Коробка вариатор (CVT) — масса плюсов и один недостаток

Вариатор помогает сэкономить топливо и повысить комфорт вождения. Кроме того, он проще и дешевле в производстве, чем обычные автоматические коробки передач. Однако бесступенчатые автоматические коробки передач так и не смогли завоевать рынок. Не каждого устраивает особенность работы вариатора, и — что еще хуже – иногда они ломаются.

CVT – это сокращение от английского Continuously Variable Transmission, что означает бесступенчатая коробка передач. Вариатор — во многих отношениях трансмиссия необычная. Вместо классических зубчатых колес здесь используется стальной ремень или цепь, которая движется между двумя парами конических колес, образующих шкив.

Колеса установлены парой на входных и выходных валах. Каждая коническая пара может сближаться друг с другом или расходиться, благодаря чему бесступенчато меняется радиус шкива, и достигается плавное изменение передаточного отношения. При этом крутящий момент непрерывно передается от двигателя к колесам.

При движении с постоянной скоростью мотор работает на необычно низких оборотах, что и способствует снижению расхода топлива и повышению уровня комфорта. Пользователи автомобилей с CVT подчеркивают исключительную плавность движения – без толчков и рывков при старте. Вариаторы, как правило, меньше и легче классических автоматов. Поэтому они часто применяются в небольших городских автомобилях, особенно японских марок.

Но если все так хорошо, то почему доля автомобилей с CVT так мала? Выделить главную причину довольно сложно. Но многих водителей не устраивает специфическая работа коробок этого типа. Добавляешь газ, и двигатель, громко завывая, выходит на высокие обороты без заметного ускорения. Тихо становится лишь при движении с постоянной скоростью. Автолюбителей, любящих посильней вдавить педаль газа в пол, подобное поведение легкового автомобиля раздражает. Впрочем, так ведут себя, главным образом, бесступенчатые коробки передач из 80-х и 90-х годов.

Примерно 10 лет назад на рынке стали появляться CVT с так называемыми виртуальными передачами. В таком случае каждой из передач назначено определенное взаимное положение конических колес. Выбрать необходимую передачу можно, например, с помощью подрулевых лопаток (весел).

Данное решение используется с 2005 года в автомобилях Audi, оснащенных бесступенчатой трансмиссией Multitronic. В обычном режиме коробка ведет себя, как классический вариатор, т.е. поддерживает высокие обороты при разгоне. А работу «автомата» CVT имитирует только после перехода в спортивный режим.

Конструктивные особенности

Вариаторы, условно, можно разделить на две группы: со стальным ремнем и цепью. В бесступенчатых трансмиссиях присутствует и гидротрансформатор. Он нужен, прежде всего, для старта с места. Примечательно, но Multitronic обходится без него. В этих коробках используется пакет сцеплений и двухмассовый маховик.

Коробка вариатор имеет ряд серьезных ограничений, которые инженеры пока так и не смогли обойти. Например, по конструктивным причинам, ни цепь, ни, тем более, стальной ремень не в состоянии передать высокий крутящий момент. Из-за этого область применения CVT в настоящее время ограничена максимальным крутящим моментом двигателя на уровне 350-400 Нм. Впрочем, этот порог перекрывает показатели многих современных двигателей. Тем не менее, в Audi уже начинают отказываться от использования бесступенчатых коробок «Multitronic».

В тоже время, другие производители упорно работают над усовершенствованием конструкции вариатора. Так Subaru демонстрирует все новые модели, оснащенные бензиновыми двигателями с турбонаддувом, полным приводом и бесступенчатой коробкой CVT (например, Lineartronic для Levorg).

Долговечность

О проблемах Audi с коробками Multitronic производства Luk слышал, наверное, каждый, кто хоть немного интересуется автомобилями. В CVT старого типа (1999-2006 гг.) постоянно сбоит управляющая электроника, выходит из строя механическая часть и преждевременно изнашивается цепь. Примечательно, что цепь использовали как раз для того, чтобы передать более высокий крутящий момент, но инженеры просчитались с ее прочностью. Со временем Немцы существенно доработали свои коробки, но проблемы все еще встречаются. Не вызывают доверия и другие немецкие вариаторы, например, ZF VT1-27T, применявшиеся в Mini R50/R53, и Mercedes 722.7/722.8 для моделей A/B-класса.

