Коробка вариатор для машины

Коробка 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. Сколько «ходит» до ремонта.

Устройство и принцип работы

Клиноременной вариатор авто 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.

Виртуальные передачи

На автомобили Лада Веста устанавливают вариатор с виртуальными передачами. Ремень останавливается в определенных местах. Следует помнить, что у любого вариатора возможных положений шкивов не бесконечно много — поэтому им управляет шаговый двигатель. Но этих положений гораздо больше, чем при фиксированных передачах обычной трансмиссии. Производители идут на некоторое снижение ресурса в угоду любителям «перещелкивать передачи».

Этот факт подтверждает рекомендация к автомобилям прошлого десятилетия с вариаторами, призывающая во время обкатки не двигаться подолгу на одной скорости. Это вредит двигателю и вариатору. Ведь намного надежнее, когда ремень плавно перемещается по конусам. А при остановках в определенных местах могут на конусах появляться канавки, и через некоторое время вариатор начинает дергаться.

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 тоже 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. Общий срок службы вариатора составляет 150-180 тысяч км, хотя некоторые экземпляры служат более 200 000 км.

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.

Но желательно производить замену масла в вариаторе каждые 30 тысяч километров. Частота в системе смазки позволяет отдалить за черту 100 000 км проблемы с соленоидами и зависающим от грязи и износа редукционным клапаном маслонасоса. А чтобы подшипники валов и конусы шкивов служили дольше, а соленоиды гидроблока не забились раньше срока, то также следует избегать резких торможений (они провоцируют пробуксовку и задирание шкивов о ремень), избегать резких ускорений и поменьше «толкаться» в долгих пробках.

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.

Вариатор в машине — что это такое, принцип работы, плюсы и минусы

Внешняя скоростная характеристика двигателя внутреннего сгорания наглядно показывает некоторые его недостатки. Максимальная мощность достигается на так называемых номинальных оборотах, выше которых ДВС не раскручивают, он быстро изнашивается, а отдача падает. Крутящий момент, равный отношению текущей мощности к скорости вращению вала, распределён по кривой неравномерно. Часто он просто растёт с увеличением оборотов, а путём усложнения конструкции его стараются максимально выровнять и сместить в сторону малой частоты. Это непросто, поэтому многое возлагается на трансмиссию, преобразующую и увеличивающую момент. В идеале она должна быть бесступенчатой, то есть оптимизировать передаточное число при любой скорости. Так и работает вариатор. Это единственный тип трансмиссии, который близок к идеалу. Что такое вариатор на автомобиле поможет понять подробное рассмотрение его конструкции.

Почему именно вариатор

Прежде всего потому, что это автоматическая коробка передач. У КПП с ручным переключением остаётся всё меньше поклонников, обычно это спортсмены или люди, вынужденные экономить на каждой мелочи. Но не всякая автоматическая коробка обладает уникальными способностями вариатора.

1. В англоязычной литературе вариаторы именуют CVT, что раскрывается как Continuously Variable Transmission. Именно так, единственный теоретически безразрывный поток тяги. Любая другая АКПП вынуждена плавно манипулировать двигателем, переключать генератор крутящего момента с одной пары шестерён на другую (условно, строго говоря, там не так всё устроено), а потом сглаживать неизбежные скачки с применением проскальзывания. Вариатор просто плавно переведёт свои конусы на другой режим.
2. Множество дискретных передач даёт неизбежный рост объёма оборудования. Если заглянуть внутрь суперсовременной классической АКПП, например, где наворочены 8–9 передач , то от обилия зубчатых колёс зарябит в глазах. Вариатор тоже непрост, но два конуса, ремень и немного обвеса — только это составляет необходимый минимум при бесконечном количестве передаточных чисел.
3. Автоматы были признаком относительно дорогого и сложного автомобиля. А уж если речь идёт о мотоцикле, то это вообще за гранью. CVT же ставят на любой дешёвый китайский мопед. Или на престижную Ауди, вариатору всё равно, он будет трудиться и станет уместен где угодно.

При таких достоинствах может возникнуть непонимание — а где это чудо было раньше. Кто заставил многие поколения автомобилистов вручную передвигать муфты с синхронизаторами и без них на протяжении столетия? Проблема именно в простоте. Полёты в космос для детей тоже кажутся предельно понятными, разогнаться и улететь. Но пришлось ожидать развития важных и сложных технологий, материалов, а также набить немало шишек на испытаниях. Это сейчас, когда всё уже получилось, многим известно, что такое вариатор в машине, а ремень на скутере могут поменять даже школьники, купив его на сэкономленные карманные деньги. К сожалению, на автомобилях до сих пор это не так.

