Как пользоваться вариатором: устройство, принцип работы, советы по эксплуатации

Содержание

Как пользоваться вариатором: устройство, принцип работы, советы по эксплуатации

Итак, вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач автомобиля. Главной особенностью ее является отсутствие конкретных ступеней – передаточное число меняется постепенно, по мере набора скорости автомобилем. Данная особенность позволяет исключить толчки и рывки при переключении, которые возможны при езде на механике, а также обеспечивает высокую динамику разгона. Ведь при нажатии на газ машина держит постоянно стабильные обороты, при которых достигается пиковый крутящий момент.

Но из-за ограничений по мощности эти коробки ставятся в основном на легковые автомобили и лишь на некоторые кроссоверы (часто это представители китайских марок). Что касается типов, всего может быть два вариатора:

Тороидный.
Клиноременной.

Как определить, какая КПП установлена в автомобиле

Современные КПП, включая роботизированные коробки, очень похожи друг на друга внешне: даже бесступенчатая имитирует «автомат» (имеет селектор и стандартную шкалу скоростей). И всё-таки определить, установлен в ТС вариатор или другая коробка передач, можно

Обратите внимание на:

Читайте также: Способы утеплить авто перед холодной зимой

информацию в документах на машину,
описания модели вашего автомобиля из Интернета,
табличку, расположенную на кузове ТС.

Информация о трансмиссии содержится в инструкции по эксплуатации автомобиля, в технической документации. Также об установленном устройстве можно узнать по vin-номеру ТС (идентификационный номер указывают в свидетельстве о ТС и в паспорте ТС). Существуют специальные веб-сервисы, которые по VIN-коду выдают информацию о комплектации автомобиля.

Не всегда стоит прибегать к услугам платных онлайн сервисов (далеко не каждый даст нужную информацию). Стоит поискать сведения о трансмиссии через поисковую систему. Большинство моделей разных марок подробно описаны в Интернете. Но, если информации о трансмиссии нет, остаётся ещё один вариант – обозначения на табличке.

Обозначения представляют собой набор цифр и букв, расшифровать которые поможет продавец-консультант (если вам необходимо докупить запчасти). Этой информации достаточно, чтобы заказать комплектующие. Если вдруг табличка утеряна или на ней стерлись буквы, такая же расположена на корпусе самого устройства. Сведения о трансмиссии узнает мастер, когда доберется до корпуса (в случае техобслуживания или ремонта).

Подкапотная табличка Subaru

Подкапотная табличка Audi

Подкапотная табличка Nissan

Устройство

Если говорить в целом, то в конструкцию данной КПП входят:

Вариаторная передача.
Механизм, служащий для отсоединения КПП от двигателя и передачи крутящего момента.
Система управления.
Механизм, обеспечивающий движение задним ходом.

Чтобы крутящий момент передавался от двигателя на коробку, в узле могут применяться:

Автоматическое центробежное сцепление.
Электромагнитное с электронным управлением.
Гидротрансформатор.
Многодисковое мокрое сцепление.

Сейчас наибольшую популярность получил гидротрансформатор. Он плавно передает крутящий момент, что положительно отображается на ресурсе коробки.

В конструкцию вариатора входит одна либо две ременные передачи. Они являют собой два шкива, которые соединены между собой клиновидным ремнем. Образуются конические диски, способные сдвигаться и раздвигаться. Благодаря этому меняется диаметр шкива. Чтобы сблизить конусы, используется усилие пружин либо гидравлическое давление. Сами диски имеют определенный угол наклона (обычно в 20 градусов). Это способствует наименьшему сопротивлению при перемещении ремня по шкиву.

Отметим, что материал ремня может быть разным. На первых моделях использовалась резина. Ввиду высокой гибкости и эластичности она не имела большого ресурса. Поэтому большинство вариаторов идет с металлическим ремнем. Он состоит из десяти стальных полос. А крутящий момент передается за счет сил трения между шкивом и боковой поверхностью ремня.

CVT-8 Jatco JF016E

CVT-8 Jatco JF016E = RE0F10D / RE0F10F (Nissan) = F1CJC / W1CJC(Mitsubishi) = FK25 (по Renault) Вариатор JF016E (серия вариаторов называется CVT8) разработан японской компанией Jatco в 2012 году (по сути как замена популярной модели JF011E) и c 2012 года по настоящее время вариатор JF016E активно устанавливался на некоторые модели автомобилей, производства японской компании Nissan, Mitsubishi, Renault. В странах бывшего СССР (в России, Украине, Белоруссии и Казахстане) вариатор JF016E чаще всего можно встретить на автомобилях: а) Nissan QASHQAI (Ниссан Кашкай) (второго поколения, в кузове J11 выпуска с ноября 2013 по 2021 год) б) Nissan X-TRAIL (Ниссан Х Трэйл) (третьего поколения, в кузове T32 выпуска с сентября 2013 по 2021 год_ в) Mitsubishi OUTLANDER (Мицубиси Аутлендер) (третьего поколения, после рестайлинга с апреля 2014 года по 2021 год) г) Nissan Teana (Ниссан Теана)(третьего поколения, выпуска с марта 2014 года по 2017 год)

