Вариатора: 8 заблуждений о вариаторах. И один реальный недостаток — журнал За рулем

Разное

Содержание

Пять вещей, которые нельзя делать на вариаторе — Российская газета

Автомобилей с вариаторными трансмиссиями на российском рынке становится все больше. Можно сказать, что этот тип трансмиссии пошел в народ после того, как ею стали комплектовать свои массовые модели компании Nissan, Renault и АвтоВАЗ. При этом такие коробки не зря считают «нежными» в сравнении с теми же гидромеханическими «автоматами». В этой статье мы расскажем, что точно не нужно делать, если вы хотите продлить жизнь вариаторной трансмиссии вашего автомобиля.

Чтобы лучше понять смысл наших рекомендаций, объясним в двух словах суть конструктива вариаторной коробки передач (CVT). Вариаторы бывают нескольких типов: (клиноременные со шкивами переменного диаметра, цепные, тороидальные). Ремень или цепь ходит по шкивам с переменным рабочим диаметром, позволяя изменять передаточное отношение плавно в широких пределах. Отсюда известная особенность CVT — такая коробка значительно капризнее к нагрузкам, чистоте и температуре масла, чем «автоматы» и «роботы».

Так каких же ошибок следует избегать?

Редкая смена масла

Чистое масло необходимо вариаторным трансмиссиям, как свежий воздух человеку. Ведь работа узла на грязном или некондиционном масле заметно ускоряет старение ремня/цепи и конусов.

Грязь и пыль от фрикционов забивает каналы, как свиной жир. К тому же загрязненное масло хуже выполняет антифрикционные действия, что может спровоцировать проскальзывание ремня на конусах вариатора.

Помните также о том, что цепь хоть и крепче ремня, но требовательнее к качеству масла. Соответственно, если автопроизводитель рекомендует менять масло в вариаторе каждые 60 тыс. пробега, то при интенсивной эксплуатации этот лимит имеет смысл уменьшить вдвое или как минимум на треть. Понятно также, что лить в такую коробку можно только то масло, которое рекомендовано производителем.

Агрессивная езда

Нередко проблемы с вариаторными коробками возникают, если владелец практикует активную, а подчас даже экстремальную езду с резкими стартами, кик-даунами, выкручиванием двигателя до отсечки.

Как следствие, ремень или цепь могут проскальзывать и его протектор истирать хонингованные поверхности конусов. Этот процесс вполне можно уподобить следам шипов от покрышек, которые автомобиль оставляет на асфальте при резком старте. Длительные поездки на высоких скоростях машинам с вариаторными коробками тоже не рекомендованы, поскольку такой стиль езды рано или поздно приговорит подшипники валов и вызовет перегрев системы.

Пробуксовка

Автомобили с вариатором не любят пробуксовки, особенно длительные, при езде в тяжелых внедорожных условиях. Что происходит в таких случаях? Если автомобиль забуксовал в грязи, песке или снегу, обороты двигателя, связанного с вариатором, остаются примерно на одном уровне, меняются лишь передаточные числа CVT. Скорость вращения колес при этом может достигать нескольких десятков, а то и сотню км/ч.

Когда же одно или несколько колес наконец оказываются на твердой поверхности, скорость их вращения резко падает. А разница в оборотах при таком раскладе гасится именно вариатором. Читай — происходит экстремальное воздействие на ключевые элементы коробки: начиная от ремня или цепи вариатора, заканчивая ведущим и ведомым шкивами.

Логично, что срок службы трансмиссии значительно сокращается, возможны также растяжение и обрыв ремня вариатора. Кроме того, штурм скользких холмов провоцирует излишний разогрев масла, как следствие идет нагрев шкивов и ремня/цепи, которые могут опять-таки проскакивать, задирая поверхности шкивов. Добавим, что современные вариаторные коробки, дооснащенные гидротрансформатором, хоть и минимизируют негативные последствия пробуксовок, исключая жесткую связку двигателя и трансмиссии при старте, не способны сгладить рывки, возникающие с резким усилением сцепления на сильно раскрученных колесах.

Буксировка

Буксировать тяжелые прицепы и другие автомобили, особенно при движении в горку на машинах с вариаторами также не рекомендуется. Как и в случае с пробуксовкой на бездорожье, на шкивы, ремень или цепь идут сильные температурные воздействия. Кроме того, в мануалах ряда моделей не случайно упоминается, что при буксировке прицепа не следует превышать скоростные ограничения, скажем, не выше 70 км/час вне населенных пунктов и не более 90 км/ч на автомагистралях.