Принцип действия и состав

Принципиально вариатор образован двумя шкивами переменного диаметра. Поскольку передаточное число равно отношению действующих радиусов, по которым движется клиновой ремень, то его можно менять в широких пределах, сделав шкивы раздвигающимися и синхронно переставляя ремень на нужную траекторию. Это и определяет принцип работы вариатора и объём оборудования, относящегося к современному блоку автоматической бесступенчатой трансмиссии:

• ведущий и ведомый конические шкивы;
• ремень, набранный из металлических пластин с тонкими стальными лентами, иногда используется примерно такая же по форме цепь;
• гидротрансформатор на входе, состоящий из двух турбинных колёс и реактора, полностью аналогичен таковому в гидромеханической коробке;
• масляный насос, создающий управляющее давление рабочей жидкости;
• гидроблок, содержащий электрогидравлические клапаны, масляные магистрали и датчики давления, преобразующий электрические команды в перемещение исполнительных механизмов;
• фрикционные мокрые сцепления рабочего хода и реверса;
• дополнительные редукторы или главные передачи с дифференциалами;
• шаговый двигатель, он же степ-мотор, непосредственно занимающийся синхронным перемещением половинок шкивов;
• масляные фильтры тонкой и грубой очистки.

Иногда применяются дополнительные устройства, поскольку конструкции отличаются разнообразием, что связано как с компоновкой и инженерным подходом, так и с дальнейшим развитием бесступенчатого направления. Так, например, имеются коробки в гибридном исполнении, где кроме пары шкивов наличествует дополнительная двухступенчатая планетарная передача, заимствованная из классической АКПП. Такое решение заметно облегчает жизнь ремня и шкивов, не заставляя их работать с большим потоком мощности в крайних положениях, что может резко сократить ресурс. Добавочный редуктор автоматически переключает передачу по достижении определённой пороговой скорости, действуя как демультипликатор.

Важным элементом CVT является его рабочая жидкость — специальное вариаторное масло. Над обеспечением его свойств много потрудились, заменить его ничем нельзя, это надо знать при самостоятельном обслуживании. И чем оно качественнее — тем лучше, ресурс пока остаётся одним из самых слабых мест данной трансмиссии. Жидкость на уровне компромиссов сочетает многие с виду несовместимые свойства, основные из которых заключены в необходимости обеспечить смазку передающих большую мощность пар трения ремня о шкивы при одновременном исключении проскальзывания. Любое трение выделяет тепло, масло разогреется, потеряет свойства, и весь узел будет непоправимо разрушен. Частично проблему решает масляный радиатор, но перегрев остаётся основной страшилкой к применению вариаторов в тяжёлых условиях.

Читайте также: Какое количество масла необходимо заливать в автомобильный мотор

Обслуживание и уход

Именно замена масла станет главным фактором продления межремонтного пробега. Можно смело рекомендовать его замену каждые 30 тысяч километров , так оно постоянно будет находиться в тонусе, хорошо промывать каналы и механизмы, беречь поверхности трения и подшипники. Как только масло утратит какие-то качества или загрязнится, начнётся лавинообразный процесс гибели сбалансированного организма клиноременной передачи. А ремонт пока ещё очень дорог. Ремень, шкивы и элементы гидроблока своим ценником способны надолго отбить желание покупать машины с CVT, и никакие достоинства никого не убедят.

К обслуживанию можно отнести и стиль езды на вариаторной трансмиссии. Она очень не любит крайностей. Да, низкие старты в духе двухпедального лонча, буксировка и перемешивание густой грязи не для этого механизма. Можно не сомневаться, что он так умеет, но, скорее всего, недолго. И если уже зажглась лампочка перегрева — значит, масло надо менять и больше так не поступать.