Гораздо меньше хлопот доставляют японские конструкции. Хотя, вариатор Jatco, используемый в различных моделях Nissan (например, Qashqai), тоже относится к группе риска. Общая проблема коробок CVT – это ограниченная доступность запасных частей и нежелание некоторых механиков связываться с вариаторами. Бесспорный лидер по части надежности – вариаторы Toyota (Lexus).

Бесступенчатая автоматическая коробка, несмотря на сравнительно простую конструкцию, довольно сложная и дорогая в эксплуатации. В дополнение к неисправностям электроники и ремней/цепей встречается и преждевременный износ маховика. Стоит отметить, что двухмассовый маховик используется лишь в некоторых автомобилях с CVT (Ауди).

Заключение

Самое главное, не забывать  о регулярной замене масла. К сожалению, не все производители ее рекомендуют. Если в сервисе Вам скажут, что менять масло в вариаторе не надо, то просто поищите другую мастерскую.

что это, значение, принцип работы

Вариатор (CVT, Continuously Variable Transmission) — это бесступенчатая трансмиссия, передающая крутящий момент от двигателя. В переводе с английского аббревиатура CVT обозначает «постоянно изменяющаяся трансмиссия». Устройства подобного типа появились гораздо раньше, чем автомобильные коробки передач, и применялись в швейных машинах и промышленном оборудовании. Авторство первого вариатора приписывается Леонардо да Винчи (XV век). Однако несмотря на привычную инженерам конструкцию, первые CVT на машинах появились лишь в 50-х годах XX века.

Виды вариаторов

В технике применяется три разновидности вариаторов: клиноременные, тороидные, гидростатические и механические. Однако последний тип используется в станкостроении и не устанавливается на авто.

Клиноременные вариаторы

В основе этого вариатора лежат два шкива, соединенные ремнем с сечением трапецеидальной формы. Шкивы выполнены в виде конических дисков, позволяющих плавно изменять передаточное число. Для увеличения прочности и износостойкости ремень может изготавливаться из металлических пластин или в виде стальной цепи. Его конструкция и материал не влияют на принцип работы вариатора.

Тороидные вариаторы

Бесступенчатые коробки передач тороидальной конструкции имеют в основе пару колес со сферической рабочей поверхностью. Между ними зажимается ролик, который смещается, касаясь колес на участках с разной толщиной.

Гидростатические вариаторы

Эти устройства не используют силу трения. Они работают за счет использования насосов переменного давления, приводящих в действие гидростатические двигатели. Зачастую гидростатическая трансмиссия сочетается со сцеплением и планетарной передачей, образуя гибридную гидромеханическую АКПП. Она использует гидравлику для передачи момента на малой скорости и механику — на большой. В промежутке применяется смешанная передача. Такое решение используется в тракторах и спецтехнике, работающей в тяжелых условиях.

Как работает и устроен вариатор

Клиноременная передача получила наибольшее распространение в автомобилестроении. Во время езды две конусовидные половины, установленные под углом к оси вала, приближаются друг от друга. При отдалении шкивов лента уходит внутрь, а при сближении приобретает клинообразную форму. Клин увеличивает радиус шкива, передаточное число растет. При отдалении происходит обратный процесс.

Шкивы смещаются под действием пружины и центробежной силы или гидравлического привода. В случае применения привода используется электронное управление. Оно обеспечивает оптимальный режим работы двигателя. Электроника увеличивает ресурс вариатора и уменьшает расход топлива.

В устройстве используются ремни из армированной резины, стальных пластин или цепи. Клиноцепные вариаторы отличаются высоким КПД. Прочная цепь постоянно испытывает сильные нагрузки и перегревается, что требует установки принудительного охлаждения масла.

В тороидном вариаторе крутящий момент между дисками передается с помощью роликов. Они смещаются под воздействием специальных устройств, регулирующих силу прижатия. Движение роликов и регулировка передаточного контролируется электроникой. Тороидные вариаторы появились недавно и еще не успели завоевать рынок. Однако, благодаря большому ресурсу и высокому КПД они имеют наилучшие перспективы.

Чем отличается вариатор от АКПП

Автоматическая коробка передач не может плавно изменять передаточное число. Переключения передаточного числа производятся резко. Поэтому использование вариатора помогает добиться оптимальных условий работы двигателя независимо от скорости и нагрузки. Однако ременная передача вариатора не может выдержать большие усилия. Поэтому CVT устанавливаются преимущественно на маломощные автомобили и не используется на внедорожниках. Стихия вариатора — плавная городская езда без резких ускорений.

