14Фев

Как работает коробка вариатор: Принцип работы вариатора на автомобиле: плюсы и минусы

14 Фев 2023 alexxlab Комментировать

Содержание

Вариатор или автомат что лучше и надежнее, чем отличаются КПП

Вариатор (CVT) или автомат (АКПП) — что лучше в качестве трансмиссии? По статистике продаж автомобилей без пробега популярностью пользуются «классические» автоматы. При этом к техническому совершенству ближе вариаторные коробки. Сравнение агрегатов по устройству, надёжности и экономичности поможет сделать обоснованный выбор.

Содержание

  1. Виды КПП: автомат и вариатор
  2. Автомат
  3. Как работает АКПП
  4. Сцепление и передачи
  5. Гидравлика и электроника
  6. Что может ломаться в АКПП
  7. Достоинства АКПП
  8. Недостатки АКПП
  9. Срок службы коробки автомата
  10. Вариатор
  11. Как работает вариатор
  12. Что может ломаться
  13. Достоинства вариаторной коробки
  14. Недостатки вариатора
  15. Срок службы вариаторной коробки
  16. Сравнительная характеристика двух видов коробок передач
  17. Как определить какое устройство установлено в автомобиле
  18. Разница между вариатором и автоматом с экономической точки зрения
  19. Какое устройство лучше с точки зрения надёжности
  20. Выводы. Что лучше, автомат или вариатор

Виды КПП: автомат и вариатор

Выбирая трансмиссию, нужно учесть, в каких условиях будет эксплуатироваться машина. Вариатор и автомат — разновидности автоматической коробки, которая требует регулярного ухода и щадящей манеры езды:

  • без резких стартов и торможений методом «педаль в пол»;
  • без буксировки тяжёлых прицепов или автомобилей;
  • без пробуксовок на льду, в снегу и грязи;
  • без перегрева и трогания «на холодную».

Оба агрегата нуждаются в хорошей смазке и охлаждении.

Автомобиль как с автоматом, так и с CVT оснащен селектором и педалями: газ и тормоз. В обеих коробках за управление отвечают соленоиды, гидроблок, электроника. Водитель не переключает скорости вручную, не работает сцеплением. Только после тест-драйва можно сделать вывод, чем отличается бесступенчатый вариатор от «классического» автомата, и что лучше в динамике.

Определить, что надёжней, вариатор или автомат, поможет краткий обзор их работы.

Автомат

Главное, чем конструктивно отличается автомат от вариатора — наличием механизма ступенчатого переключения передач. Дополнительный узел требует большего расхода масла, усложнения конструкции и электроники, затрат на ремонт и обслуживание. При переключении передачи водитель ощущает лёгкие толчки и слышит «рёв» мотора.

Как работает АКПП

Работу автоматической коробки можно поделить на узлы: сцепление, гидравлическая система, переключение передач, электронное управление.

Сцепление и передачи

Роль сцепления в автомате выполняет гидротрансформатор (ГДТ). Он передаёт крутящий момент от двигателя к трансмиссии через жидкость ATF. Жёсткого соединения между силовым агрегатом и трансмиссией нет. В масле гасятся вибрации мотора и удары от переключения передач. Усовершенствование ГДТ позволяет придать автомобилю спортивность и экономичность за счёт включения муфты блокировки с фрикционным диском.

В основе работы автоматической коробки передач лежит планетарный механизм, состоящий из 2 — 4 редукторов. Каждый редуктор — это набор зубчатых колёс, находящихся в постоянном зацеплении. Вращение одних шестерён и блокировка других создают разные передаточные отношения. Для фиксации элементов применяются пакеты фрикционов.

Пакет фрикционов состоит из стальных дисков и мягких фрикционов, собранных в барабан. Мягкие диски изготовлены из целлюлозного волокна с добавлением графита и склеены смолами. Фрикционы сцеплены с шестернёй, насаженной на вал.

Стальные диски соединены с барабаном. Входной крутящий момент передаётся с барабана на ведущие диски. Ведомые вращаются независимо, пока не придёт сигнал о включении передачи, и не сработает поршень.

Гидравлика и электроника

В электронный блок поступает информация с датчиков:

  • о положении селектора;
  • о частоте вращения вала коленчатого и выходного;
  • о температуре и давлении ATF;
  • о скорости автомобиля;
  • о педали тормоза и др.

Компьютер анализирует данные и выдаёт импульсы на действие. Преобразование электрического сигнала в гидравлическое воздействие происходит в гидроблоке. Он подаёт управляющее напряжение на соленоид, и электроклапан открывает канал для прохода трансмиссионной жидкости.

