Что такое коробка вариатору автомобилей

Вариаторная коробка передач плюсы и минусы

• Toly Piterskiy
• 03.09.2018
• Эксплуатация автомобиля
• 0 комментариев

Привет ? Друзья! Тема сегодняшней статьи “вариаторная коробка передач плюсы и минусы” и я постараюсь простым языком обьяснить самые главные достоинства и недостатки CVT. Как Вы уже знаете, я приобрёл Subaru Forester на вариаторе и поэтому решил разобраться в этом вопросе досконально. Итак, поехали!

Вариаторная коробка передач плюсы и минусы

Прежде, чем рассматривать достоинства и недостатки CVT, нужно понять принцип работы вариаторной коробки передач. Постараюсь объяснить рабоче-крестьянским языком, чтобы понял даже школьник начальных классов.

Вариаторная коробка передач что это такое

Главными деталями в вариаторе, которые создают и перераспределяют крутящий момент, являются два конусовидных привода, таких как на картинке ниже:

Из которых, один привод ведущий, а другой ведомый. Диаметр у приводов разный, что и позволяет разгонять автомобиль. Если бы он был одинаковый, то о разгоне и речи бы ни шло.

В качестве примера можете взять два карандаша и сверху на них одеть резинку, которой упаковывают деньги. Если начать вращать первый карандаш, то скорость вращения второго карандаша будет равняться скорости вращения первого карандаша. Для того, чтобы скорость ведомого карандаша увеличить в разы, нужно поменять диаметр ведущего карандаша. Это очень похоже на работу велосипедной цепи.

Принцип действия вариатора очень схож с работой обычной цепи в велосипеде. Если цепь находиться на звездочке меньшего диаметра, то велосипед едет медленно и на нем легко подниматься в горку. Если цепь перескакивает на звездочку большего диаметра, то скорость велосипеда увеличивается.

Тот же принцип действия и в вариаторной коробке передач. В зависимости от расположенния цепи на конусном приводе, цепь создаёт то больший, то меньший крутящий момент, который в дальнейшем передаётся на колеса. По сути количество передач в вариаторе стремиться к бесконечности и в этом есть большое количество достоинств данного типа коробок передач.

Преимущества вариатора

Самое главное достоинство вариаторной коробки передач в сравнении со стандартной АКПП, это то что она позволяет экономить топливо. Автомобили с вариатором кушают на два литра, бензина меньше на сотню км пробега, чем конкуренты с АКПП. Если стоимость одного литра 95-го бензина, (45 рублей за литр в 2018 году) перевести на средне-годовой пробег и посчитать затраты то получаются такие цифры:

• Средий пробег за год – 30 000 км
• Средний расход топлива – 10 литров на 100 км пробега
• Сумма расхода топлива в год – 135 000 рублей

Если бы коробка передач была бы не вариаторной, а классическим АКПП, то расход топлива увеличился бы на 2 литра на сотню. Что в пересчете на деньги, увеличило бы сумму в год до 162 000 рублей.

Итого: Вариаторная коробка позволяет экономить топливо при средней езде (30 000 км), до 27 – 30 000 рублей в год и это хочу я Вам сказать очень приятно!

Следующий плюс вариаторной коробки – это плавность разгона. При движении автомобиля полностью отсутствуют рывки к которым привыкли все, кто ездит на АКПП. Переключение передач абсолютно не чувствуются, так как их попросту нет. Число передач в вариаторе превышает количество песчинок в море.

Разгон у автомобиля с CVT быстрее, чем с АКПП, так как не затрачивается время на переключение передач.

Стоимость нового автомобиля с вариатором ниже, чем с АКПП, минимум на 50 000 рублей. Это тоже очень существенная сумма, которую лучше оставить у себя в кошельке.

С надежностью у вариатора тоже всё в порядке. Если менять масло каждые 40 000 км пробега и не эксплуатировать машину в супер жестких условиях (постоянно буксуя на бездорожье, таскать тяжелые прицепы, ездить на предельных скоростях итд) то срок службы вариаторной коробки может доходить до 300 000 км.

Размер CVT в разы меньше чем АКПП, в результате чего места внутри салона для ног становиться больше.

Ну и последнее преимущество вариатора заключается в его экологичности, так как он позволяет снижать выработку CO2 при совместной работе с двигателем.