Если все же буксировать прицеп или тащить на «галстуке» другую машину остро необходимо, помните, что следует избегать резких нажатий на «газ». Наконец, в качестве буксируемого объекта автомобиль с вариатором также использовать не следует. Точнее, буксировка автомобиля с вариатором допустима, лишь если у последнего включен двигатель. В противном случае имеем масляное голодание узла, ведомый вал коробки будет вращаться от колес, и ремень или цепь буквально проточат неподвижный и не смазываемый вал от двигателя. Поэтому транспортируем машину с вариатором либо на эвакуаторе, либо методом частичной погрузки.

Спешка зимой

Зимой, при температуре воздуха ниже минус 15 градусов, следует уделить повышенное внимание прогреву не только мотора, но и вариаторной трансмиссии.

В противном случае вы начинаете движение, когда масло в коробке излишне густое.

Поверхности конусов будут смазываться недостаточно, соответственно, ремень или цепь могут проскальзывать и оставлять микрозадиры. Кроме того, при отсутствии должного прогрева увеличивается нагрузка на привод насоса, а тот будет нагнетать излишнее давление в системе.

Так могут выйти из строя клапаны гидроблока или резиновые уплотнения. И, кстати, прогреть вариатор можно и нужно также и в движении. Примерно первые пять километров в морозное утро едем неспешно, плавно, избегая резких стартов и ускорений. Еще один быстрый способ прогрева вариатора — включение режим D или R на стоянке одновременно с постановкой машины на «ручник» или уперев колеса в бордюр. Такой способ может показаться радикальным, однако он рекомендован, если машина засела в снегу (например, в нерасчищенном дворе), и вам нужно выехать их ловушки, сохранив здоровье CVT.

Вариаторная коробка передач. Вариатор CVT

Что такое вариатор? Вариатор – это механический узел, предназначенный для передачи усилия двигателя бесступенчато к ведущим колесам. В некотором смысле его можно назвать автоматической коробкой передач, но с совершенно другим принципом передачи крутящего момента.

Классический вариатор — это два раздвижных шкива, соединённых клиновидным ремнем. Вариатор, применяемый в автомобилях, является более сложным устройством, потому что существует необходимость введения «задней скорости» и пониженных передач. В состав вариатора марки CVT (клиноременный вариатор) входят следующие устройства:

  • Раздвижные шкивы – представляют собой две клиновидные «щеки» на одном валу. Приводятся в действие гидроцилиндром, который сжимает диски в зависимости от оборотов, или по управляющему сигналу от блока управления.
  • Клиновидный ремень – изготовлен из двух металлических лент, на которые нанизываются металлические пластинки специальной формы. Элементы располагаются плотно друг к другу, верх пластинки выполнен в виде конуса, а в основании имеются пазы, куда вставляются металлические ленты (для клиноременных вариаторов).
  • Гидротрансформатор – устройство преобразования и передачи крутящего момента, а также плавного начала движения. Более подробное описание в разделе АКПП.
  • Дифференциал – устройство распределения крутящего момента на ведущие колеса.
  • Планетарный механизм задней передачи – устройство, для обеспечения вращения вторичного вала в обратном порядке.
  • Гидравлический насос – устройство, которое приводится в действие гидротрансформатором и предназначено для создания давления рабочей жидкости. Давлением приводятся в действие исполнительные устройства (гидроцилиндры).
  • Блок управления – микропроцессорное устройство для управления исполнительными устройствами вариатора, в зависимости от сигналов, подаваемых с датчиков (местоположения коленвала, контроля расхода топлива, ABS, ESP и др.).

Существуют вариаторы не только с ременным приводом (вариатор CVT), но и цепным. В основном применяется в автомобилях Audi. Крутящий момент передается, так же как и в CVT, только диски сжимают цепь, которая имеет клиновидные оси звеньев. Цепь передает усилие тянущее, а не толкательное как ремень.

Следующий тип вариатора – торовый. В состав такого вариатора входят два клиновидных диска. Один диск является ведущим, второй – ведомым. Между дисками находится ролик, который может перемещаться в вертикальном направлении и вращаться горизонтально вокруг своей оси. Таким образом, ролик может соприкасаться с разными радиусами дисков. При соединении ролика с малым радиусом ведущего диска и с большим ведомого, получается низшая передача. Если наоборот – высшая. Прямая передача – это момент соприкосновения ролика с одинаковыми радиусами дисков. Но такой вариант вариатора не получил большого распространения из-за дороговизны и применения специальных смазывающих материалов.

