Что значит вариаторная коробка: вариатор или автоматическая коробка передач?

Содержание

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.

Содержание статьи

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.

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:

Входной «движущий» ворот с изменяемым диаметром;
Выходной «движимый» ворот с изменяемым диаметром;
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.

Контрактный вариаторная коробка передач для автомобилей CVT в Самаре

Вариаторная коробка передпч

Многие говорят, что Вы не можете преподавать старой собаке новые уловки. Но непрерывно переменная передача (вариатор), который Леонардо да Винчи осмыслял больше чем 500 лет назад и теперь заменяет планетарные автоматические коробки передач в некоторых автомобилях, является одной старой собакой, которая определенно изучила несколько новых уловок. Действительно, с тех пор, как первый тороидальный патент непрерывно переменная передача (вариатор) был подан в 1886, технология была очищена и улучшена. Сегодня, несколько производителей автомобилей, включая General Motors, Ауди, Хонду и Ниссан, проектируют свои трансмиссии вокруг CVT.
Галерея Изображения Передачи

Любезность фотографии Nissan
Двигатель Nissan HR15DE с Xtronic CVT. См. больше

В этой статье мы исследуем, как непрерывно переменная передача (вариатор) работает в типичном тыловом колесе, которое везут автомобилем, отвечая на несколько вопросов на пути:

Как вариатор сравнивается с обычной, планетарной автоматической передачей?
Какие части это имеет и как те части работают?
Какие преимущества делают предложение вариаторов по обычным автоматическим передачам? Что относительно неудобств?
Каков ведущий опыт как в автомобиле с вариатором?
Какой делает, и модели включают вариаторы?
Любые другие заявления для вариаторов кроме автомобилей?

Во-первых, мы будем смотреть на то, как вариаторные коробки сравнивается с традиционной автоматической коробкой передач (АКПП).

Основы Передачи

— Если Вы читали о структуре и функции автоматических передач в том, Как работает Автоматическая Коробка Передач, то Вы знаете, что работа по передаче состоит в том, чтобы изменить отношение скорости между двигателем и колесами автомобиля. Другими словами, без передачи, у автомобилей только был бы один механизм, который позволит автомобилю ехать на желательной главной скорости. Предположите на мгновение вести автомобиль, у которого только были первая передача или автомобиль, у которого только был третий механизм. Прежний автомобиль ускорился бы хорошо от полной остановки и будет в состоянии подняться на крутую гору, но его главная скорость была бы ограничена только несколькимикилометрами в час. Последний автомобиль, с другой стороны, управлял бы в 120 км. в час вниз шоссе, но у этого не будет почти никакого ускорения, когда начинающийся и не было бы в состоянии подняться на горку.

Таким образом передача использует диапазон механизмов — от низко до высокого — чтобы сделать более эффективное использование вращающего момента двигателя как ведущее изменение условий. Механизмы могут быть заняты вручную или автоматически.

Мерседес-Benz CLK автоматическая коробка передач (АКПП).

В традиционной автоматической коробке передач, механизмы — блокировка, имеющие зубчатые колеса, что помощь передает и изменяет ротационное движение и вращающий момент. Комбинация планетарных механизмов создает все различные передаточные отношения (число), которые может произвести, типично четыре передовых механизма и один реверсор. Когда этот тип циклов передачи через ее механизмы, водитель может чувствовать толчки, поскольку каждый механизм занят.

Основы вариаторных коробок
В отличие от традиционных автоматических коробок передач (АКПП), у непрерывно переменных передач нет коробки передач с числом набора механизмов, что означает, у них нет взаимосвязанных имеющих зубчатые колес. Самый общий тип вариатора воздействует на изобретательную систему шкива, которая позволяет бесконечную изменчивость между самыми высокими и самыми низкими механизмами без дискретных шагов или изменений.

Если Вы задаетесь вопросом, почему слово «механизм» все еще появляется в объяснении вариаторных коробок, помните, что вообще говоря, механизм обращается к отношениюмашинной скоростной карданного вала. Хотя вариаторы изменяют это отношение, не используя ряд планетарных механизмов, они все еще описаны как наличие низко и высокие «механизмы» ради соглашения.

Затем, мы будем смотреть на различные типы вариаторов: основанный на шкиве, тороидальный и гидростатический.

Основанный на шкиве вариаторов

Основанный на шкиве CVT

Сравнив с планетарную автоматическую коробку передач, и Вы будете видеть сложный мир механизмов, тормозов, дисков и управляющих устройств. В сравнении, непрерывно переменная передача — исследование в простоте. У Большинства вариаторных коробок только есть три основных компонента:

Мощный металлический или резиновый пояс
Введенный переменной «ведущий» шкив
Продукция «, которую везут» шкивом
У вариаторних коробок также есть различные микропроцессоры и датчики, но три компонента, описанные выше, являются ключевыми элементами, которые позволяют технологии работать.

Шкивы переменного диаметра — сердце вариаторных коробок передач. Каждый шкив сделан из двух встреч конусов с 20 степенями. Пояс едет в углублении между этими двумя конусами. V-пояса предпочтены, если пояс сделан из каучука. V-пояса получают свое название от факта, что пояса имеют поперечное сечение, которое увеличивает фрикционную мощ пояса.

Когда два конусных шкива далеко друг от друга (когда диаметр увеличивается), поездки пояса ниже в углублении, и радиус петли пояса, идущей вокруг шкива, становится меньшим. Когда конусы близко друг к другу (когда диаметр уменьшается), пояс едет выше в углублении, и радиус петли пояса, идущей вокруг шкива, становится большим. Вариаторная коробна может использовать гидравлическое давление, центробежную силу или весеннюю напряженность, чтобы создать силу, необходимую, чтобы приспособить половины шкива.

Шкивы переменного диаметра должны всегда входить в пар. Один из шкивов, известных какшкив двигателя (ведущий шкив), связан с коленчатым валом двигателя. Ведущий шкив также называют входным шкивом, потому что это — где энергия от двигателя входит в передачу. Второй шкив называют ведомым шкивом, потому что первый шкив поворачивает это. Как шкив продукции, ведомый шкив передает энергию карданному валу.