Недостатки вариатора

К минусам вариатора смело можно отнести следующие моменты:

Вариатор нужно чаще обслуживать (менять масло), так как от трения клиновидного, либо цепного ремня о шкивы, образуется очень много металлической пыли. Если своевременно её не убирать, заменяя масло, то износ деталей будет увеличиваться в разы быстрее. Срок службы вариатора снизиться с 300 000 км до 100 000 км.

Вариатор очень не любит “жесткой езды” на предельных скоростях и резких стартов с места. Также очень сильно уменьшает жизнь вариаторной коробке передач буксование и буксирование. Если вы любитель Off Road и часто таскаете за собой прицепы, то выбирайте либо классический автомат, либо механику, вариатор в этом случае не для Вас!

В момент резких стартов и серьезных усилий при буксировке и буксовании, цепь или ремень в вариаторе проскальзывает и создаёт при трении высокие температуры, которые убивают коробку и выжигают электронные мозги внутри нее. Именно поэтому в скоростные автомобили вариаторы не устанавливают.

Стоимость масла для вариатора стоит дороже, чем стоимость масла для классической АКПП.

Признаки неисправности вариатора

Первый признак надвигающихся проблем с вариаторной коробкой – это запах гари. Если такой запах вы стали часто чувствовать в салоне авто – это повод обратиться с сервис. Обычно, это первое с чего начинаются все признаки неисправности вариатора.

Гул вариатора. Причин этому много, но основной является износ подшипников при перегреве CVT. Обязательно проверяйте, как уровень, так и качество трансмиссионного масла. А если Вы покупаете машину с вариатором впервые, то только по запаху гари масла в коробке, я бы вам посоветовал отказаться от покупки данного авто.

Резкий переход вариатора в аварийный режим. Это происходит от сильного износа ремня, на котором из-за повышенного трения и перегрева образуются зазубрины, которые в дальнейшем образуются и на шкивах. Не редки случаи и обрыва ремня с полным обездвиживанием автомобиля. Как правило это влечет за собой очень дорогостоящий ремонт с заменой ремня и шкивов в вариаторе.

Рывки при трогании с места в основном являются причиной неисправности в ЭБУ вариаторной коробки и свидетельствуют в перебоях давления масла.

Что лучше автомат или вариаторная коробка передач

Это один из самых распространенных вопросов, которым задаются те кто покупает свой первый автомобиль. Тут главное понять, как вы машину будете эксплуатировать. Если главной задачей является езда по пересеченной местности с частым буксованием, либо буксирование прицепа, то от покупки авто с вариаторной коробкой лучше воздержаться.

Также я бы не рекомендовал покупать вариатор тем, кто любит стартовать с места на светофорах с проворотом колёс. Такие частые старты убьют вариатор очень быстро. Минимально на что вы попадёте – это замена ремня вариатора. Максимально – на замену ремня, шкивов, подшипников и гидроблока с электронными мозгами.

Если Вы покупаете автомобиль, чтобы передвигаться по городу в спокойном режиме, возя себя с работы до дома и обратно, а по выходным выезжать за город на природу, либо на дачу, то покупка автомобиля с вариатором будет на 100% оправдана. При выполнении таких задач, проблем в течении гарантийного срока эксплуатации точно не будет. Да и после 100 000 км пробега с хорошим своевременным обслуживанием, вариатор вас не разочарует. Как я уже писал выше, срок службы вариатора доходит до 300 000 км при правильной эксплуатации.

Вариатор от А до Я

Трансмиссия вариаторного типа из салона недвижущегося авто практически неотличима от привычного автомата. Здесь видны рычаг селектора и знакомые буквы P-N-D-R, отсутствует педаль сцепления. Как же устроена бесступенчатая трансмиссия CVT в современных автомобилях? В чем отличие тороидального и клиноременного вариатора? Об этом пойдет речь в нижеследующей статье.

Вариатор – бесступенчатая трансмиссия

Среди разновидностей трансмиссий выделяется бесступенчатый вариатор, отвечающий за передачу крутящего момента. Сначала небольшая историческая справка.