Как правильно пользоваться вариатором? Азы

В первую очередь нужно понять, что автомобиль с вариатором не имеет педали сцепления. Водители, которые пересаживаются на такие машины с механики, имеют привычку задействовать левую педаль. Используя вариатор, достаточно работать только правой ногой. Левая всегда отдыхает у водителя. Этот, казалось бы, незначительный нюанс нужно запомнить. Что касается режимов работы, здесь все аналогично автоматической коробке:

Р. Это паркинг. Он используется в ситуациях, когда машина приезжает к месту длительной стоянки. В данном случае задействует специальный блокирующий элемент, который предотвращает дальнейшее движение автомобиля.
D – драйв. Это режим, при котором машина двигается вперед как обычно, с последовательным переключением передач.
N – нейтраль. Применяется в случаях, когда машина стоит долгое время на наклонной поверхности. Для этого нужно включить ручной тормоз и перевести рычаг в соответствующее положение. В таком случае мы избавляемся от необходимости постоянно держать педаль тормоза нажатой. Режим актуален в случае, когда время остановки составляет более полуминуты.
R — задняя передача.

Читайте также: Ремонт поддона картера двигателя, чем заклеить пробоины

Отличия автомата от вариатора

Визуально отличить автомат от вариатора невозможно, так как разницы в размещении рычага нет. Он может быть расположен как у рулевого колеса, так и на привычном месте размещения коробки. Разницу можно почувствовать лишь при движении: на вариаторной коробке переключение трансмиссий происходит очень плавно, практически неощутимо, понять, что скорость переключена можно только по звуку работы двигателя. На автомате же скорость переключается посредством легкого рывка. На АКПП последнего поколения переключение происходит очень плавно, особенно если коробка оснащена двумя сцеплениями, например, АКПП DSG о компании Volkswagen.

Помимо звука работы и ощущения переключения вариаторная автоматическая коробки отличаются строением. Так, основой вариатора является механизм, позволяющий очень плавно менять скорость между ведущим и ведомым диском. Это происходит посредством ремня или цепи, которые соединяют диски между собой. Для вариаторов предусмотрено несколько разных типов приводов.

Автомобиль, имеющий вариатор как коробку переключения трансмиссии, имеет гораздо меньшее время разгона, при этом ускорение происходит очень плавно и практически неощутимо. Такие КПП вошли в промышленное производство относительно недавно. Также конструкция имеет меньший вес и считается очень надежной. Чтобы вы наглядно увидели, как работает вариатор, предлагаем просмотреть видео:

Что касается строения автомата, то оно несколько отличается от вариатора. Действие автомата обеспечивают шестеренки, за работу которых отвечает редуктор. Из-за сцепления этих шестеренок как раз и ощущается легкий рывок при переключении трансмиссий. Также коробки отличаются по строению. Опытный водитель сможет с первого раза отличить вариатор от автомата, посмотрев только на их строение. На видео вы можете увидеть, как работает АКПП:

Итак, отличить вариатор от автомата можно по следующим признакам:

маркировка на двигателе и описание в документах. Как правило, АКПП обозначают А или АТ, а вариаторную коробку передач – CVT;
толчки при переключении скорости. На автомате они есть, на вариаторе – нет;
разгон. Машина, у которой установлена вариаторная коробка, при резком нажатии на педаль акселератора, ускоряется плавно, не дергаясь. Автомат же немного подастся вперед, и вы почувствуете ускорение;
подъем. Если на машине АКПП, то при подъеме, если вы нажали на педаль газа, а потом отпустили, машина не покатится назад, чего нельзя сказать о вариаторной КПП.

Важно! Если вы все же не разобрались, просмотрите документы и проверьте маркировку на двигателе, она должна совпадать с документами. Важно учитывать, что за работу как вариатора, так и автомата отвечает электроника

Поэтому осуществлять перепрошивку двигателя крайне не рекомендуется, иначе вся электроника может заработать некорректно или вовсе стереться. Даже, если вы планируете прошивать у профессионала, лучше этого не делать, так как ремонт будет стоить очень дорого

Важно учитывать, что за работу как вариатора, так и автомата отвечает электроника. Поэтому осуществлять перепрошивку двигателя крайне не рекомендуется, иначе вся электроника может заработать некорректно или вовсе стереться

Читать статью Как правильно ездить на вариаторе, чтобы его быстро не угробить – простые правила

Даже, если вы планируете прошивать у профессионала, лучше этого не делать, так как ремонт будет стоить очень дорого.