Расстояние между центром шкивов туда, где пояс вступает в контакт в углублении, известно как радиус подачи. Когда шкивы далеко друг от друга, поездки пояса ниже и уменьшения радиуса подачи. Когда шкивы близко друг к другу, пояс едет выше и увеличения радиуса подачи. Отношение радиуса подачи на ведущем шкиве к радиусу подачи на ведомом шкиве определяет механизм.

Когда один шкив увеличивает свой радиус, другие уменьшения его радиус, чтобы держать пояс напряженным. Поскольку эти два шкива изменяют свои радиусы относительно друг друга, они создают бесконечное число передаточных отношений — от низко до высокого и все промежуточный. Например, когда радиус подачи является маленьким на ведущем шкиве и большим на ведомом шкиве, тогда вращательная скорость ведомых уменьшений шкива, приводящих к более низкому «механизму». Когда радиус подачи является большим на ведущем шкиве и маленьким на ведомом шкиве, тогда вращательная скорость ведомых увеличений шкива, приводящих к более высокому «механизму». Таким образом, в теории, у вариаторних коробок есть бесконечное число «механизмов», которые это может пробежать в любое время, на любой скорости двигателя или транспортного средства.

Простота и плавность вариаторов, делают их идеальной передачей для множества машин и устройств, не только автомобилей. Вариаторные коробки использовались в течение многих лет в электроприборах. Они также использовались во множестве транспортных средств, включая тракторы, снегоходы и моторные скутеры. Во всех этих заявлениях передачи положились на высокоплотные резиновые пояса, которые могут уменьшиться и простираться, таким образом уменьшая их эффективность.

Введение новых материалов делает вариаторних коробок передач еще более надежный и эффективный. Один из самых важных авансов был проектом и развитием металлических поясов, чтобы соединить шкивы. Эти гибкие пояса составлены из несколько (типично девять или 12) тонкие группы стали, которые скрепляют высокую силу, части формы бабочки металла.

Металлический проект пояса

Тороидальный вариатор

Другая версия вариатора — заменяет пояса и шкивы с роликами и дисками.

Nissan Extroid тороидальный вариатор

Хотя такая система кажется решительно различной, все компоненты походят на систему пояса-и-шкива и приводят к тем же самым результатам — непрерывно переменная передача. Вот то, как это работает:

Один диск соединяется с двигателем. Это эквивалентно ведущему шкиву.
Другой диск соединяется с ведущим валом. Это эквивалентно ведомому шкиву.
Ролики, или колеса, расположенные между дисками, действуют как пояс, передавая власть от одного диска до другого.

Колеса могут вращаться вдоль двух осей. Они вращаются вокруг горизонтальной оси и наклона в или вокруг вертикальной оси, которая позволяет колесам касаться дисков в различных областях. Когда колеса находятся в контакте с ведущим диском около центра, они должны связаться с ведомым диском около оправы, приводящей к сокращению скорости и увеличению вращающего момента (то есть, низкий механизм). Когда колеса касаются ведущего диска около оправы, они должны связаться с ведомым диском около центра, приводящего к увеличению скорости и уменьшению во вращающем моменте (то есть, механизм перегрузки). Простой наклон колес, тогда, с приращением изменяет передаточное отношение, предусматривая гладкие, почти мгновенные изменения отношения.

Гидростатический вариаторная каробна

И шкив и V поясы вариатора и тороидальный вариатор — примеры фрикционных вариаторов, которые работают, изменяя радиус пункта контакта между двумя вращающимися объектами. Есть другой тип вариатора, известного как гидростатический вариатор, который использует насосы переменного смещения, чтобы изменить поток жидкости в гидростатические двигатели. В этом типе передачи вращательное движение двигателя управляет гидростатическим насосом на ведущей стороне. Насос преобразовывает вращательное движение в поток жидкости. Тогда, с гидростатическим двигателем, расположенным на ведомой стороне, поток жидкости преобразован назад во вращательное движение.

Часто, гидростатическая коробка передач объединена с планетарным редуктором итисками, чтобы создать гибридную систему, известную как гидромеханическая передача. Гидромеханические передачи передают мощь с двигателя на колеса в трех различных способах. В низкой скорости мощь передана гидравлически, и в высокой скорости, сила передана механически. Между этими крайностями передача использует и гидравлический и механический, означает передавать мощь. Гидромеханические передачи идеальны для сверхпрочных заявлений, который является, почему они распространены в сельскохозяйственных тракторах и вездеходах.

Испытательный Двигатель CVT

Автомобили с вариаторной коробкой CVT были распространены в Европе в течение многих лет. Но это требовало времени для технологии, чтобы укрепиться в Соединенных Штатах. Первым автомобилем производства, который предложит вариаторной коробку CVT в Соединенных Штатах, была Subaru Justy.

Subaru Justy

Проданный между 1989 и 1993, Justy никогда не привлекал внимание американских водителей. Так, что различно о более новых CVT-на-основе автомобилях — автомобили как Сатурн Vue, Audi A4 и A6, Nissan Murano и Honda Insight? Лучший способ ответить на тот вопрос состоит в том, чтобы взять один из этих автомобилей для «испытательного двигателя.» Мультипликация ниже, который сравнивает ускорение автомобиля с вариаторной коробкой к одному без, дает Вам хорошее чувство для опыта.

Когда Вы нажимаете на педаль газа педаль автомобиля с непрерывно переменной передачей, Вы немедленно замечаете различие. Двигатель увеличивает скорость к оборотам в минуту, в которых он производит большинство власти, и затем это остается там. Но автомобиль немедленно не реагирует. Тогда, мгновение спустя, передача умирает, ускоряя автомобиль медленно, устойчиво и без любых изменений. В теории автомобиль с вариаторной коробкойдолжен достигнуть 60 миль в час (100 км/часы) на 25 процентов быстрее чем тот же самый автомобиль с тем же самым двигателем и ручной передачей.