Плюсы и минусы вариатора

Преимущества вариаторов состоят в следующем:

• комфорт от поездки на авто — CVT работает идеально плавно, без малейших рывков;
• постоянная работа двигателя в оптимальном режиме позволяет существенно экономить топливо;
• машины с вариатором выбрасывают меньше вредных веществ, чем авто с МКПП и АКПП;
• использование вариатора позволяет исключить пробуксовку колес во время езды по обледенелой дороге;
• электронное управление режимами нагрузки на двигатель увеличивает его моторесурс;
• вариатор работает тише, чем коробка передач;
• бесступенчатая коробка передач стоит дешевле, чем автоматическая.

Вариатор уступает АКПП при буксировке тяжелых прицепов, движении по бездорожью и спортивной езде. Поэтому мощные машины, внедорожники и авто, рассчитанные для буксировки, оснащаются АКПП. Техническое обслуживание и ремонт CVT обходится дороже. Это связано с необходимостью более частой замены трансмиссионной жидкости, которая стоит дороже трансмиссионного масла для АКПП. Вариатор значительно более сложный и «нежный» механизм, чем АКПП. Поэтому он быстрее выходит из строя. Высокая трудоемкость и сложность ремонта CVT вынуждает тратить больше денег на обслуживание агрегата. Поэтому необходимо внимательно отнестись к обслуживанию бесступенчатой коробки и не подвергать ее чрезмерным нагрузкам. В таком режиме она способна долго прослужить без дорогостоящего ремонта.

Что такое бесступенчатая трансмиссия?

Бесступенчатая трансмиссия, или бесступенчатая трансмиссия, плавно меняет бесконечный диапазон эффективных передаточных чисел во время вождения, в то время как другие виды механических трансмиссий предлагают фиксированное число передаточных чисел и жесткие переключения между ними, как объясняется сертифицированным ремонтом трансмиссии. Системы трансмиссии CVT также известны как односкоростные, бесступенчатые и бесступенчатые трансмиссии.

Бесступенчатый характер вариатора обеспечивает беспрецедентную гибкость, которая поддерживает постоянную угловую скорость независимо от выходной скорости. Кроме того, бесступенчатая трансмиссия делает ускорение плавным и обеспечивает повышенную экономию топлива.

Несмотря на то, что вариатор только недавно завоевал популярность, благодаря новым инновациям, обеспечивающим большую эффективность, конструкция существовала веками — Леонардо да Винчи разработал первый вариатор в 1490 году, хотя официально он не был запатентован до 1886 г. от Даймлера и Бенца.

Впервые вариатор получил известность в 1910 году, когда мотоциклы Zenit построили модель вариатора, настолько эффективную, что ее запретили участвовать в соревнованиях по скалолазанию. К концу 19В 80-х вариатор стал мейнстримом благодаря Subaru. В наши дни почти у каждого производителя есть хотя бы одна модель с бесступенчатой ​​трансмиссией.

В то время как в традиционной трансмиссии для переключения между заданными передачами используется множество сложных деталей, большинство систем CVT работают через систему шкивов. Короче говоря, эта система состоит из конусов на каждом шкиве, соединенных цепным ремнем. Конусы могут перемещаться, увеличивая или уменьшая диаметр ремня для изменения передаточных чисел, обеспечивая быстрое переключение на необходимое передаточное число для увеличения мощности и повышения экономии топлива.

Один шкив вариатора соединен с двигателем, а другой направляет мощность на колеса. Ширина этих шкивов меняется в зависимости от необходимой мощности; по мере того, как один становится больше, другой становится меньше. Это позволяет вариатору обеспечивать сильное и плавное ускорение, как описано в CarFax .

Существует второй, менее распространенный тип вариатора, в котором используется ряд дисков и роликов, но он работает по тому же принципу.

Хотя в вариаторах нет передач, некоторые имитируют более традиционное переключение передач. В этих трансмиссиях система ремня и шкива предназначена для перемещения в заданные точки с помощью традиционного рычага переключения передач или подрулевых лепестков.

Если вариаторные трансмиссии существуют так долго, почему они популярны только сейчас? Производители теперь понимают, что они, как правило, хорошо работают для своей основной клиентской базы. Бесступенчатая трансмиссия получает максимальную мощность от меньшего двигателя. Это делает ускорение более быстрым и отзывчивым, поэтому среднестатистический водитель получает больше удовольствия от вождения.