Дополнительные режимы

Стоит сказать, что многие вариаторные коробки имеют еще несколько режимов работы. Среди них стоит отметить:

L. В данном случае двигатель работает на повышенных оборотах с максимальным эффектом торможения. Этот режим актуален при длительных спусках в горах и при буксировке.
S. Это спортивный режим. В данном случае используется весь потенциал двигателя. Как правило, машина разгоняется на 0,3-0,5 секунды раньше до ста. Режим подойдет для тех, кто хочет получить резкий старт со светофора.
Е. Экономичный режим. Машина будет использовать минимальные обороты. При этом динамика разгона ухудшается, но и расход падает. Обычно такой режим применяют при спокойной, размеренной манере езды.

Как тронуться?

Продолжаем изучать вопрос «как пользоваться вариатором». На «Тойоте» и других авто зарубежного производства схема пользования вариатором едина. Поэтому данную инструкцию можно применять к любой марке. Итак, садимся в автомобиль и устанавливаем ключ в замок зажигания. Проверяем, стоит ли машина на «паркинге» (режим Р). Если рычаг находится в положении «нейтраль», старт двигателя стоит производить после установки авто на ручник.

После этого нужно правой ногой выжать тормоз. Не отпуская ногу с педали, переводим ключ в замке в положение «старт». Ждем, пока запустится двигатель (как правило, это не более двух секунд). Далее переводим рычаг коробки в режим «драйв». Ногу с педали тормоза не отпускаем. После того как включился режим «драйв», можно начинать движение. Переводим правую ногу с педали тормоза на акселератор. Вот как пользоваться вариатором на «Кашкай» и других авто. Не забываем про ручник (если он включен, снимаем его). Дальнейшие переключения автомобиль будет производить самостоятельно.

Читайте также: Двигатель Mercedes-Benz OM611

Нейтраль на вариаторе

Можно ли сбрасывать рычаг в нейтральное положение на данной коробке? Здесь все аналогично автомату. Есть случаи, когда это можно сделать, а есть, когда недопустимо. Так, категорически запрещено использовать нейтральный режим, пытаясь двигаться «накатом». При попытке вновь включить «драйв» на скорости происходит существенный удар в сцепление, и коробка подвергается нагрузке. Поэтому в нейтраль следует переключаться только тогда, когда машина стоит в пробке и время простоя более 30 секунд.

Прогрев

Много вопросов возникает о том, как правильно пользоваться вариатором на «Ниссане» зимой. Здесь стоит сказать, что в данной КПП тоже имеется масло, выполняющее роль рабочей жидкости. Однако если в автомате его содержится порядка десяти литров, то в вариаторе всего семь. То есть прогревать коробку нужно, но время на это тратится меньше. Итак, как правильно пользоваться вариатором зимой? Прогрев можно осуществлять как на режиме паркинг, так и в нейтрали. Эти режимы практически не отличаются, за исключением того, что «паркинг» блокирует колеса. Поэтому просто заводим автомобиль и ждем пять минут, пока прогреются ДВС и коробка. Стоит сказать, что чем ниже температура, тем больше времени стоит уделить прогреву (и наоборот).

Если снег/лед

Как пользоваться вариатором на таком типе покрытий? Здесь нужно знать, что при пробуксовке колес на скользкой поверхности возможно зацепление их с более твердым покрытием. Так, водитель машинально давит на газ, когда машина «схватилась» и вот-вот поехала по снегу. Но тут на пути попадается асфальт, и колеса встречаются с ним на высокой скорости оборотов. В итоге — существенный удар на сцепление. Происходит износ гидромуфты. За пару таких приемов она и вовсе может износиться. То же самое касается езды с цепями. Не стоит резко жать на газ, когда машина вот-вот тронулась. Все это существенно отображается на сцеплении коробки, особенно если это цепи-браслеты. Поэтому на скользкой дороге двигаемся максимально плавно и аккуратно, даже если машина уже начала ехать после того, как забуксовала. Ну и конечно же, нужно следить за температурой масла в коробке. Длительных пробуксовок коробка точно не выдержит.

О резких нагрузках

Многие слышали о том, что резкие нагрузки на коробку приводили к скорому ее выходу из строя. Это действительно правда. В силу своей конструкции эти трансмиссии не способны «переваривать» большой крутящий момент. Однако как этого не допустить? Как пользоваться вариатором? Все просто. Нужно отказаться от частой агрессивной езды и прогревать коробку в зимнее время. Также отметим, что на многих коробках электроника способна сигнализировать о перегревах. Так, если температура масла выше нормы, на панели приборов загорится соответствующая лампа. А на некоторых авто электроника и вовсе не даст сдвинуться с места, пока коробка не остынет.

Вариатор и бездорожье

Об этом тоже стоит поговорить отдельно. Многие задаются вопросом о том, как пользоваться вариатором на «Митсубиси Аутлендере» и других внедорожниках. Вариатор не предназначен для эксплуатации по грунтовке или бездорожью. Всего нескольких пробуксовок достаточно для того, чтобы перегреть трансмиссию. Поэтому, если вы часто ездите по такой местности, лучше выбирать авто на механике. Но как пользоваться вариатором на «Аутлендере» в такой ситуации?