Достоинства и недостатки вариатора

Все преимущества группируются вокруг бесступенчатого характера выбора передачи, как главного принципа работы вариатора:

• полная незаметность переключений без принятия специальных мер, заметить смену чисел можно только по положению стрелки тахометра, отсюда комфорт и отсутствие разрушающих рывков в трансмиссии;
• возможность всегда выбрать самый оптимальный режим мотора для данной скорости и степени нажатия акселератора, не затуманенный дискретным характером всех прочих коробок;
• прогнозируемость работы, быстрые реакции на управление тягой, возможность реализации широкого набора стилей вождения, хорошая адаптация под водителя;
• минимальные потери на трение в трансмиссии, отсюда дополнительная экономия топлива;
• сберегающий режим для двигателя, который всегда находится в нужном диапазоне оборотов;
• ровная тяга в условиях пониженного сцепления с дорогой, отсутствие провокаций на срыв в скольжение, малая потеря скорости при мобилизации повышенного крутящего момента;
• лёгкость выполнения экологических норм за счёт простоты выбора режимов мотора;
• широкий диапазон передаточных чисел, особенно в гибридном исполнении;
• максимальное использование мощности при динамичном разгоне;
• компактность и малая масса всей конструкции.

Без недостатков не бывает, а их у CVT немало, и они также определены тем, как работает вариатор, и какие сложности возникают у его конструкторов:

• проблемы с передачей большой мощности, несмотря на проникновение бесступенчатых передач даже в премиальные сегменты, до грузовиков такие трансмиссии ещё не добрались и вряд ли доберутся;
• некоторая психологическая монотонность разгона на максимуме, когда мотор выходит сразу на номинальные обороты, на которых и зависает, приходится даже делать искусственное разбиение на виртуальные передачи, имитируя дискретное переключение;
• недостаточная долговечность ремня и шкивов, с чем производители пытаются бороться с переменным успехом;
• высокая цена вариаторного масла, этот недостаток постепенно нивелируется, да и остальные масла недёшевы;
• склонность к перегреву в предельных режимах;
• проблемы с буксировкой прицепов и движением при повышенном сопротивлении со стороны дороги, подъёмы и глубокая грязь;
• высокая цена деталей при ремонте.

Можно сказать, что новая машина с CVT порадует водителя однозначно, но по мере выработки ресурса сомнения усиливаются, начинаются более реальные размышления на тему вариатор, плюсы и минусы. Что усугубляется пока ещё низкой популярностью вариаторных комплектаций на вторичном рынке.

Читайте также: Как устроен автомобильный кондиционер

Неисправности и ремонт

Починить вариатор «на коленке» вряд ли получится. Потребуются хорошие знания матчасти, набор инструмента и приспособлений, немалый опыт и владение вопросами приобретения запчастей и ремкомплектов. Хотя наиболее распространённые модели уже достаточно изучены. Как и причины выхода трансмиссии из строя:

• утратившее свои качества масло при несвоевременной замене нарушает работу гидроблока, ремень проскальзывает, разрушает поверхность шкивов, и начинаются рывки при работе;
• иногда срезаются механические детали из-за стремления производителей к компактности;
• не отличаются долгим сроком службы подшипники, особенно при работе с грязным маслом;
• отказывает маслонасос, особенно его регулирующий клапан;
• очень быстро выходят из строя механизмы после ремонта, если были использованы рыночные запчасти низкого качества, в случае вариатора эти трюки не проходят и заканчиваются однозначно плохо;
• при ремонте не были заменены шкивы или была некачественно выполнена их шлифовка, которая и так не всегда помогает.

Сервис вариаторов вообще больная тема. Мало кто способен грамотно выполнить все дефектовки и процедуры. И если механика многое простит, то бесступенчатый автомат нуждается в комплексном подходе, а это достаточно дорого по запчастям, даже если к высокой цене за работу автомобилистов уже приучили классические АКПП.

После обзора вариаторной техники становится понятней, что такое вариатор на автомобиле. Возможно, это отметёт многие опасения, ведь в целом преимущества CVT всё равно перевешивают его немногие ещё не изжитые минусы. И неуклонное повышение числа машин с этим типом трансмиссии тому подтверждение.

CVT коробка передач – что это такое

Многих интересует так называемая CVT коробка передач – что это такое, как она устроена и как отличается от традиционных механических коробок и автоматов. При покупке машины выбор КПП является одним из наиболее важных моментов для большинства автомобилистов. Нельзя однозначно ответить на вопрос, какая из систем лучше – каждая имеет свои преимущества и недостатки. Разберем, что означает коробка передач CVT, какими особенностями она обладает и стоит ли обратить на нее внимание при выборе авто.

Вариатор CVT

Аббревиатура CVT означает «Continuously Variable Transmission», что переводится как «непрерывно изменяющая передачи». Для многих больше на слуху название «вариатор», хотя по сути это одно и то же.

