Коробка вариатор — принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Вариативная или бесступенчатая автоматическая коробка передач, еще недавно считавшаяся диковинкой, все чаще предлагается в современных модификациях моделей. Так, установка вариатора часто присутствует в новых автомобилях Ауди, Ниссан, Тойота, Хонда, Митсубиси и других ведущих автомобильных марок мира. Давайте рассмотрим, чем же хорош вариатор, каков принцип работы данного вида АКПП и каковы плюсы и минусы в сравнении с классическим автоматом.

Даже не будучи владельцем авто с вариативной коробкой, многие просматривая автомобильные издания или таблицы, в которых собраны технические характеристики, наверняка встречали слово вариатор. К автоматическим коробкам переключения передач все уже привыкли, а к механическим тем более. Вариатор же оказывается на слуху у большинства обывателей реже. Хотя он не является какой-то новой разработкой современных автокомпаний, а изобретен был еще несколько веков назад.

Самый первый вариатор придумал не кто иной, как Леонардо да Винчи в 1490 году, а патент на данный агрегат был выдан во второй половине ХIХ века. Стоит заметить, что способный ездить автомобиль с такой трансмиссией впервые появился только через пятьсот лет после ее изобретения – в 50-х годах ХХ века. Вариатор устанавливали на легковые машины марки DAF (тогда этот производитель еще занимался выпуском легковушек наряду с грузовиками). Впоследствии чем-то подобным оснащали и некоторые модели автомобилей Volvo, но широкого распространения такой вид АКПП не получил, в отличие от настоящего времени.

Устройство вариатора

Вариатор, или по-английски continuously variable transmission (CVT), внешне представляет собой ту же автоматическую коробку передач. С виду невозможно определить, что в машине установлен именно он, ведь рычаг его ничем не отличается от рычага обычной классической АКПП, даже режимы трансмиссии те же: P, R, N, D. Однако принцип работы вариатора совершенно другой, в нем нет привычного, фиксированного количества передач, таких как 1-я, 2-я и так далее. Передач в вариаторе огромное множество, они постоянно варьируются, отсюда и название самого устройства. Именно поэтому нет никаких толчков ни при трогании автомобиля с места, ни при переходах с одних оборотов на другие. Вариатор в процессе езды машины, по мере ее разгона и замедления, плавно и аккуратно меняет передаточное число.

Принцип работы вариатора

Среди вариаторов есть много типов, в зависимости от устройства. Это и цепные, клиноременные и тороидальные, но встречаются и другие виды привода. Самый распространенный среди них тип вариатора — клиноременный со шкивами переменного диаметра, о котором и пойдет речь далее.

Чтобы было немного понятнее, как устроен такой вариатор, можно представить себе две одинаковые трубки, расположенные параллельно и недалеко друг от друга. Если стянуть их резинкой и начать крутить одну из них, то сразу будет раскручиваться и другая, причем скорость их будет одинаковая. Однако если трубки будут разного диаметра, то соотношение скоростей будет совсем другое – более широкая трубка будет крутиться медленнее.

Принцип работы вариатора такой же, только диаметр таких вот цилиндров у него постоянно изменяется. Он состоит из двух шкивов, каждый из которых представляет собой пару конусов, расположенных вершинами друг к другу. Между этими шкивами зажат специальный клиновый ремень.
Каждая пара конусов, двигаясь в направлении друг к другу и обратно, изменяет рабочий диаметр шкивов. Когда конусы будут раздвигаться, ремень, обращенный к ним ребрами, будет проваливаться в середину шкива и огибать его по меньшему радиусу. При движении конусов друг к другу радиус получится, наоборот, больший.

Управляет шкивами обычно гидравлическая система, которая строго синхронизирует сближение конусов одного шкива и расхождение конусов другого. Один из шкивов расположен на ведущем валу, идущем от двигателя, а второй – на ведомом, идущем к колесам. Благодаря этому возможно наладить изменение передаточного отношения в очень широком диапазоне.
Для обеспечения возможности совершения автомобилем заднего хода в коробке-вариаторе предусмотрен специальный узел, который меняет направление вращения выходного вала. Этим узлом может являться, например, планетарная передача.