Бесступенчатая трансмиссия предлагает ряд преимуществ среднему водителю.

• Значительно улучшена экономия топлива. Современные гибриды используют вариаторы для экономии топлива, а многие газовые модели с вариатором предлагают расход топлива около 38 миль на галлон для среднего седана среднего размера.
• В соответствии с Сертифицированным ремонтом трансмиссии ехать в гору легче с вариатором. Типичная трансмиссия должна работать усерднее, чтобы найти правильное передаточное число для привода, тогда как вариатор находит точное передаточное число, необходимое почти сразу, позволяя двигателю беспрепятственно обеспечивать мощность без резких переключений.
• Поскольку нет резких переключений передач, вариаторы также позволяют вам наслаждаться плавным вождением и ускорением на любой скорости, как объясняет CarFax . Это также исключает резкое переключение на пониженную передачу, когда вы пытаетесь получить дополнительную мощность для обгона на шоссе.

Хотя вариатор, безусловно, может многое предложить, у него есть некоторые недостатки по сравнению с традиционной трансмиссией согласно Samarins .

9Системы вариатора 0041 обычно дороже традиционных аналогов.
• Затраты на ремонт и замену также могут быть более высокими, до нескольких тысяч долларов, вероятно, потому, что системы CVT обычно не служат так долго, как традиционные системы. Они могут выйти из строя примерно через 100 000 миль, в то время как традиционная трансмиссия может прослужить вдвое дольше.
• Хотя вариатор отлично подходит для среднего водителя, он не предназначен для высокопроизводительных ситуаций, как Сертифицированный ремонт трансмиссии объясняет. Бесступенчатые трансмиссии не могут справиться с увеличенной мощностью, поэтому они не используются на спортивных купе и спортивных автомобилях.
• Как объясняет Car Engineer, восприятие шума водителем также сильно отличается от ступенчатой ​​автоматической или механической коробки передач, что привело к относительно низкому уровню признания.

Прежде чем покупать подержанный автомобиль с вариатором, вам необходимо провести дополнительные исследования, как это рекомендовано Самарины . Из-за затрат на замену вариатора обязательно сделайте тест-драйв, проведите осмотр и проверьте гарантию на него.

Во время пробного вождения обратите внимание на следующее:

• Медленное переключение: Хотя вам не нужно переключать вариатор с первой на вторую передачу, вы должны переключаться между парковкой, движением и задним ходом. Если для переключения передачи требуется больше секунды или около того, это может указывать на неисправный вариатор, который вскоре может выйти из строя.
• Странные звуки: вариаторы, естественно, громче, чем их традиционные аналоги, но они не должны быть настолько громкими, чтобы жужжание и нытье были нормальными. Если вы слышите чрезмерный шум при ускорении, это красный флаг.
• Пробуксовка: при ускорении вы должны ощущать непрерывное плавное ускорение. Если он проскальзывает или на мгновение теряет мощность, вариатор неисправен.
• Рывки при переключении передач: при переключении передач никогда не должно происходить рывков или толчков автомобиля.
• Нестабильные обороты: вариатор должен оставаться постоянным, поэтому, если вы заметите колебания оборотов во время движения с постоянной скоростью, это может указывать на проблему.
• Грязная трансмиссионная жидкость: Если трансмиссионная жидкость грязная, среди прочих проблем это может указывать на проблему с вариатором.

Бесступенчатая трансмиссия может улучшить впечатления водителя среднего уровня в соответствии с Сертифицированный ремонт трансмиссии . Это может повысить эффективность и помочь с крутыми склонами. Это особенно полезно в горных районах. Просто помните, что эти трансмиссии могут стоить дорого как при первоначальной покупке, так и при затратах на ремонт. Вот почему важно убедиться, что на него распространяется гарантия.

Преимущество вариатора заключается в его простоте, как объясняет Edmunds . По сравнению со сложным набором из сотен компонентов традиционной трансмиссии, вариатор состоит только из ремня, ведущего шкива, шкива, чувствительного к крутящему моменту, и нескольких микропроцессоров и датчиков. Это делает вариатор более адаптируемым, чем его традиционные аналоги, обеспечивая плавную езду и плавное ускорение, несмотря на меняющиеся дорожные условия.