История вариатора

Когда речь заходит о предыстории вариаторного устройства, упоминается личность Леонардо да Винчи (1452–1519). В работах итальянского художника и ученого можно найти первые описания серьезно поменявшейся к XXI веку бесступенчатой трансмиссии. Мельникам Средневековья также был известен положенный в основу устройства принцип. Используя ременную передачу и конусы, мукомолы вручную воздействовали на жернова и изменяли скорость их вращения.

До появления первого патента на изобретение прошло без малого 400 лет. Речь идет о запатентованном в 1886 году в Европе тороидальном вариаторе. Успешное использование вариаторных трансмиссий на гоночных мотоциклах привело к тому, что в начале XX века в рамках соревнований вводился запрет на участие оснащенной вариаторами техники. Для сохранения здоровой конкуренции подобные запреты давали о себе знать на протяжении всего прошлого столетия.

Первое применение автомобильного вариатора датировано 1928 годом. Тогда усилиями разработчиков британской компании Clyno Engineering был получен автомобиль с трансмиссией вариаторного типа. Ввиду неразвитости технологии машина не отличалась надежностью и высокой эффективностью.

Новый виток истории произошел в Голландии. Владелец концерна DAF Ван Дорн разработал и внедрил конструкцию Variomatic. Продукция завода – это первый вариант массового применения.

Сегодня всемирно известные компании из Японии, США, Германии активно практикуют установку бесступенчатых трансмиссий на автомобили. Чтобы отвечать условиям времени, устройство постоянно совершенствуется.

Что такое CVT

Аббревиатура CVT – это Continuous Variable Transmission. В переводе с английского это означает «непрерывно изменяющаяся передача». На деле непрерывность проявляется тем, что смена передаточного числа никак не ощущается водителем (отсутствует характерные толчки). Передача крутящего момента от мотора к ведущим колесам реализуется без использования ограниченного количества ступеней, поэтому трансмиссию называют бесступенчатой. Если в маркировке комплектации авто встречается обозначение CVT, то речь идет о том, что используется вариатор.

Виды вариаторов

Элементом конструкции, отвечающим за передачу крутящего момента от ведущего вала к ведомому, могут быть клиновидный ремень, цепь или ролик. Если в качестве основания для классификации выбрать указанную конструктивную особенность, то получатся следующие варианты CVT:

• клиноременный;
• клиноцепной;
• тороидальный.

Указанные виды трансмиссий применяются преимущественно в автомобильной индустрии, хотя вариантов устройств, отвечающих за плавное изменение передаточного отношения, гораздо больше.

Зачем нужна бесступенчатая передача

Благодаря бесступенчатой передаче ДВС в любой момент своей работы будет передавать крутящий момент без задержек. Такие задержки происходят при изменении передаточного отношения. Например, когда водитель переводит рычаг МКПП в другое положение или автоматическая коробка передач выполняет свою работу. За счет непрерывной передачи авто плавно набирает скорость, возрастает КПД мотора, достигается определенная экономия топлива.

Устройство и принцип работы вариатора

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

Основные компоненты

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

Также основными компонентами CVT являются:

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

Клиноременный вариатор

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

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

Устройство ремня

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

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

Клиноцепной вариатор

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

Благодаря большей гибкости клиноцепной вариант CVT обладает высоким КПД.

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

Устройство цепи

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

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

Тороидальный вариатор

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

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

Вариатор в автомобилестроении

Автомобильные бренды разрабатывают свои варианты бесступенчатой трансмиссии. Каждый концерн именует разработку на свой лад:

1. Durashift CVT, Ecotronic – американский вариант от компании «Форд»;
2. Multitronic и Autotronic – немецкие вариаторы от «Ауди» и «Мерседес-Бенц»;
3. Multidrive («Тойота»), Lineartronic («Субару»), X-Tronic и Hyper («Ниссан»), Multimatic («Хонда») – такие названия можно встретить у японских производителей.

Плюсы и минусы вариаторной коробки

Аналогично механике или автомату бесступенчатая коробка передач обладает положительными сторонами и недостатками. В качестве плюсов отмечаются:

• комфортное передвижение на авто (положение «D» на селекторе выставляется перед началом движения, двигатель разгоняет и замедляет автомобиль без характерных для механики и автомата толчков);
• равномерная нагрузка на мотор, которая сочетается с точной работой трансмиссии и способствует экономии горючего;
• сниженное количество выбросов вредных веществ в атмосферу;
• динамичный разгон машины;
• отсутствующая пробуксовка колес, что повышает безопасность (особенно если речь идет о езде в гололедицу).