В случае если машина села на «брюхо», не стоит предпринимать отчаянных попыток сдвинуть ее с места. Иначе перегрев КПП будет обеспечен. Актуальна лишь эвакуация. Также не стоит часто переключаться из режима R в «драйв», пытаясь раскачать машину. Из-за этого существенно изнашиваются шлицевые соединения коробки.

Нельзя буксировать

Агрегат может получить серьезные повреждения, если автомобиль с CVT будет буксировать другое транспортное средство. Кстати, при пробуксовывании также возможно возникновение определенных проблем.

В инструкции по эксплуатации автомобиля предусмотрен вариант буксировки другого автомобиля. Если обойтись без этого не получится, то буксировку следует осуществлять в точном соответствии с инструкцией. Но даже в этом случае полностью вариант возникновения поломок исключать нельзя. Особенно это касается автомобилей, имеющих значительный пробег.

Пробуксовка также может быть опасной. Если машина застряла в грязи, лучше оставить попытки выбраться самостоятельно, иначе это может привести к износу шлицевых соединений. Ресурс шестеренок также будет значительно сокращен. А ведь ремонт данного узла может сильно ударить по карману.

Обслуживание

Нужно знать и нюансы обслуживания, а не только лишь то, как пользоваться вариатором. На «Митсубиси», как и на других машинах с данной КПП, должна производиться регулярная замена масла. Регламент составляет 60 тысяч километров. Важно знать, что масло должно соответствовать всем допускам и спецификациям. Рекомендуется использовать только оригинальные продукты. Дело в том, что вариатор более требователен к качеству и свойствам масла, нежели автомат и механика. Поэтому сюда заливается только жидкость от проверенного производителя. Что касается ремонта, при любых признаках пробуксовки или иной некорректной работы КПП, нужно отправляться на детальную диагностику в СТО. Устройство вариатора довольно сложное, поэтому ремонт коробки должен осуществляться только профессионалами.

Также отметим, что даже при регулярном обслуживании ресурс такой трансмиссии не превышает 200 тысяч километров. Это нужно учитывать, приобретая подержанный автомобиль.

Датчики и связанное с ними

Проблема с датчиками также актуальна, и за ними нужно следить

Важно, чтобы они всегда были исправными. Проблема с функционированием хотя бы одного из них ударит по всему агрегату

Так, к примеру, если проблемы возникают с датчиком скорости, то ремень трансмиссии уходит в свою среднюю позицию. Это чревато серьезными деформациями. При этом любое превышение скорости или рывок приведут к его разрыву. Если вы покупаете подержанный автомобиль подобного типа, обязательно изучите состояние датчиков, и не считайте их чем-то второстепенным.

Причины и признаки поломки

Рассмотрим наиболее частые из них:

Невозможность включить какую-либо передачу. Это говорит о выходе из строя селектора КПП. Также могут быть проблемы с электропроводкой (окисление контактов, разъемов либо механическое повреждение проводов).
Удары при переключении из «нейтрали» в «драйв». Здесь имеет место неисправный электромагнитный клапан давления. Также пинки происходят из-за неисправного блока управления.
Падение динамики разгона. Машина не может двигаться при нажатии на акселератор. В этой ситуации могут быть проблемы с гидротрансформатором, блоком управления либо с муфтой переднего хода.

Разгонная динамика вариатора.

Старт на вариаторе.

При нулевой скорости обороты двигателя на уровне «холостых», 700-900 об/мин. При нажатии на педаль акселератора автомобиль сначала «набирает обороты двигателя», почти не двигаясь с места. Набрав обороты, автомобиль начинает двигаться с постоянной тягой, без «дерганий» на переключение передачи.

Я бы назвал такой режим «выстрел из рогатки». Т.е. мы сначала натягиваем резинку (набираем обороты двигателя), а потом постоянно разгоняем авто с постоянным тяговым усилием.

Соревнование разгона: вариатор и «автомат».

Если мы поставим соревноваться две одинаковые машины – с вариатором и с классическим «автоматом» (с одним сцеплением), то после старта увидим следующую картину. Автомобиль с «автоматом» достаточно резко стартанет и начнет разгоняться, периодически «дергаясь» на переключения передач. Авто с вариатором проиграет старт, как будто водитель нажал акселератор позже. Зато после машина начнет ровно и стабильно разгоняться и в какой-то момент обгонит «автомат».

Читайте также: Схема подключения газового редуктора ловато

Читать статью Вариаторная коробка передач: принцип работы, отзывы владельцев о плюсах и минусах вариатора

Во-первых, «автомат», переключая передачи, разрывает сцепление и значит, тяга нестабильна. В этот момент двигатель не разгоняет машину. Если среднее время переключения около 0,25 с, то, умножив на 4 интервала (с 1-й по 5-ю передачу), получим 1 секунду отсутствия тяги. Для средней машины, разгоняющейся до 100 км за 10-12 секунд, это почти 10% времени.