Поэтому вариаторная коробкапреобразовывает каждый пункт на операционной кривой двигателя к соответствующему пункту на его собственной операционной кривой. Если Вы смотрите на кривую выходной мощности для автомобиля без вариаторной коробкой, Вы можете видеть это, чтобы быть верными. Заметьте, что тахометр в этой ситуации показывает обороти двигателя вверх и вниз с каждым изменением механизма, которое зарегистрировано как шип в кривой выходной мощности (и который водитель чувствует как толчок). Вариаторная коробка одинаково эффективны на холмах. Нет никакой «охоты механизма,», потому что циклы вариаторной коробкой вниз к передаточному отношению приспосабливают для ведущих условий. Обычная автоматическая передача перемещает назад и вперед попытку найти правильный механизм, который намного менее эффективен. Со всеми их преимуществами у вариаторной коробки действительно есть немного недостатков. В Соединенных Штатах они все еще пытаются преодолеть проблему изображения. Subaru Justy, например, была известна как робкий микроавтомобиль. Традиционно, ременной привод,вариаторов были ограничены в количестве вращающего момента, с которым они могли обращаться и были большими и более тяжелыми чем их автоматические и ручные копии. Технологические авансы поместили вариаторов в царство их соревнования — вариаторнаяNissan Murano может обращаться с его 3.5-литровым, 245-лошадиной силой двигателем V6 — но первые впечатления трудно преодолеть.

ВАРИАТОРНЫЕ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ CVT

• GENERAL MOTORS SATURN CVT 2002-OnVT20E, VT25E
• FORD CTX1, CTX2 ( CVT )
• FORD CVT (CFT30 ZF) 2005-On
• FIAT JAPAN ECVT 1993-On
• BORG WARNER DUAL SHAFT (AUDI)
• HONDA CVT 1996-On
• MERCEDES 722.8 ECVT 2004-On A CLASS, B CLASS
• MITSUBISHI F1C1 CVT 2007-On
• NISSAN RE0F06A CVT 1996-On Primera, Tino, Bluebird, Sunny (NonUS)
• NISSAN RE0F09A CVT JATCO ATCU JF010E 3.0L, 3.5L 2003-On
• NISSAN RE0F10A CVT JATCO JF011E 2.0L, 2.4L, 2.5L 2007-On Nissan, Suzuki, Mitsubishi, Dodge, Jeep
• NISSAN / FIAT RE0F21A CVT SERENA, MARCH, CUBE 2000-09, MICRA 2003-09 PUNTO, PALIO, UNO 2003-09
• JATCO JF011E 2007-On 2.

0L, 2.4L, 2.5L Nissan, Suzuki, Mitsubishi, Dodge, Jeep
• SUBARU CVT «REX» 1989-On
• VOLKSWAGEN AUDI 01J CVT 2001-On
• Z F MINI CVT 2003-On

что это такое, типы КПП и общие сведения, надежность коробки передач, видео о достоинствах и недостатках

Вариаторная КПП — особый вид трансмиссии, которым стали оснащаться импортные автомобили не так давно. Из этой статьи вы сможете узнать, какие имеет вариатор плюсы и минусы и что может сломаться в агрегате. А также о правилах эксплуатации и обслуживания автомобилей с такими КПП.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Устройство и принцип работы вариатора

Сначала предлагаем узнать, что такое коробка передач вариатор в машине и как понять принцип ее работы. CVT — это бесступенчатая коробка передач, которая визуально напоминает обычную АКПП, по одному внешнему виду различить эти типы невозможно.

Схема устройства КПП в разрезе

Основные составляющие компоненты агрегата:

Шкивы КПП. Обычно в коробках передач CVT используется два шкива — ведущий и ведомый. Первый соединяется с силовым агрегатом, передающим крутящий момент на трансмиссию. Второй предназначен для передачи этого момента на ведущие колеса. Конструктивно шкивы состоят из двух конусов, которые монтируются так, что направлены острыми сторонами друг к другу. Во время работы КПП половинки шкивов сдвигаются и раздвигаются посредством использования привода. Между собой эти элементы соединяются при помощи клиновидного ремешка.
Ремень. Обычно он выполнен в виде стальной ленты, на которую монтируются трапециевидные пластины из металла. В коробках передач CVT Ауди вместо ремешка используется цепь.
Сервоприводы. Система этих устройств используется для сдвигания, а также раздвигания конусов шкивов. Она управляется центральным процессором, а положение конусных элементов определяется частотой оборотов мотора и скоростью, с которой передвигается машина.
Управляющий модуль или автоматика. Это устройство предназначено для контроля работоспособности всех систем CVT. Управляющий модуль выполняет функцию определения положения конусов в определенный момент времени. Также автоматика используется для разъединения и соединения коленчатого вала и ведущего шкива.
Устройство для соединения коленчатого вала и шкива. Такие системы могут быть разными, все зависит от производителя авто. Часто в вариаторных автоматах используются центробежные или электромагнитные сцепления. Производители машин могут оснащать транспортные средства гидротрансформаторными устройствами либо многодисковыми сцеплениями.

Что касается принципа действия, то он заключается в одновременном изменении диаметров шкивов. Их размеры меняются в соответствии с режимом функционирования силового агрегата. Когда транспортное средство начинает движение, диаметр ведущего шкива минимальный, поскольку конические диски полностью разъединены. А размер ведомого шкива наибольший, поскольку конические элементы сжаты. Когда увеличивается количество оборотов мотора машины, диаметр ведущего шкива начинает возрастать, а ведомого — снижаться, что приводит к изменению передаточного числа. При увеличении скорости машины трансмиссия автоматически поддерживает необходимое количество оборотов ДВС, что позволяет агрегату реализовать максимальную мощность и обеспечить хорошую динамику транспортного средства в целом.

Схема изменения размеров валов

Ремень вариатора

В зависимости от разновидности агрегата, виды ремешков могут быть разными. Чем плох текстильный ремень для вариатора, так это тем, что его срок службы слишком низкий для работы в таких условиях. Обычные ремешки быстро изнашиваются и обрываются, поэтому разработчики вариаторной коробки передач использовали специальные изделия со сложной структурой.

Вместо ремня может использоваться стальная лента, оснащенная специальным покрытием. Либо же это может быть совокупность лент со сложной структурой и наличием множества металлических элементов в виде трапеции. Края трапециевидных деталей соприкасаются со шкивами, что позволяет обеспечить хорошие толкающие характеристики и возможность передачи мощности. При работе в таких условиях обычный ремешок уже износился бы и порвался, а металлическая лента, напротив, становится жесткой.