Информация и исследования в этой статье проверены сертифицированным ASE главным техническим специалистом Дуэйн Сайалун из YourMechanic.com . Для любых отзывов или запросов на исправление, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону [email protected] .

Источники:

https://www.edmunds.com/car-technology/cvt-enters-the-mainstream.html

https://certifiedtransmissionrepair.com/cvt-transmissions-pros-cons /

https://www.caranddriver.com/features/a28200003/transmission-fluid-check/

https://www.samarins.com/check/cvt.html

http://www. car-engineer.com/the-continuously-variable-transmission-cvt/

https:/ /www.carfax.com/blog/CVT-pros-and-cons

https://www.caranddriver.com/features/a15113275/how-cvt-transmissions-are-getting-their-groove-back- feature/

Разница между автоматической и бесступенчатой ​​трансмиссией

Если вы недавно покупали автомобиль, возможно, вы слышали термин бесступенчатая трансмиссия и задавались вопросом, что это такое. В течение многих лет общие сведения говорили нам, что существует только два типа трансмиссий: автоматическая и механическая. Технически это по-прежнему верно, поскольку трансмиссия CVT является типом автоматической трансмиссии, однако вариаторная трансмиссия или бесступенчатая трансмиссия отличается тем, что она безупречно изменяется в бесконечном диапазоне передаточных чисел, тогда как стандартные автоматические трансмиссии традиционно имеют фиксированное число передаточных чисел. К концу этой статьи вы поймете разницу между автоматическими и бесступенчатыми коробками передач и принцип их работы.

Автоматические коробки передач содержат сложный набор шестерен, тормозов, сцеплений и основных устройств. Обычная автоматика имеет конечное количество передач, называемых скоростями. Например, вы, возможно, слышали термин «6-ступенчатый автомат». Это относится к шести передачам в коробке передач. Каждая передача настроена на достижение определенной скорости автомобиля; когда водитель продолжает ускоряться, трансмиссия должна переключаться на более высокие передачи, начиная с первой, второй и так далее.

Для сравнения, бесступенчатая трансмиссия обеспечивает наиболее эффективную частоту вращения двигателя для каждой дорожной ситуации и постоянна, даже если автомобиль быстро ускоряется. Хотя нет никакого сравнения в том, как работает вариатор с точки зрения водителя, как и при переключении передач с парковки на драйв, все остальное немного сложнее. Бесступенчатая трансмиссия не имеет отдельных передач, вместо этого у нее есть одна передача, регулируемая для всех условий движения. В отличие от обычных автоматических коробок передач, водители не почувствуют переключения с одной передачи на другую. Вместо этого водители заметят изменение частоты вращения двигателя или числа оборотов в минуту, часто выше при ускорении и ниже при крейсерской скорости. Бесступенчатые трансмиссии являются примером того, как производители транспортных средств изо дня в день совершенствуют автомобили. И хотя это новый способ создания мощности, вариаторы в последние годы набирают все большую популярность.

Как работают вариаторы

В вариаторах имеется множество микропроцессоров и датчиков, но гидравлическое давление, натяжение пружины или центробежная сила, используемые для создания усилия, необходимого для регулировки двух шкивов, являются ключом к использованию технологии. Два шкива известны как ведущий «входной» шкив и ведомый «выходной» шкив. Ведущий шкив соединен с коленчатым валом двигателя. Ведущий шкив также может называться входным шкивом, потому что именно через него энергия двигателя поступает в трансмиссию. Ведомый шкив назван так потому, что его вращает ведущий шкив. Также называемый выходным шкивом, он передает энергию на карданный вал.

Ремень проходит в канавке между двумя конусами на каждом шкиве. Когда два конуса шкива находятся далеко друг от друга, диаметр увеличивается, ремень проходит ниже в канавке, а радиус петли ремня, движущейся вокруг шкива, уменьшается. Расстояние между центром шкивов и местом, где ремень соприкасается с канавкой, называется радиусом наклона. Передаточное число определяется отношением радиуса делительной окружности ведущего шкива к радиусу делительной окружности ведомого шкива. Когда один шкив увеличивает свой диапазон, другой уменьшает, чтобы ремень оставался натянутым. По мере того, как шкивы изменяют свой радиус, вместе они создают бесконечное число передаточных чисел в диапазоне от низкого до высокого.

Подходит ли вам вариатор?

Бесступенчатая трансмиссия обеспечивает незначительное увеличение расхода топлива на галлон, особенно для городских водителей.