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
Цепной вариатор
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.
История появления вариатора
Первопроходцем в вопросе изобретения «постоянно меняющейся трансмиссии» считается Леонардо да Винчи. Именно он придумал устройство еще в конце XV века. При этом официальный патент получен только через несколько столетий, что существенно затормозило развитие направления.
В середине XX века CVT (Continuously Variable Transmission) стали использоваться в мотоциклах, в еще спустя полвека они стали востребованы в авиации. Первую машину с вариатором выпустил производитель Daf в 1958-м. Используемые в то время механизмы имели низкий уровень надежности. Так, резиновые ремни быстро выходили из строя, а трансмиссия часто нуждалась в ремонте.
В течение длительного времени вариатор был существенно доработан. В частности, стали использоваться более качественные материалы, изменился диаметр, улучшилась гидравлическая составляющая, оптимизирован вопрос электронной части и т. д.
Что же выбрать?
Что вариатор, что автомат будут покрываться гарантией производителя. При среднем пробеге 20000-30000 км./год ресурса обоих агрегатов вам хватит, достаточно просто проводить регламентное техническое обслуживание..
Вариатор, за счёт отсутствия гидротрансформатора, покажет меньший расход топлива, но продать автомобиль с вариатором сложнее — покупатели к ним предвзято относятся.
Автомобиль с АКПП продаётся лучше, но за 3 года, вы потратите топлива, на большую сумму, чем потеряете при продаже автомобиля с вариатором.
Договорились — для нового автомобиля нет принципиальной разницы выбирать классическую АКПП или вариатор.
Если вы приобретаете новый автомобиль и планируете ездить на нем 5-7 лет.
Я не считаю, что в современном мире это целесообразно, но обстоятельства у всех разные, может вы пенсионер и машина вам нужна “доездить”. В этом случае лучше выбрать самый простой классический автомат (4-5 ступеней). Да расход топлива выше, но если это для вас критично, целесообразно, сразу по окончания гарантии на двигатель, установить ГБО.
Если вы приобретаете автомобиль с пробегом — тут однозначно “рулит” классическая АКПП.
Как я написал выше — расход топлива у автомобиля на АКПП будет больше, причина этого в устройстве трансмиссии. Приобретая БУ автомбиль с АКПП вы сможете примерно прогнозировать поломку
Да акпп может отказать, но при плановом обслуживании это маловероятно, заранее известно, и, самое важное — отказ не обездвиживает автомобиль, в 99% случаев АКПП переходит в аварийный режим, но до места вы доедите
Старый вариатор наоборот, склонен к очень подлой поломке — обрыву ремня и спрогнозировать это практически невозможно так как вы не знаете как ездили до вас. Если произошел обрыв ремня автомобиль уже никуда не поедет без буксира или эвакуатора….
По этой причине автомобили после обрыва ремня, чинят максимально дешево и продают, или меняют вариатор на новый и сами ездят еще 60000-100000 км! Поэтому, если вы приобретаете автомобиль с пробегом оснащенный вариатором, будьте готовы к тратам на ремонт или замену вариатора!
Какие пробеги критичны
Во многом надежность того или иного вариатора будет зависеть
больше от манеры езды и добросовестности обслуживания, однако кое-какие
усреднённые значения отследить можно. К примеру, неплохим ресурсом отличились
«цепные» трансмиссии Multitronic
и Lineatronic в исполнении Volkswagen и Subaru
соответственно. Средний срок службы этих коробок около 250 000 км.
Вариатор Lineatronic
Чуть меньше ходят японские вариаторы Aisin, которые постепенно захватывают
модельный ряд Toyota,
оставив временное право для существования традиционных АКПП только на тяжелых
внедорожниках. Самая популярная версия Aisin K111 служит примерно 230 ткм.
Aisin K111
Продукция компании Jatco (Nissan) в мире самая популярная. Их вариаторы разошлись тиражом
более миллиона и устанавливаются на Nissan, Mitsubishi,
Dodge, Peugeot, Citroen и
некоторые другие марки. Они менее ресурсные. Если взять их самую массовую
версию JF011E, то последние её
модификации в среднем проезжают 180 ткм, а вот у её последователя JF015E эта отметка скатилась до 150 ткм, хотя
по поведенческим показателям эту коробку можно перепутать с традиционным
автоматом. Получилось что-то типа «шаг вперёд и два – назад».
Бельгийские коробки VT2, устанавливаемые на китайские автомобили Geely, заканчивают список скромным
показателем в 100 ткм. Хотя, особо аккуратные владельцы говорят, что вариатор
не так плох, если сильно не нагружать трансмиссию и вовремя менять масло.
Стоит также отметить, что срок жизни одного и того же вариатора, установленного на разные модели, может отличаться в зависимости от поправок производителя. К примеру, агрегат Jatco JF011E на Mitsubishi Outlander 3 служит гораздо меньше, чем на предыдущем поколении Аулендеров или в сравнении с той же коробкой на Nissan Qashqai.
Правила и особенности эксплуатации вариатора
Бытует мнение, что вариатор — не самый надежный тип трансмиссии, и срок его эксплуатации, в лучшем случае, отграничен 100-150 тысячами пробега. Правда как всегда где-то посередине, и при правильной и бережной эксплуатации, коробка может проходить значительно дольше.
Соблюдая ряд правил, можно не волноваться о том, что придется делать дорогостоящий ремонт, или полностью менять вариатор.