ATF под давлением масляного насоса проходит через масляный фильтр в каналы гидроплиты и поступает к поршню. Под давлением поршня фрикционы и стальные диски сжимаются, притираются и вращаются как единое целое. При этом шестерни планетарного редуктора начинают вращаться в заданном порядке, передавая момент на выходной вал.

Что может ломаться в АКПП

Конструкция автомата изготовлена с высокой точностью и подвержена большим нагрузкам. ATF «снимает стресс», смазывая и отводя тепло от трущихся узлов в радиатор. Перегрев опасен для коробки: приводит к старению жидкости и износу деталей:

  • текут сальники и уплотнители;
  • выходят из строя подшипники, муфты, шестерни;
  • истирается фрикционный диск в ГДТ;
  • плавятся пластиковые корпуса соленоидов и втулки;
  • обугливаются мягкие фрикционы.

Масло засоряется фрикционной пылью, клеевыми отслойками, стружкой. Поток разносит грязь по всей коробке:

  • забивает масляный фильтр;
  • осаждает каналы гидроблока и соленоидов;
  • засоряет радиатор.

В системе пропадает давление, и момент передаётся с потерями. Грязь, как абразив, истирает поверхности деталей и съедает шлицы зубчатых колёс. В масло могут попасть обломки шайб, колец, лопастей. В этом случае автомат подлежит серьезному ремонту или замене.

Достоинства АКПП

Преимущества автоматической коробки сведены в таблицу.

Параметр

Описание

ЭкономичностьПростой ремонт: некоторые работы можно сделать самостоятельно, несложно найти специализированное СТО.

В качестве трансмиссионной жидкости допустимо использовать бюджетные аналоги.

Расход топливаПоследние поколения автоматов расходуют 7 — 10 л бензина в смешанном цикле.
УниверсальностьАвтоматы устанавливают на двигатели мощностью свыше 220 л.с.
Спортивная ездаСпортивный режим в АКПП повышает динамичность машины, ускоряет разгон.

Недостатки АКПП

В чем вариатор может быть лучше автомата:

  1. Масло АКПП требует замены каждые 60 000 км пробега. Объём залитой жидкости в среднем 8 л. При цене 700 р/л затраты на покупку масла составят 5600 р. Вместе с заменой ATF нужно устанавливать новый масляный фильтр, промывать поддон, прочищать радиатор.
  2. Зимой автомобиль с АКПП долго прогревается из-за большого объёма масла.
  3. Низкий КПД и медленный разгон из-за потерь в гидротрансформаторе.
  4. Переключение передач происходит рывками.

Срок службы коробки автомата

Ресурс АКПП составляет 150 тыс. км гарантировано, но обычно больше — 250 — 300 тыс. км. При условии контроля уровня и состояния масла, правильной эксплуатации машины.

Вариатор

В чем принципиальная разница между вариатором и автоматом:

  • нет переменных передач;
  • максимально используется крутящий момент двигателя.

Популярная конструкция CVT — клиноременная передача с гидротрансформатором. В вариаторах Audi ремень заменён цепью.

Как работает вариатор

Вариатор плавно меняет передаточное отношение за счёт изменяемых диаметров валов. Ведущему валу малого диаметра нужно провернуться 2 — 3 раза, чтобы ведомый вал большего диаметра сделал один оборот. Валы соединены ремнём, по которому передаётся момент. И вот как это происходит.

На вал насажен шкив. Он состоит из двух конусных дисков, обращенных друг к другу сторонами малого диаметра. Расстояние между дисками сужается или расширяется под действием гидравлики. Изменение шкивов на разных валах происходит синхронно.

В коробке CVT установлен стальной ремень, выполненный из лент, соединённых стальной пластиной в виде бабочки. Бабочка придаёт ремню клиновидную форму в разрезе. Боковой поверхностью ремень касается шкива. Когда конусы сдвигаются, ремень под воздействием центробежных сил выталкивается. В этот момент второй шкив раздвигается, и ремень утопает. Таким образом ведущий шкив передает момент ведомому шкиву. Реализовать задний ход через шкивы нельзя, эту задачу решает планетарный механизм.

Система управления шкивами работает под высоким давлением жидкости. Масло вариатора отличается от ATF назначением смазочных свойств: оно предотвращает трение металла о металл.

Система сцепления в вариаторе реализована с помощью гидротрансформатора, аналогичного АКПП. ГДТ также регулирует привод ведущего шкива.