Ремень вариатора

Особого внимания требует вопрос о том, какой же ремень используется в вариаторе. Потому что обычный текстильный прорезиненный ремень, используемый для привода генератора или кондиционера и прочем подобном оборудовании, здесь не подойдет, так как его ресурс будет очень маленьким — он скоро износится. Клиноременные вариаторы имеют ремни с весьма сложным строением.
В качестве ремня может быть использована лента из стали со специальным покрытием либо совокупность стальных лент (тросов) со сложным сечением, с нанизанным на них множеством тонких стальных пластинок в форме трапеции. Края этих пластинок соприкасаются со шкивами. Стоит отметить, что именно такое устройство позволяет ремню иметь толкающие свойства, способность передавать мощность не только той своей частью, которая бежит к ведущему валу, но и обратной. В этой ситуации обычный ремень просто бы сложился, попытавшись передать сжимающее усилие, а стальной, наоборот, становится более жестким.

Также выступать в роли ремня вариатора может и широкая стальная цепь из пластин, своими краями контактирующая с конусами шкивов. Такой ремень, в частности, используется в вариаторах, устанавливаемых на автомобили Audi.

Смазка цепи осуществляется особой жидкостью, которая способна изменять свое фазовое состояние при сильном давлении на нее в месте, где она соприкасается со шкивом. Поэтому цепь способна передавать довольно большое усилие, почти не проскальзывая, хоть площадь контакта совсем небольшая.

Чем хорош вариатор

В зависимости от того, какая программа выбрана, вариатор будет самостоятельно менять при разгоне передаточное число. При езде на автомобиле с обычной коробкой осуществляется постепенное переключение передач и увеличение оборотов двигателя. А автомобиль с вариатором набирает скорость на неизменных оборотах, соответствующих максимальной величине крутящего момента. Изменяется при этом передаточное отношение.
Тем, кто пересядет с машины, работающей с привычной коробкой передач, на авто с вариатором, будет наверняка некомфортно набирать разгон. Ведь, после нажатия водителем педели газа двигатель выходит сразу на высокие обороты, и в течение всего набора скорости продолжает оставаться на них, при этом двигатель работает на высоких оборотах, издавая довольно ощутимый рев. Зато темп разгона у таких автомобилей выше, чем у машин с традиционной АКПП, и это можно отнести в плюсы вариатора.

Иногда настройки вариатора делают такими, что разгон с его помощью по ощущениям напоминает разгон с ростом оборотов двигателя. Конечно, когда автомобиль двигается в гору или замедляется, вариатор не останется на высокой передаче, даже если нажимать педаль газа. Его шкивы просто передвинутся назад для повышения выходного крутящего момента.
На некоторых машинах существует возможность устанавливать режим с определенным количеством так называемых «виртуальных» передач, между которыми вариатор будет переключаться подобно классической АКПП. В таком случае можно переключать эти установленные передачи даже самостоятельно, как на коробке-автомат с наличием ручного последовательного режима.

Минусы вариатора

Несмотря на такое большое количество достоинств, вариатор не лишен и недостатков. Одна из проблем – неспособность работать с более современными мощными двигателями, поэтому вариаторы и начали распространяться преимущественно в автомобилях компактного и среднего класса.

Однако нельзя не отметить, что создаются и такие вариаторы, которые способны на большее. Например, клиноременный вариатор с цепью Multitronic успешно работает на Audi A4 2.0 TFSI, мощность двигателя которого составляет 200 лс. А внедорожник Nissan Murano с двигателем V6 на 3,5 литра, развивающим 234 лс, оснащается клиноременным вариатором X-Tronic. Это чуть ли не самая крупная и тяжеловесная модель, на которую устанавливается вариатор. И при современном развитии технологий это, скорее всего, еще не предел.
Еще одним недостатком вариаторов является их дорогостоящее обслуживание и ремонт, а также потребность в специальной трансмиссионной жидкости, которая тоже обходится недешево. Для работающего на ремне вариатора замена ремня требуется каждые 100-150 тысяч км пробега. Замена масла на вариаторе может производиться чуть реже, чем в коробках-автомат (раз в 40-50 тысяч км), но и стоит оно гораздо дороже.
Несмотря на указанные минусы, вариаторы все-таки приобретают все большую популярность, причем стоимость их ниже, чем хороших автоматических коробок.
Благодаря тому, что в вариаторе число передач не ограничено, двигатель получает возможность работать на самых благоприятных для него режимах, будь то необходимость сильного и резкого разгона или неспешность при спокойном движении. Поэтому модели, оснащенные бесступенчатыми автоматическими коробками передач, считаются высокоэкономичными и в то же время обладающими высокой динамикой.