Во-вторых, при разгоне вариатор стабильно «держит» обороты двигателя в зоне максимально крутящего момента. Разгон машины осуществляется за счет изменения передаточного числа трансмиссии. Классические инжекторные бензиновые двигатели очень «вялые» на оборотах менее 3,5 т. об/мин. Их мощность просыпается в зоне 4,5-6,5 тысяч оборотов. Автомат же, хотя и пытается держать обороты в высоких зонах при активном разгоне, но стрелка тахометра все равно плавает в большом диапазоне частот, захватывая не всегда самые тяговитые области.

На каких оборотах будет разгонять автомобиль вариатор?

Поскольку вариатор сам (вернее, его программа) определяет, когда прекратить повышение оборотов и начать «отдавать тягу» на колеса, то это один из самых главных вопросов управления автомобилем этого типа. «Старые» вариаторы всегда повышали обороты до максимума, заставляя «рычать» двигатель, даже если водителю нужно было лишь небольшое ускорение. Этот безусловный недостаток был исправлен в вариаторах нового поколения 2007-2010 гг.

При плавном нажатии на акселератор трансмиссия лишь чуть-чуть приподнимает обороты, разгоняя автомобиль слабо, на низких оборотах движка. При достаточно резком нажатии обороты сразу становятся в зону самого оптимального момента (на моей машине это 4,5 т. оборотов) и тянут, пока не ослабишь давление на педаль ускорения. При «педали в пол» коробка ставит сразу граничную «красную зону», т.е. максимальный крутящий момент, и держит его, пока не оторвешь педаль.

Таким образом, водитель управляет частотой оборотов двигателя при разгоне скоростью нажатия педали акселератора. Это очень логично и понятно. Чем быстрее вы хотите разогнаться, тем быстрее вы нажимаете педаль скорости.

Особенности устройства и работы вариатора

Все чаще автомобили агрегатируются на конвейере вариаторными коробками передач. Но чем это обоснованно и действительно ли плюсы превосходят минусы? Рассмотрим, как работает вариатор, его внутреннее устройство и принцип действия. Надеемся, рассмотренные недостатки и преимущества помогут в дальнейшем сделать правильный выбор между CVT, DSG, роботизированной КПП и коробкой автомат гидротрансформаторного типа.

Устройство вариаторной коробки передач

Конструктивно вариатор состоит из следующих компонентов:

механизм, выполняющий роль сцепления. Позволяет передавать крутящий момент, а при необходимости рассоединять КПП от силового агрегата;
вариаторная передача;
планетарный редуктор с пакетом фрикционов, позволяющий двигаться автомобилю задним ходом;
электронная система управления.

Существует большое количество вариаторных передач, но на автомобилях наибольшее распространение получили клиноременные вариаторы. Механизм состоит из ремня, выходного и выходного шкивов, а также механизмов, изменяющих диаметр шкивов в рабочей зоне ремня.

Первые варианты вариаторов оснащались резиновым ремнем, но такая конструкция крайне ненадежная. В устройстве современных агрегатов применяется либо гибкий металлический ремень, либо цепь. В клиноременном вариаторе крутящий момент передается за счет пары трения боковая часть ремня — рабочая поверхность шкивов. Цепь же контактирует с конусной поверхностью шкивов торцевой частью.

Преимущество клиноцепного вариатора в гибкости (имеет меньший радиус изгиба) и меньших механических потерях на трение. Цепь работает за счет точечного контакта с поверхностью конусов, поэтому в местах соприкосновения очень высокая механическая нагрузка. Для повышения износостойкости конусы шкивов изготавливаются из высокопрочных сплавов стали.

Принцип работы

Почему вариаторные коробки передач называют бесступенчатыми? Лишь потому, что изменение передаточных чисел между выходным и ведущим шкивами происходит настолько плавно, что заметить отчетливую границу перехода невозможно.

Чтобы добиться прямой передачи, при которой скорость вращение входного и выходного шкивов будет одинаковой, нам нужно уравнять диаметры обеих шкивов. Если мы увеличим диаметр ведомого шкива, а d ведущего оставим прежним, то получим понижающую передачу. Ведомый вал вращается медленней ведущего, за счет чего увеличивается крутящий момент. Именно в режиме понижающей передачи автомобиль с вариатором трогается с места. Для увеличения скорости движения машины происходит обратное изменение диаметров шкивов. Именно на этом и построен принцип работы вариатора (Continuously Variable Transmission).

Механизм сцепления

В процессе развития устройства вариатора производителями использовались разные виды механизмов, среди которых:

автоматическое сцепление центробежного типа (распространено на скутерах, мотоциклах);
электронно управляемый электромагнитный механизм;
многодисковая муфта. Имеет принцип работы аналогичной тому, что используется для блокировки отдельных рядов планетарной передачи АКПП гидротрансформаторного типа.

Также работа многодискового мокрого сцепления используется для блокировки дифференциалов, интеллектуального подключения полного привода. По такому же принципу работает «мокрое» сцепление на DSG;
гидротрансформатор. Надеемся, вы знакомы с устройством и принципом работы автоматической коробки передач гидротрансформаторного вида, поэтому конструкцию рассматривать не станем.

