коробкой;

— монотонные движения в пробках;

— быструю езду по трассе (в таком режиме греется сильнее
всего);

— буксировку другого авто или прицепа.

— пробуксовку колес с резким «зацепом» за твёрдое покрытие.

Если кратко, то вариатор плох тем, что терпеть не может
резкие и монотонные нагрузки и большой крутящий момент. Логично предположить,
что и масса автомобиля тоже играет большую роль. Чем больше вес машины, тем
больше нагрузка на трущиеся части. Однако, это не всегда так. Зачастую крупные
машины с моментными двигателями комплектуются более прочными цепными CVT, как например, Infiniti JX, Nissan Murano и
Nissan
Teana с двигателем 3.5 литра.

Отсюда возникает логичный вопрос. Не слишком многого вариатор от нас хочет? Традиционные автоматы не такие хлипкие. Выбирайте. Просто учитывайте, что за экономичность и полноценную реализацию крутящего момента двигателя бесступенчатая трансмиссия с вас возьмет плату.

Покупка подержанного автомобиля с CVT наиболее опасна, так как проверить остаточный ресурс вариатора безразборным методом невозможно, останется уповать только на то, что предыдущий владелец ездил аккуратно и обслуживал как надо. Есть, конечно, способы самостоятельной проверки вариатора. Но гарантий никто не даст. Даже официальные дилеры полагаются на то, если машина едет без приключений, ошибок нет, значит коробка исправна. Придется жить либо в надежде, либо в ожидании. Уверенность в завтрашнем дне не для владельцев вариатора.

Устройство вариаторной коробки передач

В состав каждого шкива входят по два конуса 20°, которые отцентрированы вершинами относительно друг друга. Клиновидный ремень вариатора входит в меж-конусное пространство. Свое название ремень получил, благодаря оригинальной форме сечения в виде буквы V. Такой профиль позволяет увеличить площадь контакта, силу трения между ремнем и шкивами вариатора.

Сближение конусов приводит к увеличению диаметра шкива. Соответственно, при их разведении – он уменьшается (эффект переменного рабочего диаметра шкива). Шкивы переменного диаметра расположены строго попарно. Один из них – ведущий (входной), он является продолжением коленчатого вала силового агрегата. Ведущий шкив вариатора передает вращение на второй (ведомый) шкив, элементы коробки передач, трансмиссию, колеса автомобиля.

Существует термин «радиус основного тона», он характеризует расстояние от ремня до центров клиновидных шкивов. Когда шкивы вариатора разведены и находятся максимально далеко друг от друга, этот параметр минимален. При максимальном сближении конусов ремень перемещается к наружному краю, увеличивая радиус. Отношение радиусов основного тона, ведущего и ведомого шкивов, регулируется специальным устройством бортового компьютера.

Изменяя радиусы охвата на ведущем и ведомом шкивах, можно получить бесконечное множество значений передаточного числа вариатора. В коробке передач CVT шкивы, размещенные на ведущем и ведомом валах, оборудованы специальным гидроприводом, при помощи которого конусообразные половинки синхронно сдвигаются/раздвигаются. При этом передаточное число вариатора изменяется в широких диапазонах.

Чтобы обеспечить движение автомобиля в режиме заднего хода, в конструкцию коробки вариатор включен набор шестерен (планетарный механизм). При помощи включения зубчатых зацеплений в заданном порядке, выходной вал вариатора может изменять направление вращения.

Помимо трех основных компонентов, описанных выше, в состав системы электронного управления вариатора также входят различные датчики, микропроцессоры. Бортовой компьютер, встроенный в трансмиссию, управляет положением конусообразных шкивов вариатора, исходя из нагрузок и скорости передвижения транспортного средства.

Устройство тороидального вариатора

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

Схема устройства и принципа действия тороидального вариатора:

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

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

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

Как определить, какое устройство установлено в автомобиле?

Машины с АКПП отличаются от вариатора, и это в первую очередь заметно при эксплуатации транспортного средства. Коробка-автомат в литературе обозначается как АТ, а вариатор – CVT. Узнать, какой именно у вас автомобиль, можно из прилагающихся к нему документов, например сервисной книги. Если авто не новое, сделать это можно при помощи информации в интернете, кроме этого, имеются внешние признаки, позволяющие отличить одну трансмиссию от другой. Они имеют разные органы управления.

Заметить разницу можно и при правлении машиной. Разгон CVT происходит плавно, нет рывков, переключение происходит незаметно. На автомобилях с автоматом или роботом переключение слышимо, заметно по небольшим толчкам

Кроме этого, можно обратить внимание на работу тахометра: обороты будут меняться довольно резко. Например, CVT Renault Arkana имеет специальный режим, который позволяет на низкой скорости управлять переключением передач вручную