Стоит также отметить, что в последние годы идет тенденция к увеличению количества передач в коробках-автомат. Новейшие модели автоматических трансмиссий для легковых автомобилей насчитывают уже 8 и даже 9 ступеней. Такие меры принимаются как раз для достижения максимально возможной топливной выгоды и динамики разгона. Не исключено, что в ближайшем будущем начнут появляться АКПП с десятью, а то и с двенадцатью ступенями. Но все же вариаторы уже давно занимают то место в автомобильном мире, куда обычным автоматическим коробкам передач с их планетарными передачами-переключателями не добраться никогда. Потому что количество передач, имеющихся у вариатора, сосчитать просто невозможно.

плюсы и минусы вариаторной коробки передач на авто, надежность и что такое CVT

Вариаторная бесступенчатая коробка передач поддерживает двигатель в необходимом тонусе и регулирует потребление топлива, позволяя хорошо сэкономить. За счет отсутствия ступеней, трансформация передаточного числа происходит плавно и без рывков. Плюсы и минусы вариатора, а также чем он лучше других КПП, мы рассмотрим далее в статье.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Принцип работ

Вариативная КПП делится на несколько типов:

• цепные;
• клиноременные;
• тороноидальные.

Тороноидальные не так популярны, как клиноременные, в основном потому, что устанавливаются на заднеприводные и полноприводные автомобили, у которых двигатель находится продольно.

О коробке вариатор и сколько она служит, узнаем из видеоролика Вести РФ.

В настоящее время клиноременный вариант – самый популярный тип вариаторной коробки передач. Суть качественного ремня в том, что в разрезе он приобретает вид трапеции и вклинивается в шкив боковыми поверхностями. Чтобы понять устройство на основе работы этого ремня, представим перед собой две похожие трубки, которые находятся рядом в вертикальном положении. Если скрутить их друг с другом резинкой и начать крутить одну трубку, вторая повторит движения первой, причем подстраиваясь под ту же скорость, которой следует первая трубка.

Что такое коробка передач CVT и в чем заключается ее надежность, узнаем из видео Artur Bogomolov.

Если одну из двух деталей заменить трубкой большего размера, тогда их скорость будет заметно различаться: трубка с большим диаметром будет вращаться медленнее, что в целом нарушит ритм их слаженной работы. В этом и заключается принцип действия коробки передач: цилиндры постоянно изменяют свой размер, и за счет этого происходит работа.

Галерея «Типы вариаторных КПП»

На картинках можно увидеть виды коробок переключения передач.

В составе КПП находятся конусообразные шкивы, которые «смотрят» друг на друга острыми концами и упираются в клиновидный ремень. Конусы сходятся и расходятся, изменяя размер поверхности шкивов. Когда они отстраняются друг от друга, ремень приобретает горизонтальное положение, становясь ребрами, и проваливается в середину шкива, охватывая меньший радиус его размера.

Если концы встречаются, ремень натягивается и охватывает больший радиус шкива. Работу шкивов тщательно контролирует гидравлическая система. Она наблюдает за тем, чтобы концы конусов равномерно сходились и расставались. Как в случае с примером, где фигурировали трубки, один из конусов является ведущим, а второй ведомым. Один шкив находится на основном валу, который идет от мотора. Второй шкив идет на валу от колес автомобиля.

Благодаря работе шкивов и их удобному расположению, получается бесступенчатая трансмиссия. Передаточное отношение имеет обширные «горизонты». Когда мы сдаем на машине назад, вариатор активирует узел, который задает кружение выходного вала в обратном направлении. Плюсы и минусы вариатора CVT в машине узнаем ниже.