Использование гидротрансформатора позволяет значительно снизить нагрузку на вариатор в момент старта с места. Проскальзывание до момента блокировки гидротрансформатора увеличивает ресурс рабочей поверхности конусов, уменьшает растягивание ремня/цепи. Именно это решение впервые позволило автомобилю с вариатором относительно безболезненно переносить поездки по бездорожью.

Стоит помнить, что вариатор в безопасности лишь до момента блокировки гидротрансформатора. Если на вашем автомобиле он блокируется после 10 км/час, то буксовать в снегу, грязи без риска уменьшить ресурс вариаторной КПП можно лишь до превышения этого порога

Задняя передача

Ведущий и ведомый валы в вариаторе вращаются строго в направлении вращения коленчатого вала двигателя. Поэтому единственный рациональный способ реализации задней передачи – планетарный редуктор. Когда коренная и солнечная шестерни заблокированы, входной вал вращается в одном направлении с входным шкивом, который соединен с водилом.

Если заблокировать только коренную шестерню, водило, а вместе с ним и входной шкив, будет вращаться в обратную сторону. Для наглядного представления об устройстве и работе планетарного редуктора в вариаторе предлагаем посмотреть видео.

Система управления

Принцип работы вариатора в режиме реверсной передачи возможен благодаря использованию 2-х пакетов фрикционов. Один из них при необходимости блокирует между собой коренную и солнечную шестерни (движение вперед), а второй – корпус вариатора и коронную шестерню (задняя передача). Стальные и фрикционные диски сжимаются давлением масла, которое накачивается в систему маслонасосом и подается к соответствующим каналам через гидроблок (мехатроник).

Также давление масла используется для смещения подвижной части шкива, что позволяет регулировать его диаметр. Для правильной работы коробки передач CVT крайне важно, чтобы изменение диаметров происходило максимально синхронно. Поэтому конструкторы уделяют большое внимание производительности маслонасоса вариаторных КПП.

Перенаправление потока масла к соответствующим каналам осуществляется соленоидами, которые по команде электронного блока управления вариатором открываются либо закрываются. Для управления работой коробкой передач ЭБУ использует данные с датчиков скорости, ДМРВ, датчика открытия дроссельной заслонки, ДТОЖ.

Чем хороша CVT?

Отсутствие потерь в разгонной динамике на переключение передач. При интенсивном разгоне автомобиля с вариатором стрелка тахометра зависает на одном месте – в зоне максимальной мощности двигателя. Таким образом, разгон получается наиболее эффективным.
Снижение расхода топлива. Если вы движетесь с постоянной скоростью, умеренно разгоняетесь, вариатор подбором передаточного числа устанавливает минимальные обороты двигателя. Такая работа мотора не только позволяет увеличить акустический комфорт в салоне, но и снизить потребление горючего.
Снижение вредных выбросов в атмосферу.
Плавность движения. Благодаря линейной, а не ступенчатой смене передаточного отношения, автомобиль как при разгоне, так на торможении сохраняет плавность хода.
Компактность. Небольшие размеры позволяют устанавливать вариаторы как на полноприводные авто, так и на переднеприводные машины.

Плюсы ясны, но насколько серьезные минусы?

К сожалению, как и многие устройства в мире технике, вариаторы не лишены недостатков. CVT изначально задумывалась в качестве коробки передач для малолитражек, хэтчбеков, среднеразмерных седанов и небольших кроссоверов. Клиноременные и даже клиноцепные вариаторы крайне плохо переносят резкие изменения режимов движения. Постоянные чередования динамичных разгонов, замедления и пробуксовка ведущих колес приводят к повреждению поверхности конусов, растягиванию цепи/ремня. Задиры провоцируют появление подергиваний, ускоренный износ ремня/цепи. Также к перебоям в работе вариатора и потере ресурса приводит падение давление масла. Из-за этого начинают проскальзывать фрикционные пакеты. В итоге масло очень быстро стареет, а гидроблок забивается взвесью с фрикционных накладок (пыль, которая попадает в жидкость ATF).

Стоит ли покупать или лучше выбрать авто с АКПП, DSG, МКПП?

Нельзя достоверно сказать, что лучше: вариатор или коробка автомат. Ни одна бесступенчатая КПП не приблизиться к надежности архаичных АКПП гидротрансформаторного вида. Но ведь многие современные автоматы также не могут составить им конкуренцию в этом плане, а что уж говорить об особенностях работы и проблемах DSG, Power Shift.

Поэтому рекомендуем учитывать, что есть разные модели и виды вариаторов. Покупая автомобиль, обязательно изучайте отзывы владельцев, реальные плюсы и минусы конкретной модели коробки передач. Многие производители научились делать ресурсные вариаторы, которые при должном обслуживании способны без проблем пройти 150 и даже 200 тыс. км.