Вместо ремешка может использоваться стальная цепь, состоящая из множества звеньев. Края этой цепи соприкасаются с конусными элементами. Для обеспечения нормальной работы цепь должна смазываться специальным средством. Такая жидкость позволяет менять фазовое состояние при высоком давлении в месте контакта с поверхностью шкива. Благодаря этому цепь позволяет передавать довольно большое усилие без проскальзываний.

Типы вариаторных КПП

Вкратце разберем общие сведения о разновидностях трансмиссий.

Цепные

В цепных устройствах вместо стальной ленты используется цепь, это обеспечивает хорошую гибкость изделия. В месте соприкосновения цепи с рабочей поверхностью конических элементов появляется высокое напряжение. Но оно компенсируется за счет того, что диски выполнены из подшипниковой стали. Такие вариаторы характеризуются наиболее низкими потерями при подаче крутящего момента и самым высоким КПД.

О принципе действия цепного вариатора вы можете узнать из ролика, снятого каналом MotorPage.

Клиноременные

Структура этих устройств включает одну либо две ременные передачи. Каждая из них состоит из двух шкивов, соединенных друг с другом посредством клиновидного ремешка. Сам шкив образуется за счет конических деталей, сдвигающихся и раздвигающихся между собой, что способствует изменению размера шкива. Конусы сближаются за счет величины давления, усилия, подаваемого пружинами, а также центробежной силы. Диски устанавливаются под углом 20 градусов, это способствует перемещению ремешка по поверхности с минимальным сопротивлением.

Тороидальные

Такие трансмиссионные агрегаты состоят из двух соосных шкивов со сферической поверхностью. Между этими компонентами зажаты специальные ролики. С изменением их положения меняется и передаточное число. Сама передача момента осуществляется благодаря силам трения между роликами и рабочими поверхностями колес.

Основные неисправности

Сколько служит вариатор зависит от правильности управления транспортным средством и нюансов использования этого вида КПП.

Устранение проблем

Какие неисправности могут произойти в работе коробки передач:

Проблемы с включением передач. Обычно они обусловлены несоблюдением интервала по замене смазочного материала. Надо вовремя менять масло, чтобы не допустить образования в нем продуктов износа. Если жидкость не меняется своевременно, она теряет свои свойства и не может качественно смазывать трущиеся узлы агрегата.
В вариаторах часто забиваются гидравлические блоки. Из-за этого маслонасос не в состоянии нагнетать оптимальное для системы давление.
Из-за проблем с падением давления валы не в состоянии правильно сжать или разжать ремешок. В результате он начнет пробуксовывать.
При буксовке изделия происходит его быстрый износ, что в итоге приводит к обрыву. Если металлический ремень или цепь разлетится по коробке передач, это приведет к поломке других компонентов трансмиссионной системы.
На работоспособность ремня влияет качество поверхности валов. Если они задираются, это приводит к быстрому износу цепи.

Канал АКПП Технология ремонта обнародовал ролик, в котором продемонстрирована процедура ремонта коробки CVT.

Советы по эксплуатации

Чтобы правильно управлять машиной с вариаторной трансмиссией, надо знать режимы работы агрегата:

P — режим парковки. Его применение допускается при длительной стоянке авто. Все управляющие компоненты агрегата при активации этого положения блокируются. Автомобиль останавливается педалью тормоза, селектор устанавливается в соответствующее положение, затягивается стояночный тормоз, затем отпускается и опять выжимается тормоз. После выполнения этих действий можно включить рычаг коробки в положение паркинга. Важно соблюдать эту последовательность, поскольку в вариаторных трансмиссиях при парковке выполняется блокировка вала, а не колес.
D — режим «Драйв». Основное положение в работе любого вариатора. Этот режим используется для езды машины вперед с плавным переключением скоростей.
N — нейтральная передача. Ее нельзя включать при стоянке в пробках. Активация нейтральной скорости допускается при постановке машины на спуске.
L. При активации этого режима обеспечивается работа силового агрегата на повышенных оборотах, при этом эффективность торможения мотором будет максимальной. Использование положения L допускается при езде в тяжелых условиях, к примеру, на подъемах или по сельской местности.

Фотогалерея

Фото дефектов вариаторной ленты приведены ниже.

1. Расслоение вариаторной ленты в результате износа

2. Обрыв металлического ремня вариаторной КПП

Загрузка …

Преимущества и недостатки

Рассмотрим основные плюсы и минусы вариаторов и неважно, о каком автомобиле идет речь, будь то Ауди или Митсубиси.

Достоинства:

Экологичность агрегата. Автомобили с вариаторными КПП выбрасывают в воздух меньше ядовитых веществ, вредных для окружающей среды.
Экономия горючего, если сравнивать с автоматическими коробками передач.
Плавное переключение передач. Благодаря этому машина едет без рывков и толчков.
Возможность стабильной поддержки оборотов силового агрегата, что увеличивает его ресурс эксплуатации.
При разгоне машины с CVT ускорение происходит постоянно.
Если сравнивать с классическим автоматом, то вариаторной коробке требуется меньше времени для разгона транспортного средства.

Недостатки:

Надежность. В вопросе надежности вариаторные КПП значительно уступают классическим автоматам. Это обусловлено чувствительностью таких коробок передач к ошибкам в эксплуатации.
Необходимость прогрева агрегата при минусовых температурах. Учтите, что зимой CVT прогревается дольше.
Износ ремешка или цепи. Как бы вы правильно ни использовали вариатор, этот элемент все равно изнашивается. Соответственно, требуется его периодическая замена.
Необходимость регулярной смены трансмиссионной жидкости. Чтобы масло могло выполнять функции, его уровень должен быть в норме.
Более высокая стоимость ремонта по сравнению с другими типами КПП.
Вариаторные коробки передач сильно зависимы от работоспособности контроллеров и датчиков.
Эксплуатация авто с CVT не допускается в условиях бездорожья. По отзывам такие агрегаты более чувствительны к агрессивной езде.