Что может ломаться

Вариаторной передаче свойственны те же проблемы, что и автомату, если не менять масло после 50 000 км пробега.

Отличие поломок вариатора от автомата связано с работой ременной передачи. Агрессивная езда и жёсткая эксплуатация коробки приводят к растягиванию ремня. Грязное масло стачивает боковые пластины. В результате на конусах остаются задиры от царапающих зубцов, что ведёт к быстрому износу и дорогому ремонту.

При отсутствии давления движение конусов становится асинхронным, ремень пробуксовывает, истирается. В запущенном случае ремень рвётся и разлетается по всей коробке.

Достоинства вариаторной коробки

Параметры, по которым бесступенчатый вариатор лучше автомата, сведёны в таблицу.

Параметр

Описание

КПД и разгонПотери мощности двигателя в CVT минимальны, автомобиль быстро разгоняется и поддерживает постоянные обороты, особенно заметно на средних скоростях 50 — 60 км/ч.
Расход топлива и маслаМасляный насос потребляет 5 — 7 л, расход бензина в смешанном цикле 7 — 8 л/100км.
ЭкологичностьМеньше топлива — меньше вредных выбросов.
КомфортВариатор разгоняется плавно из-за отсутствия ступенчатого переключения передач.
Управление, защита двигателяЭлектроника подбирает режим работы, который уменьшит износ и увеличит ресурс деталей.

Вариатор на кроссовере обеспечивает максимальный комфорт движения, если помнить, что это не внедорожник.

Недостатки вариатора

Популярность вариатора находится на низком уровне, что влияет на стоимость ремонта и комплектующих. Так, цена за новый ремень выше 20 000 р., а механики советуют его менять через 100 — 150 000 км, не дожидаясь полного истирания. Найти мастера, который возьмётся за разборку CVT, сложно, особенно в малых городах.

Другие недостатки вариатора:

  1. Коробке нужно оригинальное дорогое масло. Аналоги не допустимы.
  2. Вариаторы не устанавливают на силовые агрегаты мощностью свыше 200 л.с. Высокие нагрузки изнашивают приводной ремень.
  3. CVT работает с равномерным гулом. Водитель не чувствует переключения передач, что для некоторых является психологически некомфортным.
  4. Ответственная электроника при небольшой поломке детали или недостаточного давления масла переводит вариатор в аварийный режим или отключает его.
  5. Длительное движение на предельно высокой или низкой скорости нагружает ремень.

Срок службы вариаторной коробки

Вариаторы ходят 150 000 км. В этот момент можно быстро разочароваться, но известны случаи, что коробка служила по 300 000 км. Разница зависит от отношения автовладельца к своей машине: регулярность техобслуживания, манера езды, соблюдение правил эксплуатации.

Сравнительная характеристика двух видов коробок передач

Производители трансмиссии нацелены создать комфортные, экономичные и надёжные агрегаты. Сравним, какая разница по этим критериям между вариатором и автоматом.

Как определить какое устройство установлено в автомобиле

Как различить коробки по внешним признакам:

  • вариатор работает в режимах “P”, “N”, “D”, “R”. У автомата бывают дополнительные “L”, “M”,”OD”;
  • шильдик на двери багажника означает: CVT — вариаторная коробка, AT — автомат.

Вариатор отличается от автоматической коробки плавным разгоном и монотонным звучанием. В автомате передачи переключаются с лёгкими толчками.

Разница между вариатором и автоматом с экономической точки зрения

Чей ремонт дешевле: коробки автомат или вариатора? АКПП ставится в автомобили десятки лет. Хорошо изучен. Легко найти мастера или сервис по ремонту конкретной модели. Вместо дорогих фирменных запчастей можно подобрать качественный аналог.

Вариатор отличается от автомата меньшим весом, что отражается на расходе топлива и масла. По эксплуатационным расходам вариатор дешевле. Стоимость масла CVT может быть выше оригинального ATF, но по объему его нужно не более 7 л, в то время, как ATF требуется в среднем от 8 л.

Какое устройство лучше с точки зрения надёжности

Надёжность АКПП или вариатора зависит от модели, эксплуатации и качества обслуживания. При равных условиях ресурс обеих коробок достигает 300 000 км. Агрессивная езда, тяжёлые нагрузки, перегрев — одинаково негативно влияют на работу трансмиссий.

Какая коробка передач лучше для спортивной езды, так это автомат, поскольку вариатор плохо переносит большой крутящий момент. Для CVT подходит равномерное движение со скоростью не выше 150 км/ч.