Из минусов бесступенчатой трансмиссии обращают на себя внимание:

• конструктивное ограничение на сочетание вариатора с мощными ДВС (пока можно говорить лишь о нескольких экземплярах автомобилей с таким тандемом);
• ограниченный ресурс даже при регулярном ТО;
• дорогой ремонт (покупка);
• высокие риски при покупке б/у авто с CVT (из серии «кот в мешке», поскольку доподлинно неизвестно, как прежний владелец эксплуатировал продаваемый автомобиль);
• небольшое количество сервисных центров, в которых мастера взялись бы за починку устройства (все о вариаторах знают единицы);
• ограничение на буксировку и использование прицепа;
• зависимость от контролирующих датчиков (бортовой компьютер в случае неисправности будет давать некорректные данные для работы);
• дорогое трансмиссионное масло и требование постоянного контроля его уровня.

Ресурс вариатора

Нюансы эксплуатации (дорожные условия, стиль вождения) и частота проведения ТО вариаторной трансмиссии влияют на ресурс устройства.

При несоблюдении предписаний производителя, нарушении регламента регулярного обслуживания рассчитывать на длительный срок службы бесполезно.

Ресурс составляет 150 тысяч км, больше трансмиссия, как правило, не выхаживает. Есть единичные случаи, когда CVT в рамках гарантийного ремонта менялась на автомобилях, не прошедших 30 тысяч км. Но это исключение из правила. Главный узел, влияющий на срок службы, – ремень (цепь). Деталь требует водительского внимания, поскольку при сильном износе вариаторная коробка может полностью сломаться.

Выводы

Когда речь заходит об автомобилях, на которых действует бесступенчатая передача крутящего момента, возникает повод для негативных оценок. Причина – узел требует регулярного обслуживания, а ресурс его невелик. Вопрос о том, покупать ли авто с CVT, каждый решает самостоятельно. У трансмиссии есть преимущества и изъяны. В заключение можно дать предупреждающий комментарий – при покупке б/у авто, на котором стоит вариаторная коробка, нужно быть предельно внимательным. Владелец подержанной машины может скрыть особенности эксплуатации, а вариатор в этом плане – чувствительный вариант механической передачи.

Blog-Mycar.ru

Все о ремонте, тюнинге, устройстве, эксплуатации автомобиля, советы, автоновости, автофакты

Вариаторная коробка передач, ее подробное устройство и принцип действия

Когда речь идет о современных коробках передач, чаще всего встречается вариаторный тип. Вариатором называют КПП, в котором нет ступеней, что позволяет значительно повысить мощность двигателя. Срок эксплуатации двигателя в этом случае увеличивается, а расход топлива уменьшается.

Вариаторная коробка передач, ее подробное устройство и принцип действия

Принцип работы вариаторной коробки передач

Инженеры разработали множество типов вариаторных кпп, но автомобильные компании используют тороидный и клиноременной виды.
В основе двух типов лежит принцип бесступенчатой трансмисии и отсутствие рывков пи передаточном числе от коленвала. Именно при такой организации функционала повышается КПД и разгон двигателя проходит плавно.

Устройство клиноременного вариатора и его компоненты

Устройство клиноременного вариатора

1. Два шкива, один из которых ведущий, другой выполняет роль ведомого.
   Шкив представляет собой конический диск. Оба они соединены ремнем клиновидного типа. Скорость автомобиля и обороты в определенный момент движения определяются при помощи положения шкивов.
2. Клиновидный ремень, который представляет собой металлический гибкий ремень с насаженными на него пластинами трапециевидного типа. Иногда наблюдаются изменения конструкции. Так, компания Audi заменяет ленту металлической цепью.
3. Комплекс сервоприводов. Их основная задача – сдвигать и раздвигать шкивы.
4. Система, контролирующая разъединение и соединения коленвала и ведущего шкива. Изменения в устройстве возможны. Все зависит от компании-разработчика. Наиболее распространёнными вариантами являются такие, как электромагнитное, автоматическое центробежное, «мокрое» многодисковое и сцепление гидротрансформаторное.
5. Автоматика, которая управляет работой вариаторной коробки передач. Она определяет, какой диаметр должны иметь ведущий и ведомый шкивы в данное время и обеспечивает его, передавая необходимый сигнал на сервоприводную систему. В функции автоматики также входит контроль за работой системы соединения и разъединения коленвала и ведущего шкива.