 

Мы же рассмотрим работу самого популярного у автопроизводителей клиноременного вариатора.

При увеличении оборотов двигателя приводится в действие гидротрансформатор, который передает крутящий момент на первичный вал.

На первичном валу установлен ведущий шкив и при воздействии на него гидроцилиндра, «щеки» начинают сходиться, что приводит к увеличению трения между ними и клиновидным ремнем. Далее под действием трения усилие передается на ведомый шкив, который соединен с вторичным валом. «Щеки» ведомого шкива в этот момент максимально сведены, то есть получается низшая передача. Далее при развитии оборотов происходит смена диаметров ведущего и ведомого шкивов. Передаточное число увеличивается максимально.

Ведомый вал вращает дифференциал, к которому присоединены полуоси ведущих колес. Задняя передача обеспечивается подсоединением к ведомому валу планетарного механизма, который и обеспечивает реверсивное движение ведомого вала.

Обеспечивает управление диаметрами шкивом электронная система управления, она же включает, по средствам актуаторов заднюю и пониженную передачу. Как видим, при использовании вариатора нет резких рывков при переключении, обеспечивается более плавный ход и экономия топлива, так как электроника выбирает оптимальный режим оборотов двигателя и передаточное число шкивов. Но уже и не полихачишь!

 

Но нарекания водителей, у которых появились автомобили с вариатором, были в отсутствии характерного урчания двигателя при смене передач как в механической коробке передач. Конструкторы нашли выход – применили псевдо-ступенчатое переключение передач, применив селектор выбора передач. Так, при трогании с места водитель включает первую передачу движения вперед и нажимает на акселератор, затем после достижения определенных оборотов, двигая селектор, включает вторую передачу и т.д. Достигается такое переключение программированием блока управления на фиксированные передаточные числа шкивов. Но возможен переход в полный автоматический режим, в этом случае электроника все выполнит сама. Для включения пониженной передачи селектор переводится в определённое положение и блок управления не включает повышенные передачи, независимо от оборотов работы двигателя.

 

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

 

Как это работает: вариатор

Довольно долгое время этот вид коробки передач незаслуженно игнорировался автопроизводителями. А ведь именно принцип вариаторной передачи широко использовался задолго до появления первого автомобиля. Прообразом современной бесступенчатой трансмиссии были ременные передачи ветряных мельниц, которые, благодаря подобной передаче крутящего момента от лопастей мельницы на жернова, могли измельчать зерно с разной скоростью и до различного помола. В автомобильной промышленности этот тип механической коробки передач начал широко применяться с конца 1990-х годов. Сегодня бесступенчатый вариатор считается одним из самых прогрессивных видов автомобильных трансмиссий. Впрочем, и у бесступенчатого вариатора есть свои достоинства и недостатки.

Вариатор XTRONIC CVT от Nissan.

Принцип работы вариатора

Как уже указывалось выше, вариатор представляет собой эволюционную разновидность классической механической коробки передач. Но если для «механики» присущи переключения со ступени на ступень при помощи шестерен (при этом, важную роль играет сцепление), то у вариатора передачи переключаются без участия каких-либо зацепных узлов и уж тем более, без сцепления. Именно поэтому по плавности переключения со ступени на ступень этому виду трансмиссии сегодня нет равных. По типу принято различать следующие виды бесступенчатых вариаторов: клиноременные, цепные, торроидные.

Клиноременные трансмиссии стали первым типом бесступенчатой коробки передач, которая устанавливалась на легковые автомобили. Как правило, эти машины имели небольшой по объему и мощности двигатель, так как использовавшийся в механизме вариатора ремень не выдерживал больших нагрузок и часто выходил из строя.

Клиноремённый вариатор MINI

По своему строению этот тип КПП выглядит как пара параллельно расположенных шкивов, передача крутящего момента от одного к другому происходит при помощи натянутого между ними ремня. Каждый шкив – это две конусообразные детали, которые соприкасаются своими «вершинами». Эти детали по мере изменения крутящего момента от мотора сдвигаются или раздвигаются, благодаря чему происходит плавное переключение на повышенную или пониженную передачу. Если раньше, как упоминалось выше, в клиноременном вариаторе применяли резиновые ремни, то сегодня их роль выполняют металлические ленты.

Цепной вариатор – это усовершенствованная клиноременная бесступенчатая трансмиссия, в которой вместо ремня применяется стальная цепь. Срок службы цепи у такой КПП довольно продолжителен.