Видео «Процесс разбора и ремонта вариаторной коробки»

Канал АКПП Технология ремонта предоставил ролик, в котором описан процесс разбора и ремонта трансмиссионного агрегата.

Коробка передач вариатор что это значит

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.

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.

Читайте также: Чем отличается вариатор от автоматической коробки и что лучше.

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.

Читайте также: Что такое коробка DSG , как она устроена и как работает.

Видео о вариаторной коробке переключения передач

Автоматическая коробка передач может быть представлена роботизированной КПП, классическим автоматом и вариатором. Приобретая машину, автолюбитель задумывается, какой коробке передач отдать предпочтение; что лучше: вариатор или автоматическая коробка передач. Выбирая между вариатором и автоматом, необходимо знать, чем они отличаются, учитывать их плюсы и минусы, а также понимать, какое из устройств надежнее.

Вариаторная коробка передач

Как и любая другая коробка передач, вариатор – это устройство, преобразующее крутящий момент, поступающий от двигателя к колесам. Передача момента осуществляется бесступенчато, в определенном диапазоне регулирования. Довольно часто вариатор обозначают аббревиатурой «CVT» (Continuously Variable Transmission), что в переводе с английского означает «трансмиссия с непрерывно изменяющимся крутящим моментом».

Типы CVT

В зависимости от устройства выделяют следующие основные типы вариаторов:

цепные;
клиноременные;
тороидальные.

Клиноременный вариатор

Наибольшее распространение получил клиноременный вариатор CVT.

Клиноременный вариатор CVT состоит из клиновидного ремня, расположенного между двумя раздвижными шкивами. В процессе движения автомобиля шкивы то сжимаются, то разжимаются, обеспечивая изменение передаточного числа. Главная цель вариаторной коробки – обеспечение плавного бесступенчатого изменения крутящего момента. Это актуально для легковых автомобилей, мотороллеров, снегоходов и прочей техники.

Тороидный вариатор

В цепном вариаторе CVT мощность передается скошенными торцами осей звеньев цепи, а тянущее усилие передает цепь.
В тороидных вариаторах вместо шкивов используются конусовидные диски, вместо ремня – ролики. Они способны передавать больший крутящий момент. Для изготовления деталей для данного типа CVT требуется высокопрочная сталь, что в итоге влияет на его стоимость.

Преимущества и недостатки CVT

Главным преимуществом вариаторной коробки передач является возможность обеспечить непрерывное изменение крутящего момента. Это позволяет достичь лучших показателей расхода топлива и динамики автомобиля.

К недостаткам вариатора относятся:

Невозможность его установки в автомобилях с мощным двигателем.
Максимальные нагрузки, буксировка или систематическая езда на высоких оборотах приведут к быстрому износу ремня вариатора, а соответственно и к поломке CVT.

Управление АКПП осуществляется селектором переключения, расположенным на центральном тоннеле или на рулевой колонке (в американских автомобилях). Перемещение селектора в определенное положение позволяет выбрать нужный режим движения. Дополнительно возможно выбрать особые режимы работы АКПП: зимний, спортивный, экономичный. Разница в расходе топлива при обычном, спортивном и экономичном режимах очевидна.

Классическая АКПП состоит из планетарной коробки передач, системы управления и гидротрансформатора. Автомат может применяться в легковых и грузовых автомобилях, а также автобусах.

Гидротрансформатор состоит из насосного и турбинного колес с расположенным между ними реактором. Насосное колесо связано с коленвалом двигателя, турбинное — с валом КПП. Реактор в зависимости от режима работы свободно вращается или блокируется при помощи обгонной муфты.
Передача крутящего момента от двигателя к КПП происходит потоком жидкости (масла), выбрасываемым лопатками насосного колеса на лопасти турбинного. Зазоры между насосным колесом и турбиной минимальны, а их лопасти имеют специфическую форму, формирующую непрерывный круг циркуляции масла. Таким образом, между двигателем и трансмиссией отсутствует жесткая связь, что способствует плавности передачи тягового усилия.

Гидротрансформатор преобразует скорость вращения и передаваемый крутящий момент в ограниченном диапазоне, поэтому к нему присоединяют многоступенчатую планетарную коробку передач. Она же обеспечивает движение задним ходом.

Переключение передач происходит под давлением масла с помощью фрикционных муфт. Давление между фрикционами в соответствии с алгоритмом работы коробки распределяется при помощи системы электромагнитных клапанов (соленоидов) под контролем блока управления.

Минусами автоматической коробки являются ее высокая стоимость, а также повышенный расход топлива.

Сравнительная характеристика двух видов коробок передач

Какое устройство лучше: вариатор или автомат? Проведем сравнительную характеристику, позволяющую выявить отличия и определить, какая из коробок лучше и надежнее.

Разница между вариатором и автоматом с экономической точки зрения

Какая коробка лучше с точки зрения стоимости эксплуатации: вариатор или автомат? Сравним некоторые показатели.

Трансмиссионная жидкость. Замена масла в CVT происходит чаще, и стоит оно дороже.
Расход топлива. Топливо в машине, оснащенной вариатором, расходуется экономичнее.
Ремонт. Техническое обслуживание и ремонт вариатора обходятся гораздо дороже эксплуатации автомата. CVT является достаточно сложным и «чувствительным» механизмом.

Хотя обслуживать CVT стоит дороже, сама же коробка дешевле автомата. А при правильном использовании коробки она сможет прослужить долго и без ремонта.

Какое устройство лучше с точки зрения надежности

С целью определения степени надежности устройств зададим ряд тяжелых условий:

возможность буксировки;
бездорожье;
высокие скорости;
спортивная езда.

Вариатору не справиться с тяжелыми условиями. Его ремень не выдержит нагрузок. Здесь лучше справится автомат. Стихия CVT – плавное движение без резких ускорений.

Как определить, какое устройство установлено в автомобиле

Необходимо изучить техническую документацию машины. Обозначение вариатора– CVT, автомата – АТ.
Пройдите тест-драйв. Если установлен вариатор, то вы не почувствуете переключений передач. Автомат можно «слушать», следить за его работой по тахометру. CVT работает в одной тональности, размеренно. Однако, возможно наличие специального режима, имитирующего смену передач и позволяющего водителю чувствовать их переключение.