Тороидная КПП вариатор

Тороидная КПП вариатор

Ввиду сложности конструкции системы такой тип вариатора встречается крайне редко. Он представляет собой полусферу, состоящая из двух дисков с роликом. Ролик зажимается между ними, а изменение передаточного числа прямо пропорционально зависит от смены положения ролика.
Когда ролик двигается налево, левый диск двигается медленнее. Потому правая часть ролика цепляется за край правого диска, заставляя его вращаться быстрее. Дальнейшая передача крутящего момента обеспечивается сложной системой шестерёнок и роликов.

Теперь, когда стал понятен принцип работы вариатора, следует пояснить, какие основные особенности в работе имеет этот механизм.

Вариатор клиноременного типа и механизм его работы

Когда автомобиль начинает двигаться, ремень двигается максимально ввиду того, что конусы ведомого шкива сдвинуты. Позже, когда они раздвигаются на максимум, движение ремня уже проводится по минимальному охвату. В результате крутящий момент доходит до максимальной отметки, и автомобиль начинает движение.

Автоматика подает сигналы сервоприводам при увеличении скорости и приводит в движение конусы ведомого шкива. Как результат происходит смена передаточного числа в кпп вариатор клиноременного типа.

Минусы коробки передач типа вариатор

1. Сравнительная сложность конструкционной системы и её относительно недолговечный период эксплуатации, что влечет за собой высокую себестоимость деталей (не нужно забывать при этом о трансмиссионном масле, необходимый объём которого составляет 5-6 литров) и обслуживание. При этом наиболее часто в первую очередь замене подлежит ремень, потому что на него приходятся постоянные нагрузки.
2. Автомобиль испытывает сложности буксировки, если возникает какая-то поломка. В этом случае поможет только эвакуатор. Проблемы при буксировке автомобиля в случае его поломки и необходимость его перемещения исключительно на эвакуаторе.
3. Невозможность резкого перехода при движении на предыдущую передачу и конструктивное ограничение по передаче крутящего момента.

Преимущества коробки вариатор

1. Двигатель работает с низким уровнем шума, обеспечиваемая тем, что во время движения вариатор не выводит обороты двигателя на максимальные. Однако, это зачастую пугает водителей, ранее эксплуатировавших автомобили, оснащённые классическими коробками переключения передач.
2. Плавный ход. Ни один тип коробок переключения передач, даже такие как роботизированная коробка передач и коробка передач dsg не способны дать такой эффект, так как в кпп вариатор ступени отсутствуют физически. Отметим, что ряд моделей с коробкой cvt имеют заявленную функцию ручного переключения передач, но это всего лишь автоматически зафиксированные положения ведомого и ведущего шкивов.

Также к преимуществам коробки вариатор зачастую причисляют низкий расход топлива и более быстрый разгон автомобиля. Теоретически это совершенно правильно, ведь применение вариатора даёт больший КПД двигателя, но практика показывает, что это всего лишь миф и авто с классическими типами кпп разгоняются с той же скоростью и потребляют немногим больше топлива.

Если подытожить всё вышесказанное, то можно сказать, что на сегодняшний день коробки переключения передач вариаторного типа несомненно являются одной из самых технологичных разработок и гарантируют плавность хода и комфорт во время движения. Однако это компенсируется недолговечностью конструкции и высокой стоимостью её обслуживания. Поэтому, если Вы не готовы выкладывать круглую сумму за ремонт авто, но при этом предпочитаете агрессивный и спортивный стиль вождения, обратите своё внимание на роботизированные кпп либо на автомобили, оснащённые автоматическими коробками передач с функцией типтроник.

Источник http://www.xn—-jtbibfedxlmlef2p.xn--p1ai/variatornaya-korobka-peredach-plyusy-i-minusy/

Источник http://topvariator.ru/transmissija/korobka-peredach/variator/variator-ot-i-do

Источник http://blog-mycar.ru/obshhee-ustrojstvo-avtomobilya/variatornaya-korobka-peredach-ee-podrobnoe-ustrojstvo-i-princip-dejstviya.html

Источник