Схема трансмиссии с цепной передачей

Наконец, торроидный вариатор имеет отличную от первых двух типов конструкцию. В нем роль шкивов играют два колеса (ведущее и ведомое), между которыми зажат торроидный ролик. Колеса трутся о ролик, который меняет свое положение относительно их, и таким образом происходит повышение или понижение передач.

Тороидный вариатор. ФОто

Все типы вариаторов управляются электронными блоками управления, в которых аккумулируется информация о крутящем моменте двигателя, скорости автомобиля и прочих характеристиках, на основании которых электроника дает команду КПП повышать или понижать передачу.

Устанавливается на автомобили марок Honda (Jazz, CR-V), Nissan (Juke, Qashqai), Toyota (Yaris, Auris) и прочие.

Достоинства и недостатки бесступенчатой КПП

К достоинствам этого типа трансмиссий можно отнести, во-первых, плавное переключение передач без рывков при разгоне и торможении. Во-вторых — отличную динамику движения автомобиля на длинных отрезках пути. В-третьих, и это, наверное, один из самых больших плюсов, вариатор обеспечивает экономию горючего, а связано это с тем, что при переключении передач не происходит потери мощности и крутящего момента. Еще один положительный аспект связан с активной безопасностью автомобиля, оснащенного вариатором, – его колеса не пробуксовывают на скользкой поверхности (лед) из-за того, что передачи вариатор переключает плавно.

К недостаткам вариатора можно отнести сравнительно слабую динамику – от старта движения до выхода на средние обороты. Остальные негативные аспекты связаны с обслуживанием и ремонтом бесступенчатой трансмиссии: в ней используется дорогое трансмиссионное масло, а его замена и обслуживание узлов и агрегатов вариатора довольно сложное, что, естественно, сказывается на стоимости обслуживания. Привод вариатора весьма чувствителен к большим нагрузкам при высоком крутящем моменте двигателя и если трансмиссию эксплуатировать неправильно, этот узел может выйти из строя, что повлечет за собой дорогостоящий ремонт. Еще одним недостатком такой трансмиссии является невозможность применять спортивные приемы вождения, ведь производители вариаторов намеренно ограничивают подобные операции – чтобы продлить «жизнь» трансмиссии.

О проблемах и неисправностях вариатора мы написали в статье

Что такое трансмиссия вариатор для машины

Вариатор — бесступенчатая трансмиссия автомобиля с внешним управлением. Расскажем про тип трансмиссии автомобиля — вариатор. Устройство и как работает в теории. Недостатки и достоинства на практике.

Устройство и принцип работы

Клиноременной вариатор состоит из нескольких (одной или двух) ременных передач, где шкивы образованы коническими дисками, за счет сдвигания и раздвигания которых изменяются диаметр шкивов и, соответственно, передаточное число. Разные фирмы разработали свою конструкцию вариатора и применяют вместо ремня цепь или набранный из металлических пластин ремень, но принцип не меняется.

Почему клиновидный ремень

Ремень в разрезе имеет трапециевидную форму и «вклинивается» в шкив своими боковыми поверхностями. При износе этих поверхностей, благодаря своей форме, он врезается глубже в шкив и все равно остается в хорошей сцепке с ним.

Для трогания автомобиля с места используется обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.

Как изменяется передаточное число

Устройство ведущего шкива таково, что его щеки при воздействии центробежных сил плавно сжимаются и выталкивают клиновидный ремень все дальше от центра шкива. Ведомый шкив при этом наоборот, разжимается, и ремень на нем плавно утопает все ближе к центру шкива. Чем больше обороты двигателя — тем больше сжимается ведущий шкив и разжимается ведомый, тем самым меняя передаточное число от коленвала к заднему колесу. Этот процесс хорошо виден на рисунках:Двигатель не запущен

Малые обороты двигателя

Средние обороты двигателя

Максимальные обороты двигателя

Положения клиновидного ремня в разрезе на ведущем шкиве (слева) и ведомом (справа) при разных режимах работы двигателя.

Иначе устроен тороидный вариатор — он состоит из соосных дисков и роликов, передающих момент от одного диска к другому. Для изменения передаточного числа меняются положение роликов и их радиусы, по которым ролики обкатывают диски.

Недостатки и достоинства

Слабыми местами автомобильных вариаторов являются: для клиноременного — ремни, для тороидного — пятно контакта диска и ролика, где сила давления достигает 10 тонн. Поэтому применяются специальные высокотехнологичные материалы, что делает надежность вариаторов высокой, близкой к надежности коробок «автомат». Из-за нагрузок на ремень или пятно контакта вариаторы не могут работать с двигателями большой мощности и на автомобилях для перевозки грузов. Если для грузовиков вариаторы непригодны, то для легковых машин приемлемы, и здесь у бесступенчатых трансмиссий будущее, тем более технологии не стоят на месте.