Подведем итог

Сегодня АКПП встречается гораздо чаще, чем CVT. Но у последнего есть большой потенциал. АКПП надежнее применять в автомобилях с высокими мощностями и способных к буксировке прицепов. С точки зрения экономии предпочтительнее выглядит вариатор.

Вариатор или автомат? Выбор за вами. И он будет зависеть от характеристик устройств, являющихся для вас приоритетными. Любите плавную городскую езду на небольшом легковом автомобиле? Ваш выбор – CVT. Если же вы предпочитаете спортивную езду или часто пользуетесь прицепом – тогда вам лучше подойдет автомат.

Вариатор помогает сэкономить топливо и повысить комфорт вождения. Кроме того, он проще и дешевле в производстве, чем обычные автоматические коробки передач. Однако бесступенчатые автоматические коробки передач так и не смогли завоевать рынок. Не каждого устраивает особенность работы вариатора, и – что еще хуже – иногда они ломаются.

CVT – это сокращение от английского Continuously Variable Transmission , что означает бесступенчатая коробка передач. Вариатор – во многих отношениях трансмиссия необычная. Вместо классических зубчатых колес здесь используется стальной ремень или цепь, которая движется между двумя парами конических колес, образующих шкив.

Колеса установлены парой на входных и выходных валах. Каждая коническая пара может сближаться друг с другом или расходиться, благодаря чему бесступенчато меняется радиус шкива, и достигается плавное изменение передаточного отношения. При этом крутящий момент непрерывно передается от двигателя к колесам.

При движении с постоянной скоростью мотор работает на необычно низких оборотах, что и способствует снижению расхода топлива и повышению уровня комфорта. Пользователи автомобилей с CVT подчеркивают исключительную плавность движения – без толчков и рывков при старте. Вариаторы, как правило, меньше и легче классических автоматов. Поэтому они часто применяются в небольших городских автомобилях, особенно японских марок.

Но если все так хорошо, то почему доля автомобилей с CVT так мала? Выделить главную причину довольно сложно. Но многих водителей не устраивает специфическая работа коробок этого типа. Добавляешь газ, и двигатель, громко завывая, выходит на высокие обороты без заметного ускорения. Тихо становится лишь при движении с постоянной скоростью. Автолюбителей, любящих посильней вдавить педаль газа в пол, подобное поведение легкового автомобиля раздражает. Впрочем, так ведут себя, главным образом, бесступенчатые коробки передач из 80-х и 90-х годов.

Примерно 10 лет назад на рынке стали появляться CVT с так называемыми виртуальными передачами. В таком случае каждой из передач назначено определенное взаимное положение конических колес. Выбрать необходимую передачу можно, например, с помощью подрулевых лопаток (весел).

Данное решение используется с 2005 года в автомобилях Audi, оснащенных бесступенчатой трансмиссией Multitronic. В обычном режиме коробка ведет себя, как классический вариатор, т.е. поддерживает высокие обороты при разгоне. А работу «автомата» CVT имитирует только после перехода в спортивный режим.

Конструктивные особенности

Вариаторы, условно, можно разделить на две группы: со стальным ремнем и цепью. В бесступенчатых трансмиссиях присутствует и гидротрансформатор. Он нужен, прежде всего, для старта с места. Примечательно, но Multitronic обходится без него. В этих коробках используется пакет сцеплений и двухмассовый маховик.

Коробка вариатор имеет ряд серьезных ограничений, которые инженеры пока так и не смогли обойти. Например, по конструктивным причинам, ни цепь, ни, тем более, стальной ремень не в состоянии передать высокий крутящий момент. Из-за этого область применения CVT в настоящее время ограничена максимальным крутящим моментом двигателя на уровне 350-400 Нм. Впрочем, этот порог перекрывает показатели многих современных двигателей. Тем не менее, в Audi уже начинают отказываться от использования бесступенчатых коробок « Multitronic ».

В тоже время, другие производители упорно работают над усовершенствованием конструкции вариатора. Так Subaru демонстрирует все новые модели, оснащенные бензиновыми двигателями с турбонаддувом, полным приводом и бесступенчатой коробкой CVT (например, Linear tronic для Levorg).

Долговечность

О проблемах Audi с коробками Multitronic производства Luk слышал, наверное, каждый, кто хоть немного интересуется автомобилями. В CVT старого типа (1999-2006 гг.) постоянно сбоит управляющая электроника, выходит из строя механическая часть и преждевременно изнашивается цепь. Примечательно, что цепь использовали как раз для того, чтобы передать более высокий крутящий момент, но инженеры просчитались с ее прочностью. Со временем Немцы существенно доработали свои коробки, но проблемы все еще встречаются. Не вызывают доверия и другие немецкие вариаторы, например, ZF VT 1-27 T , применявшиеся в Mini R50/R53, и Mercedes 722.7/722.8 для моделей A/ B -класса.

Гораздо меньше хлопот доставляют японские конструкции. Хотя, вариатор Jatco, используемый в различных моделях Nissan (например, Qashqai), тоже относится к группе риска. Общая проблема коробок CVT – это ограниченная доступность запасных частей и нежелание некоторых механиков связываться с вариаторами. Бесспорный лидер по части надежности – вариаторы Toyota (Lexus).

Бесступенчатая автоматическая коробка, несмотря на сравнительно простую конструкцию, довольно сложная и дорогая в эксплуатации. В дополнение к неисправностям электроники и ремней/цепей встречается и преждевременный износ маховика. Стоит отметить, что двухмассовый маховик используется лишь в некоторых автомобилях с CVT (Ауди).

Заключение

Самое главное, не забывать о регулярной замене масла. К сожалению, не все производители ее рекомендуют. Если в сервисе Вам скажут, что менять масло в вариаторе не надо, то просто поищите другую мастерскую.

плюсы и минусы вариаторной коробки передач на авто, надежность и что такое CVT

Принцип работы вариаторной коробки передач

Схематичное изображение работы вариаторной коробки передач

Анимация илюстрирующая принцип работы вариаторной коробки передач

Читайте также: Что такое роботизированная коробка передач и чем она отличается от автоматической.