Вариатор CVT представляет собой единственный вид трансмиссии, способный плавно менять коэффициент передачи на протяжении всего диапазона изменения скорости.

То есть, в отличие от знакомых нам механической и автоматической трансмиссии, у CVT нет нескольких определенных числовых значений скоростей (первая, вторая, третья и т.д.). Такую систему еще называют бесступенчатой.

Принцип работы системы в двух словах можно описать так:

В большинстве случаев современные устройства CVT снабжаются клиноременными передачами. На шкивах крепятся раздвижные валы, благодаря им меняется передаточное число путем плавного сдвижения и раздвижения элементов.

В состав автоматической коробки передач CVT входят следующие компоненты:

• сверхпрочный ремень (из металла, резины или ремень полевидного типа);
• ведомый шкив (соединен с колесами, передает вращение к карданной передаче);
• ведущий шкив (находится в связке с коленчатым валом, проворачивает ведомый шкив).

Бесступенчатая коробка передач CVT вошла в автомобильную индустрию совсем недавно. Это устройство считается следующим поколением АКПП – она работает без участия человека и плавно меняет значение передачи. Тем не менее, многие относятся к подобному «прогрессу» довольно скептически.

Фактически автомобилисты поделились на два лагеря – сторонников и противников вариатора. Разберем основные преимущества и недостатки CVT.

Плюсы и минусы

В поддержку нового типа КПП обычно приводятся аргументы, представленные ниже.

Плюсы:

• Плавное ускорение, без рывков и так называемых «провалов».
• Из-за отсутствия необходимости переключать передачи машина набирает скорость заметно быстрее.
• Во время набора скорости нет шума.
• По сравнению с механикой, вариатор гораздо более плавно трогается с места.
• Из-за множества значений скорости мотор не будет глохнуть даже в пробке.
• В машине с CVT установлено всего две педали управления.
• Коробка-вариатор гораздо более экономична.
• Благодаря особенностям устройства выброс в атмосферу вредных веществ ниже, чем у АКПП и МКПП.

Несмотря на столь значимые преимущества, некоторые автовладельцы выступают категорически против коробки вариатора. Причины тому представлены ниже.

Минусы:

• Машина с трансмиссией типа CVT не может долго ехать на предельных оборотах.
• Вариатор считается достаточно прихотливым в обслуживании (например, менять масло и фильтры нужно каждые 30 тыс. км).
• Для обслуживания применяется дорогостоящая смазка, которая влияет на долговечность ремня.
• Вариатор не терпит грубую и интенсивную манеру вождения, и в результате частых резких торможений и разворотов может повредиться.
• CVT устанавливается только на машины с моторами до 220 л.с.
• Ремонт вышедшего из строя вариатора стоит немало, а специалистов в данной области найти сегодня достаточно сложно.
• Из-за сложно устроенной электроники даже повреждение одного датчика выведет из строя всю КПП.

Отзывы

Отзывы о коробке-вариаторе преимущественно положительные, что совсем не удивительно – их используют в основном те, кто перед покупкой тщательно взвесил все «за» и «против» и сделал выбор в пользу CVT коробки передач. Многие отмечают плавный набор скорости, которого удалось достичь благодаря отсутствию ступеней. При этом, правда, старт может показаться слегка «задумчивым».

Что касается опасений, связанных с дорогим обслуживанием – большинство автомобилистов утверждают, что сведения о высокой стоимости запчастей и ремонта сильно преувеличены и в действительности обслуживание CVT обойдется примерно в ту же сумму, что и обслуживание автомата.

Мы разобрали тип коробки передач CVT – что это такое, какими особенностями обладает данная КПП, ее преимущества и недостатки. Благодаря сложному устройству и гибкой настройке бесступенчатая трансмиссия дает абсолютную плавность хода автомобилю и не дает двигателю глохнуть даже во время стояния в пробке, что является большим преимуществом. Основным недостатком такой системы становится ее дорогостоящее обслуживание и ремонт. В итоге, делать выбор в пользу коробки передач CVT, остановиться на более привычном и похожем на нее автомате или отдать предпочтение простой и понятной механике, каждый решает сам. Выбирать следует, исходя из привычного стиля вождения и требований, которые вы предъявляете своему автомобилю.

Источник https://amastercar.ru/articles/transmission_of_car_11.shtml

Источник https://autobibikka.ru/variator/

Источник https://moftop.ru/obzory/10-03-2021/cvt-korobka-peredach-chto-eto-takoe