Чтобы избежать массовых неисправностей, вариаторы устанавливаются преимущественно на авто с маломощными двигателями. Но Audi, а в последнее время и Nissan, Subaru, агрегатируют коробками CVT довольно тяжелые и мощные автомобили. Что ни в коем случае не подталкивает к выбору поддержанной машины с вариатором. Также многое зависит от стиля езды водителя и подхода к обслуживанию. Многие игнорируют тот факт, что вариатору зимой жизненно необходим правильный прогрев. Также для продления срока служба необходимо периодически менять жидкость ATF, промывать радиатор охлаждения.

Читать статью Как правильно ездить на вариаторе? Пошаговая инструкция видео

Что такое вариатор (CVT) в автомобиле и как он работает

Разница в диапазонах угловых скоростей двигателя и колёс автомобиля во все времена была и остаётся предметом исследований и инженерных решений для устройств, имя которым – трансмиссия. Развитие удобных в управлении автоматических бесступенчатых трансмиссий автомобиля и привело в последние годы к практическому использованию вариатора.

Принцип работы вариатора известен давно и в таких машинах, как скутеры или снегоходы эти устройства используются уже много лет. Почему же в автомобилях вариаторы стали применяться сравнительно недавно? Насколько они надёжны и долговечны? Требуют ли вариаторы каких-то особенных приёмов при вождении автомобиля? В чём достоинства и недостатки трансмиссии с вариатором?

Для ответов на эти вопросы имеет смысл ознакомиться с принципом работы вариатора и основами конструктивных решений устройства, основными видами автомобильных вариатор, а также статистикой о надёжности и долговечности этих устройств.

Принцип работы и конструкции вариатора

Проще всего принцип работы вариатора можно рассмотреть на примере самого распространенного типа устройства: клиноремённого.

На валу, который соединён с валом двигателя находится ведущий шкив, выполненный из двух половинок. Половинки могут передвигаться по валу (оси своего вращения). Аналогичный (состоящий из двух половинок) шкив расположен на другом валу, соединённом с приводами колес автомобиля. Этот шкив называют ведомым. Между собой ведущий и ведомый диски соединены ремнём, клиновидным в сечении.

На низких оборотах двигателя половинки ведущего шкива раздвинуты и ремень «провален» к оси вращения, а на ведомом шкиве наоборот: ремень «выдавлен» максимально далеко от оси вращения.

Таким образом, за счёт трения в месте контакта ремня с поверхностями половинок шкивов образуется ремённая передача, схематично изображённая на следующем рисунке.

То есть ведущий вал как бы аналогичен шестерёнке малого диаметра, а ведомый – большого. Соответственно, на малых оборотах угловая скорость ведущего шкива существенно выше, чем ведомого, к которому передаётся максимальное тяговое усилие (и минимальная угловая скорость).

Сдвигает половинки ведущего шкива торцевое усилие, формируемое в зависимости от конструкции вариатора инерционными силами (от роликов внутри одной половинки шкива, перемещающихся за счёт центробежных сил – простейший случай) или гидравликой, получающей команды от электронного блока управления (современные системы).

Помимо центробежных, системы передачи крутящего момента с электронным управлением могут быть электромагнитными или многодисковыми, но наибольшее распространение благодаря доведенности конструкции получили гидротрансформаторы.

На высоких оборотах картина обратная: «шестеренка» ведущего шкива становится большого диаметра (ремень выдавливается к периферии шкива) а у ведомого половинки раздвигаются и ремень «проваливается» к центру («шестерёнка» малого диаметра). Трение, необходимое для изменения расстояния между половинками ведомого шкива и натяжение ремня обеспечивает пружина.

По принципу действия помимо клиноременных существуют ещё торовые вариаторы.

В них роль составных шкивов выполняют конусообразные диски, а роль ремня – ролики грибовидной формы, имеющие возможность не только вращаться вокруг своей оси, но и перемещаться относительно оси вращения дисков. При различных положениях роликов они по различного диаметра окружностям соприкасаются с дисками, и за счёт этого меняется передаточное отношение между дисками. На практике торовые вариаторы встречаются существенно реже клиноременных.

Казалось бы, если всё так просто и принцип работы устройства хорошо известен, почему на автомобилях вариаторы стали применяться сравнительно недавно?

Дело в том, что материал ремня, используемый в вариаторах скутеров и снегоходов, не рассчитан на уровень нагрузок, которые возникают в автомобилях. И только современные технологии позволили разработать привод вариатора, выдерживающий высокие нагрузки.

Ремень современного автомобильного вариатора металлический, состоящий из двух металлических лент и вставленных в них набора упругих металлических звеньев.

От ведущего шкива наиболее зажатое в нем звено передаёт толкающее усилие к следующему звену и далее по цепочке. Получается, что такой наборный ремень не тянет, а толкает ведомый шкив и это позволяет передавать на него бо́льшие усилия, чем в обычной клиноремённой передаче. Именно такой тип привода получил максимальное распространение в современных вариаторах.

В некоторых марках автомобилей (прежде всего Audi) встречается привод в виде многозвенной цепи вместо ремня.