Выводы. Что лучше, автомат или вариатор

Категорично выделить, что лучше, вариатор или автомат, нельзя. CVT подходит тем, кто ищет экономную машину для спокойных семейных поездок. Любителям динамики, спортивной езды — лучше выбирать коробку автомат.

Автомеханики дают советы, на что обратить внимание при выборе и покупке авто с пробегом:

  • в машинах с пробегом свыше 150 000 км скорее всего автоматическая трансмиссия уже требует замены;
  • автомобиль с вариатором лучше брать без пробега;
  • если при тест-драйве на вариаторе слышны стуки, чувствуются рывки — агрегат изношен;
  • перед покупкой нужно проверить машину на СТО.

За счёт простого принципа действия, экономичности, плавности вариатор в перспективе развития выигрывает у автомата.

 

Как работает автоматическая коробка передач? (КАП, ДСГ, вариатор) MILTA Technology

23 июня 2021 г.

Как работает автоматическая коробка передач? (КАП, ДСГ, вариатор)

Автоматические коробки передач похожи на большой оркестр. И так же, как в оркестре, все музыканты или, в данном случае, компоненты редуктора должны работать правильно и в синхронном ритме. В связи с тем, что автоматические коробки передач устанавливаются на автомобили уже довольно давно, инженеры усовершенствовали искусство автоматического переключения передач и даже разработали усовершенствованные и разные версии автоматических коробок передач, таких как DSG и CVT.

Изучение того, как они работают, поможет вам понять, почему так важно, чтобы за вашей автоматической коробкой передач ухаживали и обслуживали профессионалы.

/


«Стандартная» или гидравлическая автоматическая коробка передач

Также известен как: «Tiptronic», «Geartronic», «Automatic Converter Automatic»

Это самый распространенный и самый старый тип автоматической коробки передач.

Технология гидравлических автоматических коробок передач оставалась неизменной в течение последних 30 с лишним лет, но инженеры никогда не переставали работать над этим основным принципом. Вот почему гидравлические автоматические коробки передач по-прежнему известны своей надежностью и долговечностью. И это не просто часть надежной старой технологии, вы все еще можете найти их в роскошных современных автомобилях, таких как Mercedes S-класса с 9ступенчатая гидравлическая автоматическая коробка передач. Они по-прежнему очень распространены и актуальны.

/


Как работает гидравлическая автоматическая коробка передач:

Весь процесс автоматического переключения передач в гидравлической автоматической коробке передач очень сложен и включает множество инженерных принципов и технологий. Ниже представлено 5-шаговое описание того, что происходит, когда мы нажимаем на газ.

  • Выходной вал двигателя соединен с трансмиссией деталью, называемой гидротрансформатором . Преобразователь крутящего момента использует турбину и рабочее колесо. Турбина вращается вместе с двигателем, а рабочее колесо соединяется с трансмиссионным валом.
  • При вращении двигателя центробежная сила направляет трансмиссионную жидкость через лопатки турбины, которая затем нагнетается на рабочее колесо, передающее мощность на трансмиссию.
  • Чтобы справиться с разницей в скорости между турбиной и крыльчаткой, гидротрансформатор использует статор, который направляет трансмиссионную жидкость и позволяет гидротрансформатору работать в широком диапазоне крутящего момента и передаточных чисел.
  • Для переключения на более высокую передачу или передачу заднего хода автоматическая коробка передач использует несколько наборов «планетарных передач». Их называют планетарными передачами, потому что они состоят из центральной шестерни («солнца») и нескольких меньших шестерен, расположенных вокруг нее («планеты»).
  • Путем объединения нескольких планетарных передач (в зависимости от количества передач) и данных, полученных от блока управления коробкой передач и селектора передач, коробка передач затем решает, когда пора переключаться вверх, вниз и какую передачу или передаточное число использовать. привлекать.


Чтобы понять этот процесс более подробно и лучше, мы рекомендуем вам ознакомиться с анимированными 3D-руководствами на Youtube.

/


Автоматическая коробка передач с прямым переключением или двойным сцеплением (DSG)

Также известен как: «Автоматическая коробка передач с двойным сцеплением», «коробка передач с двойным сцеплением (DCT), PDK (Porsche), PowerShift (Ford), S Tronic (Audi)

Все коробки передач с двойным сцеплением работают одинаково , несмотря на разные коммерческие названия от разных производителей (PDK, DSG, DCT, EDC и т. д.) Коробка передач с двойным сцеплением состоит из двух вспомогательных коробок передач и двух сцеплений, отсюда и название «двойное сцепление». Если говорить технически, то это коробка передач с прямым переключением, а не классическая автоматическая коробка передач, как та, которую мы описали ранее. Коробка передач с двойным сцеплением — это, по сути, автоматизированная механическая коробка передач.