Своевременно меняйте масло в вариаторе, очень многое в его работе зависит от чистоты и качества масла. Оно выполняет сразу несколько важных функций, среди которых:
- Создание тончайшей защитной пленки в местах трения металлов;
- Охлаждение вариатора;
- Обеспечение правильной работы за счет давления жидкости.
Если масло пригорело, засорилось продуктами выработки – оно перестает выполнять возложенные на него задачи, что приведет к нарушению работы коробки, к быстрому износу и поломке.
Поскольку в разные годы, на разные рынки, на одни и те же автомобили, производители могли ставить различные версии CVT, лучше искать информацию по типу вашей коробки, а не марки машины.
Правильней всего будет посмотреть информацию в руководстве по эксплуатации автомобиля. Но если его нет, в таблице вы найдете данные о том, какое масло используется и как часто следует его менять.
Устройство вариатора
Коробка вариатор или бесступенчатая коробка передач передачу. Вместо двух передач есть два шкива, соединенных ремнем. Двигатель вращает один шкив, а другой соединен с остальной передачей на колеса. Волшебство вариатора заключается в том, что размер шкивов может изменяться от маленьких до больших, а между ними бесконечные размеры.
Итак, изначально шкив двигателя будет маленьким, а другой — большим, как первая передача. Но когда автомобиль набирает скорость, шкив двигателя плавно уменьшается в размере, точно так же, как увеличивается и другой шкив. По сути, вы все время меняете передачу. Есть несколько различий в размерах шкивов, но фундаментальный принцип всегда один и тот же.
Для водителя это означает, что двигатель может перейти непосредственно к наилучшему диапазону оборотов для данной ситуации. Этот диапазон оборотов, как правило, либо обеспечивает наибольшую эффективность, большую мощность или максимальный крутящий момент. Оказавшись в своем “оптимальном ” диапазоне оборотов, двигатель просто держит свои обороты, и шестерни «меняются» при изменении относительных размеров двух шкивов. В результате получается более плавный, эффективный и быстрый привод, чем обычный автоматический. Однако есть и обратная сторона: потери энергии из-за трения выше при использовании вариатора — около 5-15%, тогда как при обычных передачах это не более 2-5%. Как всегда, развитие сокращает разрыв, и тот факт, что вариатор позволяет двигателю оставаться на своих оптимальных оборотах, больше компенсирует дополнительную потерю эффективности.
Разновидности вариаторов
При использовании CVT необходимо понимать, что они бывают нескольких видов. Кратко рассмотрим особенности каждого из вариантов:
- Клиновидный ременной. Конструктивно состоит из пары шкивов, объединенных клиновой ременной передачей. Шкив состоит из пары дисков-конусов, которые сближаются или отдаляются с помощью гидравлики и специального пружинного механизма. Конусы находятся под 20-градусным углом, что обеспечивает плавное перемещение с минимальным сопротивлением. Современные коробки вариаторы имеют ремни, изготовленные из стальных полос, отличающихся большей прочностью, минимальной шумностью и высокой степенью надежности.
- Клиновидный цепной. По названию ясно, что в таких видах CVT применяется цепочка, которая сформирована из множества пластик. Передача момента осуществляется посредством фиксации со специальными дисками-конусами. В точках соприкосновения появляется высокая нагрузка, которая приводит к нагреву, что компенсируется за счет системы охлаждения. Такие устройства отличаются более высоким КПД, но в них нет реверса, что требует применения дополнительного устройства.
- Тороидный. В таком типе вариаторной КПП не предусмотрено ни цепной, ни ременной передачи. Конструктивно устройство состоит из 2-х валов с зафиксированными между ними роликовыми механизмами. Скорость меняется посредством изменения позиции роликов, а сам момент передается, благодаря контакту рабочих участков. Такой тип CVT применяется реже всего, но именно этот тип считается наиболее перспективным.
Виды вариаторов
По своему конструктивному исполнению различают следующие виды вариаторов:
- клиноременной, получивший наибольшее распространение;
- цепной, являющийся аналогом вышеуказанного типа, но с цепью вместо ремня;
Рис. — «Цепной вариатор»
тороидальный, который из-за сложного устройства занимает не более 5-7% рынка бесступенчатых трансмиссий.
Главным отличием тороидальной бесступенчатой трансмиссии является отсутствие клиноременной или цепной передачи. Крутящий момент в таком вариаторе передается при помощи специальных роликов и конусообразных дисков. Изменение положения роликов ведет к смене передаточного числа.
Как правильно буксировать на вариаторе
Можно ли буксировать вариатор? В отношении буксировки транспортного средства с вариатором следует отметить несколько моментов. Для буксировки транспортного средства, оборудованного бесступенчатой трансмиссией, под ведущими колесами буксируемого транспортного средства должна быть установлена буксирная тележка.
Никогда не буксируйте автомобиль с передним приводом с вариатором и с передними колесами на земле или четырьмя колесами на земле. Если вам необходимо буксировать автомобиль, оборудованный вариатором, сзади, то спереди на земле, используйте буксирные тележки под передними колесами. Невыполнение этого требования может привести к серьезным, дорогостоящим повреждениям вашего автомобиля.
Никогда не буксируйте полноприводные модели CVT, такие как Murano, с любой парой колес на земле. Это может привести к серьезным дорогостоящим повреждениям