Такую передачу ещё называют клиноцепной. В отличие от металлического наборного ремня пятно контакта торцевых участков такой цепи с конусной поверхностью шкивов существенно меньше, и это обстоятельство предъявляет повышенные требования к материалу и сочленениям цепи. У цепной передачи самый высокий КПД передачи усилия от ведущего шкива к ведомому, неплохие показатели долговечности, достаточно простая замена в случае необходимости. Но при этом цепь – достаточно дорогой привод.

К особенностям конструкции вариатора ещё следует отнести необходимость встраивания в устройство механизма заднего хода – прямой реверс шкивов вариатора невозможен. Практически это решается так же, как и в автоматических коробках передач: в конструкции предусмотрен планетарный редуктор.

Чем отличается вариатор от автомата в эксплуатации

В отличие от трансмиссий с механической и автоматической коробками передач в вариаторе реализован принцип бесступенчатой трансмиссии (CVT – общепринятая аббревиатура названия таких устройств). Двигатель автомобиля в CVT связан с колесами (движителями) абсолютно плавным изменением соотношения количества оборотов.

С одной стороны, это делает поездку на автомобиле чрезвычайно комфортной – нет необходимости переключать передачи как в механической коробке передач и полностью отсутствуют рывки и подергивания как в автомобиле с автоматической трансмиссией. С другой стороны, несмотря на внешне одинаковые с автоматической коробкой передач органы управления и режимы движения, из-за принципиального различия в конструкциях вариатор имеет свои особенности эксплуатации.

Прежде всего, это касается режима разгона: для водителя, впервые севшего за руль автомобиля с вариатором абсолютно непривычен режим разгона на постоянных оборотах двигателя. Для устранения этого эффекта в автомобилях с CVT возможна эмуляция (имитация электроникой на программном уровне) ручных режимов управления машиной с резким изменением количества оборотов (соответственно изменением привычного большинству автолюбителей звука двигателя). Только здесь надо понимать, что та же электроника не позволит «загнать» обороты двигателя в красный сектор тахометра.

Вообще же, вариатор хорош для любителей плавной и спокойной езды.

Детали вариатора весьма чувствительны к смазке и немедленное после запуска двигателя движение (особенно зимой) крайне нежелательно: масло не успевает поступить к трущимся деталям и, как следствие, повышенный износ и дорогостоящий ремонт. То же относится к любителям «рывка» на светофоре после установки селектора в нейтральное положение.

Наличие достаточного количества смазки в местах трения вариатора важно еще и потому, что эта специфическая смазка предотвращает проскальзывание приводного ремня или цепи (в этом проявляется уникальность свойств масла для вариаторов). Своевременная (как правило, после 60 тыс. км.) замена масла с маркировкой CVT – обязательное условие нормальной эксплуатации вариатора.

Ещё владельцам автомобилей, оснащенных вариатором, необходимо особенно тщательно следить за соблюденем правил езды с прицепом и буксировки. В связи с ограничением по мощности (хотя последние разработки вариаторов ставятся на автомобили с мощностью двигателя более 200 л.с.) езда с прицепом для большинства автомобилей с CVT нежелательна. На буксировку машин с вариатором также накладывается ограничение: масло в вариаторе должно находиться под давлением иначе возможен только вариант буксировки с частичным погружением передних колёс.

Наиболее распространённое проявление неисправности вариатора – лёгкие подергивания при переводе селектора в положение «Движение». Проявление такого признака свидетельствует о скором ремонте.

Вообще же ресурс вариатора ограничен даже при аккуратной эксплуатации и спокойной манере езды пробегом в 120 – 150 тыс. км. Это обстоятельство необходимо учитывать при приобретении машины с CVT вторичном рынке.

Плюсы и минусы «коробки» вариатор

Сам принцип работы вариатора определяет преимущества автомобилей с CVT:

исключительная плавность разгона, недостижимая никакими другими видами ступенчатых трансмиссий (в том числе в самых современных разработках автоматических коробок передач);
топливная экономичность: в CVT отсутствуют потери на переключение передач, и, значит, мощность двигателя используется с максимальной эффективностью в смысле потребления топлива. Правда на практике оказывается, что экономию топлива в автомобилях с вариатором по сравнению с машинами, оборудованными современными АКПП ощутить затруднительно;
более быстрый разгон – по времени разгона вариаторы особого преимущества не дают, но в сочетании с плавностью набора скорости создают яркие впечатления от процесса ускорения.

ограниченный ресурс устройства – в несколько раз меньший, чем у автомобилей с механической коробкой передач;
низкий уровень ремонтопригодности: отремонтировать вариатор можно далеко не везде, так как настоящих специалистов по CVT сравнительно немного. К тому же запасные части к вариаторам (в особенности привод) стоят дорого;
не дешёвое техническое обслуживание – замена масла (а это 5-6 литров специального масла) каждые 60 тыс. км пробега и приводного ремня (100 тыс.км).