Nissan Motors Extroid CVT — Тороидный тип вариатора

АКПП

Гидромеханическая АКПП

Гидротрансформатор состоит из насосного и турбинного колес с расположенным между ними реактором. Насосное колесо связано с коленвалом двигателя, турбинное — с валом КПП. Реактор в зависимости от режима работы свободно вращается или блокируется при помощи обгонной муфты. Передача крутящего момента от двигателя к КПП происходит потоком жидкости (масла), выбрасываемым лопатками насосного колеса на лопасти турбинного. Зазоры между насосным колесом и турбиной минимальны, а их лопасти имеют специфическую форму, формирующую непрерывный круг циркуляции масла. Таким образом, между двигателем и трансмиссией отсутствует жесткая связь, что способствует плавности передачи тягового усилия.

Минусами автоматической коробки являются ее высокая стоимость, а также повышенный расход топлива.

Принцип работ

Вариативная КПП делится на несколько типов:

цепные;
клиноременные;
тороноидальные.

Тороноидальные не так популярны, как клиноременные, в основном потому, что устанавливаются на заднеприводные и полноприводные автомобили, у которых двигатель находится продольно.

О коробке вариатор и сколько она служит, узнаем из видеоролика Вести РФ.

В настоящее время клиноременный вариант – самый популярный тип вариаторной коробки передач. Суть качественного ремня в том, что в разрезе он приобретает вид трапеции и вклинивается в шкив боковыми поверхностями. Чтобы понять устройство на основе работы этого ремня, представим перед собой две похожие трубки, которые находятся рядом в вертикальном положении. Если скрутить их друг с другом резинкой и начать крутить одну трубку, вторая повторит движения первой, причем подстраиваясь под ту же скорость, которой следует первая трубка.

Что такое коробка передач CVT и в чем заключается ее надежность, узнаем из видео Artur Bogomolov.

Если одну из двух деталей заменить трубкой большего размера, тогда их скорость будет заметно различаться: трубка с большим диаметром будет вращаться медленнее, что в целом нарушит ритм их слаженной работы. В этом и заключается принцип действия коробки передач: цилиндры постоянно изменяют свой размер, и за счет этого происходит работа.

Галерея «Типы вариаторных КПП»

На картинках можно увидеть виды коробок переключения передач.

Фото 1. Цепной вариатор

Фото 2. Схема тороидного вариатора

Фото 3. Цепь и клиновидный пояс

В составе КПП находятся конусообразные шкивы, которые «смотрят» друг на друга острыми концами и упираются в клиновидный ремень. Конусы сходятся и расходятся, изменяя размер поверхности шкивов. Когда они отстраняются друг от друга, ремень приобретает горизонтальное положение, становясь ребрами, и проваливается в середину шкива, охватывая меньший радиус его размера.

Если концы встречаются, ремень натягивается и охватывает больший радиус шкива. Работу шкивов тщательно контролирует гидравлическая система. Она наблюдает за тем, чтобы концы конусов равномерно сходились и расставались. Как в случае с примером, где фигурировали трубки, один из конусов является ведущим, а второй ведомым. Один шкив находится на основном валу, который идет от мотора. Второй шкив идет на валу от колес автомобиля.

Благодаря работе шкивов и их удобному расположению, получается бесступенчатая трансмиссия. Передаточное отношение имеет обширные «горизонты». Когда мы сдаем на машине назад, вариатор активирует узел, который задает кружение выходного вала в обратном направлении. Плюсы и минусы вариатора CVT в машине узнаем ниже.

Вариатор фирмы JATCO

Вариатор

Суть и смысл работы вариаторной коробки, которую обозначают как CVT, ничем не отличается от любой другой трансмиссии. Суть устройства заключается в том, чтобы преобразовать крутящий момент, который поступает от силового агрегата на колёса.

Но отличительной особенностью вариатора является то, что момент передаётся бесступенчато. Здесь предусмотрен определённый диапазон регулирования. Именно эта характеристика существенно отличается классический автомат от вариатора.

Что же касается аббревиатуры CVT, то она расшифровывается как Continuosly Variable Transmission. Перевести такое название можно как трансмиссия или коробка передач с непрерывно меняющимся крутящим моментом.

Вы уже примерно поняли, чем отличаются вариаторы от автоматов и какая основная разница между ними. Но этого объективно недостаточно, чтобы отдать какому-нибудь из двух вариантов предпочтение.

Также отличие вариатора от классического автомата заключается в конструктивных особенностях. Выделяют 3 основных типа CVT, которые бывают:

цепными;
клиноременными;
тороидальными.

Если говорить про легковой автомобильный транспорт, то здесь самыми популярными и распространёнными оказались именно клиноременные разновидности вариаторной коробки передач.

В состав клиноременного вариатора входит клиновидный ремень. Он располагается непосредственно между двумя шкивами раздвижного типа. Во время движения транспортного средства эти шкивы постоянно сжимаются и разжимаются, обеспечивая тем самым изменения в показателях передаточного числа. Основной задачей вариатора является создать плавное и бесступенчатое изменение крутящего момента. Подобные системы активно используются на легковых автомобилях, в составе снегоходов, двухколёсных технике и пр.
Следующей разновидностью вариаторной коробки являются цепные CVT. Передача мощности здесь осуществляется за счёт скошенных торцов оси цепных звеньев. А само тянущее усилие передаётся с помощью специальной цепи. Такие вариаторы не получили широкого распространения, хотя иногда встречаются.
Тороидные вариаторы заменили шкивы на диски конусовидной формы. А вместо ремня здесь задействовали специальные ролики. Они характеризуются тем, что могут передавать достаточно большой крутящий момент. Но, чтобы создать подобные детали для компоновки вариаторной коробки, необходимо обязательно использовать сталь высокопрочных сортов. Это негативно сказывается на стоимости, из-за чего многие автопроизводители отказались от идеи установки подобных CVT на свои транспортные средства.

Учитывая очевидные отличия в конструкции и принципе действия, несложно понять, в чём заключается разница между двумя видами рассматриваемых КПП. При этом коробка автомат и вариатор являются достойным решением, каждое из которых имеет свои сильные и слабые стороны.