Если сравнить динамические характеристики автомобилей, оснащаемых вариатором, может возникнуть недоумение — почему на одном и том же автомобиле разгон с вариатором происходит медленнее, чем с механической коробкой? Все дело в привычке — многие недовольны, что машина с вариатором «все время ноет на одной ноте».

Большинство привыкли к нарастающему шуму мотора и фирмы идут клиентам навстречу, специально настраивая электронный блок управления трансмиссией. На самом деле, при нормальной настройке блока разгон происходит быстрее.

Вариаторы для автомобиля являются продвинутым типом трансмиссии по сравнению с автоматическими коробками. Это проявляется в лучшей динамике, меньшем расходе топлива, более плавной езде. В то же время, вариаторы проще по конструкции.

Эксплуатация вариатора

Вариаторы для авто спокойно переносят езду по бездорожью, как и классический автомат. Если его целенаправленно не гробить, то прослужит долго. На долголетие вариатора сказываются две вещи: манера вождения и своевременная замена масла. Регламентированная замена жидкости при эксплуатации в тяжелых условиях (постоянна езда в горах, с высокой скоростью или с прицепом) осуществляется через 60-80 тысяч км. В обычных условиях оно рассчитано на весь срок службы. У многих авто фирменная «трансмиссионка» рассчитана строго на 60 тысяч километров.

Если появились подергивания при переводе рычага селектора в позицию D, а также ощутимые задержки при старте, «тупизна» во время движения и «зависание» при разгоне, то следует готовиться к ремонту вариатора. В запущенных случаях — замене на новый агрегат. Если вариатор замер на одном передаточном отношении — то требует замены шаговый мотор.

А если отказываются переключаться передачи — то виноват соленоид блокировки селектора или сам селектор.

Даже при бережном обращении с вариатором автомобиля, примерно через 120-150 тысяч километров пробега потребует замены толкающий ремень. Стоимость его не маленькая, но если проигнорировать замену, то он может полностью «убить» коробку. Поэтому содержание вариатора после 5-8 лет эксплуатации авто обходится недешево.

Плюсы и Минусы Вариатора (CVT)

Большинство авто производителей внедряют в свои автомобили коробку передач – вариатор, давайте разберемся, почему им так важна коробка CVT и какие у нее достоинства и недостатки для конечного потребителя.

Еще не так давно про данную коробку мало кто знал и использовалась она на скутерах да снегоходах из за ремня который при больших нагрузках просто рвался или растягивался. На данный момент проблема частично решена, но сам вариатор все так же не любит быстрых разгонов. Новые технологии позволили увеличить прочность цепного ремня и всей коробки в целом. На данный момент все больше и больше автогигантов внедряют данную КПП в линейку своих автомобилей из-за ее неоспоримых достоинств по сравнению с обычными автоматами. На нашем сайте также доступна статья с отзывами реальных владельцев автомобилей с вариатором.

Плюсы вариатора

  • Увеличенный ресурс мотора за счет плавного разгона (нет повышенной нагрузки при переключении на пониженную передачу)
  • Один из лучших показателей расхода топлива за счет бесконечного количества передач
  • Нет переключений передач – соответственно меньше потерь в разгонной динамике, отсутствие рывков, провалов, задержек при переключении, так как передач бесчисленное количество
  • При динамичном разгоне (педаль в пол) вариатор поддерживает всегда максимальные обороты двигателя, соответственно на колесах всегда максимальная мощность мотора
  • Отсутствие пробуксовки при езде по льду или влажном покрытии
  • Лучшее сцепление с дорогой при динамичном разгоне
  • Удобство управления автомобилем и комфорт при движении

Минусы вариатора

  • Увеличенный расход на обслуживание ТО по сравнению с остальными коробками передач (более частая замена трансмиссионного масла)
  • Данную коробку устанавливают на автомобили с максимальной мощностью до 220 сил (коробка не любит большие нагрузки на трансмиссию)
  • CVT не любит динамичной езды и «игры в шашки»
  • Ремонт этой коробки обойдется вам дороже ремонта традиционного автомата, как правило, требует обслуживания у официального дилера
  • Если «заморосит» один из датчиков неисправность может сказаться на работе вариатора в целом
  • Более подробно об основных неисправностях вариатора
  • Одно из популярных видео позволит познакомится с коробкой передач Вариатор