6- или 7-ступенчатая коробка передач прямого переключения разделена на две области, две вспомогательные коробки передач. Одна коробка передач переключает нечетные передачи (1,3,5 и 7), а другая коробка передач включается при переключении на нечетные передачи (2,4 и 6). Преимуществом этого принципа является тот факт, что во время движения следующая передача уже включена, а это значит, что передачи переключаются быстро и почти нет потери сцепления с дорогой. Обе вспомогательные коробки передач работают на общий выходной вал трансмиссии.


Как работают автоматические коробки передач с двойным сцеплением или прямым переключением:

Чтобы понять этот принцип, мы попытаемся представить работу коробки передач с двойным сцеплением на реальном примере.

Допустим, вы едете по городу на 4-й передаче. Пока вы едете, 5-я передача уже включена в другую вспомогательную коробку передач. Вторая муфта остается разомкнутой и предотвращает контакт 5-й передачи с выходным валом.

Когда вы выезжаете на открытую дорогу и ускоряетесь, муфта 4-й передачи размыкается, а за 1/100 секунды вторая муфта, управляющая 5-й передачей, замыкается и полностью включает 5-ю передачу. В то же время вспомогательная коробка передач, отвечающая за нечетные передачи, уже готовит и включает 6-ю передачу.

Пока вы едете, центральный элемент или мехатроника коробки передач с двойным сцеплением использует комбинацию данных, предоставляемых управляющей электроникой, масляным насосом и исполнительной механикой, чтобы предсказать ваше следующее движение и подготовить правильную передачу для каждой скорости. и ситуация.

/


Автоматическая коробка передач CVT

Также известен как: «e-CVT», «Xtronic», «Audi Multitronic», «Mercedes Autotronic», «Toyota Multidrive»

CVT означает «бесступенчатая трансмиссия». Это означает, что при ускорении вы не перескакиваете с передачи на передачу, вы просто скользите между бесконечным количеством передач. Нет переключения передач и физических передач. Несмотря на то, что автоматические коробки передач CVT не так распространены в Европе, как в Японии, многие крупные европейские производители автомобилей, такие как Audi и Mercedes, разработали и внедрили свои версии. Идея трансмиссии CVT состоит в том, чтобы преодолеть зазоры между отдельными шестернями. Это имеет смысл, потому что двигатели внутреннего сгорания достигают максимальной эффективности только в очень узком диапазоне скоростей и оборотов. Трансмиссия CVT изменяет передаточное число и, таким образом, оптимизирует процесс ускорения.


Как работает коробка передач CVT:

Принцип работы вариатора довольно прост. Представьте себе велосипедный привод с гибкими цепными колесами — и переднее, и заднее могут быть как меньше, так и больше. Цепь или звеньевой ремень передает мощность от входного вала к выходному. Это стало возможным благодаря двум воронкообразным шкивам на каждом валу. Эти конические шкивы имеют возможность отходить друг от друга. Цепь или ремень просто скользят между шкивами при их движении. Как следствие, достигаются различные передаточные числа.

Шкивы на другом валу движутся в противоположных направлениях. Когда шкивы размыкаются на входном валу, они замыкаются на выходном валу и наоборот. Это созвездие имеет тот же эффект, что и маленькая шестерня на первом валу, и большая шестерня на втором валу, то есть маленькая шестерня. Благодаря взаимодействию конических шкивов цепь всегда хорошо натянута. Точное положение цепи полностью контролируется электроникой, поэтому трансмиссия CVT является бесступенчатой.

/


Заключение

Хотя существуют и другие варианты автоматических коробок передач, например «Автоматическая механическая коробка передач (АМТ)», наиболее распространенными являются те, которые мы описали выше. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, но все они имеют кое-что общее. Если вы хотите, чтобы они работали и работали долго, вам нужно позаботиться о них. Большинство проблем, возникающих с современными автоматическими коробками передач, обычно связаны с отсутствием технического обслуживания или неправильным использованием. Есть еще производственные проблемы, но большинство из них быстро обнаруживаются и решаются по гарантии. От вас зависит, чтобы ваша автоматическая коробка передач работала долгие годы.

теги
автоматизированное вождение, автоматическая коробка передач, ремонт автоматической коробки передач, будущее, ремонт коробки передач, узнай свою коробку передач, как это работает, milta, miltatechnology

Как работает коробка передач мотоцикла?

Меню