Если говорить о преимуществах, характерных для вариаторных или бесступенчатых коробок передач, то здесь основным достоинством считается обеспечение непрерывного изменения крутящего момента. Тут отсутствует момент задержки, который характерен для АКПП, где происходит переход с одной передачи на другую. Бесступенчатость и непрерывность вариатора способствует появлению других преимуществ в виде более эффективного расхода топлива и улучшения динамических характеристик мотора. Машины с CVT потребляют меньше горючего и обеспечивают лучшую динамику при разгоне.

При этом вариатор имеет и некоторые очевидные недостатки. Начать следует с того, что CVT не предназначены для использования на мощных двигателях. Установка на автомобиль с повышенной мощностью не даёт использовать потенциал коробки. Она будет быстро разрушаться и изнашиваться.

CVT можно считать сравнительно новой разработкой в сфере автомобильных коробок передач. Потому инженеры пока не придумали, как повысить устойчивость вариатора к высоким нагрузкам, буксировке и активной езде при повышенных оборотах. В подобных условиях ремень вариаторной коробки быстро изнашивается, и происходит поломка всей трансмиссии. Ремонтировать и восстанавливать CVT довольно дорогое удовольствие, превышающие зачастую затраты на ремонт классического автомата.

Устройство CVT

Достоинства и недостатки вариатора

Любое изобретение имеет какие-то недоработки, не стал исключением и CVT. Его слабые стороны пытаются устранить, а пока они существуют, стоит о них знать:

Такие коробки передач не устанавливают на мощные авто, хотя уже есть несколько экземпляров именно с ними.
Ремонт CVT требует больших материальных затрат, и к тому же его осуществляют не на всех СТО. Очень сложно найти специалиста, который бы хорошо разбирался в устройстве данного типа.
Работа вариатора зависит от показаний множества датчиков, и если вдруг выйдет из строя хотя бы один из них, то это может привести к неправильной работе всей системы трансмиссии.
Такой аппарат требует заполнения внутренней его части специальной жидкостью, которая отличается высокой стоимостью в сравнении с аналогами, предназначенными для АКПП. А также ее уровень необходимо постоянно контролировать.
Трансмиссия испытывает большие нагрузки.
С данной коробкой передач существуют определенные ограничения по буксировке автомобилей, а также при использовании прицепов.

Неисправности вариатора

Но машина с вариатором имеет множество существенных преимуществ:

Удобство поездки на автомобиле с бесступенчатой КПП.
Плавность движения машины – стремительный разгон и торможение не вызывает рывков, как при использовании других коробок передач.
Стабильность показателей при достаточно продолжительном движении.
За счет оптимальной нагрузки на двигатель и продуманности работы автомата происходит существенная экономия топлива.
Уровень вредных веществ, создаваемых отработанными газами ниже, чем в автомобилях с АКПП И МКПП.
Безопасность езды на обледенелых дорогах, так как вариатор исключает пробуксовку колес.
Электронное управление работой двигателя увеличивает срок его износа, предотвращает от частых ремонтов.
Авто с вариатором ездит намного тише, чем с обычными коробками.

Несколько слов о масле и фильтрах

Большинство производителей заверяет, что масло в коробку передач вариатора заливается навсегда. Однако этот факт в корне неверен. Наши дороги и погодные условия (снег, дождь, сильные морозы, плохие дороги и пробки) создают повышенную нагрузку на устройство, поэтому фильтры и масло рекомендуется менять каждые 40000 километров пробега.

Если этого не сделать, то на элементах конструкции начнут скапливаться масляные отложения, а фильтр забьется различным мусором. В результате упадет давление в насосе, что приведет к появлению толчков и рывков во время движения, а в особо тяжелых случаях вариатор просто перестанет работать.

Вариатор коробка передач что это такое? Принцип работы CVT

Для начала нужно разобраться, вариатор коробка передач что это такое, что же входит в бесступенчатый механизм коробки и как эти составные части между собой взаимодействуют.

Для лучшего восприятия условно поделим вариаторную коробку передач на две части. Основные узлы и вспомогательные.

К основным следует отнести:

Ремень;
Шкивы;
Валы.

Принцип работы вариатора понять не сложно. На двух валах надето по два конусообразных шкива, которые могут перемещаться (сдвигаться и раздвигаться) а между ними натянут и зажат с двух сторон металлический ремень клинообразной формы.

Вот как раз ремень и передает усилие от ведущего вала, связанного с двигателем, к ведомому, который идет уже на колеса.

Передаточное число меняется в зависимости от того на сколько эти шкивы сближены, поскольку меняется число оборотов одной пары шкивов по отношению ко второй.

Шкивы двигаются в большинстве случаев гидроприводом управляемым электроникой. В итоге, мы имеем плавное изменение передаточного числа без рывков и фиксированных значений.

Вместо ремня может выступать металлическая цепь клинообразной формы, в основном это автомобили AUDI.

Такое решение позволяет передавать большую мощность, но все равно оно ограничено, где-то на отметке в 300 л.с. Поскольку повышение мощности далее негативно сказывается на ресурсе агрегата.

Еще одним из видов вариаторов будет тороидный, где связующим звеном между шкивами служит металлический вал (вариаторы Nissan). Как видим каждый из производителей старается, как то улучшить систему передачи мощности, но единого стандарта пока не изобретено.

Вспомогательные механизмы бывают следующие:

Сцепление;
Планетарная передача.

Сцепление в вариаторной коробке передач нужно чтобы соединять двигатель и коробку передач при начале движения и работе двигателя в режиме «нейтраль». На большинстве бесступенчатых вариаторах устанавливается гидротрансформатор, реже многодисковое сцепление.

Планетарная передача в бесступенчатой трансмиссии необходимо для реализации заднего хода, так как шкивы могут вращаться только в одну сторону. Так же могут присутствовать другие узлы и агрегаты, не влияющие коренным образом на работу механизма.

Хотя, если честно говорить, есть один элемент, который при пробуксовке в жаркий день и долгом стоянии в пробке просто незаменим. Это радиатор охлаждения, так как крутящий момент передается с помощью трения то и масло в такой коробке довольно ощутимо нагревается. Кстати не все автомобили оснащены системой охлаждения вариатора.