Вариатор фирмы JATCO

Основные достоинства и недостатки

Начнем с плюсов и выясним, чем лучше вариатор:

1. Рывки и скачки для его конструкции не характерны. В то же время он разгоняется быстрее, ведь КПП вариатор бесступенчатый, и им легче управлять.
2. Автомобиль, оснащенный вариатором, не заглохнет на светофоре в пробке и не станет барахлить на подъеме, ведь он плавно трогается с места.
3. Его особенности – 2 педали и простота управления.
4. Не шумит и не издает рычащих звуков.
5. Экономнее относится к топливу и это связано с равномерным разгоном и ходом.
6. Для водителей, которые заботятся об окружающей среде, вариатор отличное решение, потому что это экологическая трансмиссия. Она не выпускает в воздух столько ядовитых испарений, сколько механика и автомат.

Чем плох вариатор на авто?

1. Большие обороты на ХО для вариаторной коробки позволительны только на короткий срок. Долго так ехать невозможно.
2. Езда на вариаторе подразумевает покупку специальной жидкости для качественной работы клиновидного ремня. Значит, на жидкость такого типа придется раскошелиться, да еще и отыскать ее проблема.
3. Если не соблюдать условия, в которых вариатор хорошо себя чувствует, это приблизит время его смерти. А как следствие – дорогостоящий и длительный ремонт.

К поломкам может привести пагубное влияние автолюбителя. Если не проходить плановый техосмотр, это гарантирует проблемы, которые потом выльются в денежные растраты.

Автомобильный вариатор и его плюсы и минусы освещены в ролике от канала АВТОСАЛОН.

Разрыв и другие повреждения ремня – все еще № 1 в списке поломок вариатора.

Чтобы избежать неприятностей, нужно всегда помнить:

1. Резкое вдавливание педали тормоза в пол почти всегда гарантирует появление трещинок на ремне.
2. Если постоянно инициировать внезапные торможения, в итоге ремень протрется и лопнет.
3. Если в клеммах будут нарушены контакты, это приведет к ошибкам в работе узловой системы, и как следствие – повлияют на вариатор.
4. Когда автомобиль находится в нейтральном положении и вдруг совершает ритмичные покачивания, возможно проблема в электропроводке. Даже микроскопический разрыв жгута приведет к проблемам в вариаторе.
5. Симптом вышедшей из строя вариаторной коробки передач – аромат гари в салоне.

Минусы вариатора Митсубиси осветит автор видео Александр Степанов.

Чем вариатор отличается от других видов трансмиссий?

Самая популярная КПП – механика. Она состоит из трех валов (ведущий, промежуточный и зависимый), если машина заднеприводная, а двигатель находится в продольном положении. В случае с передним приводом у коробки насчитывается два вала: входящий и выходящий.

В классике переключение контролируется гидроблоком, а в современных вариантах – электроникой.

КПП автомат имеет несколько возможностей передвижения:

• экономная езда;
• обычная езда;
• спортивная езда.

Классика зарекомендовала себя надежностью. Такая коробка передач выжимает без проблем до 400 тысяч км пробега. Условие – правильная эксплуатация. Как и с другими вариантами КПП, в радиатор нужно заливать качественную ОЖ. Среди автоматических коробок передач есть вариант с ручным переключением, которое так любят многие автолюбители.

КПП «Робот» — своеобразный гибрид. Это механика, где передачи переключаются электроникой. Здесь есть две педали и сцепление, но нет гидротрансформатора. Эта коробка передач характеризуется рывками при переключении скоростей. Это особенно заметно на фоне вариатора, у которого нет ни рывков, ни толчков.

В последнее время на рынке появилась новинка — автомобиль, где есть два сцепления в КПП. Одно из них несет ответственность за четные передачи, другое – нечетные. Это нововведение исключило временные «провисания» робота, когда переключение передач длилось до 3 секунд.

 Загрузка …

Видео «Автомат или Вариатор»

Надежен ли в автомобиле вариатор? Или лучше коробка автомат? О плюсах и минусах трансмиссий расскажет Avto-Blogger.ru.

СVT, вариатор, бесступенчатая коробка передач — что это такое?

CVT, вариаторная трансмиссия и она же бесступенчатая коробка передач является особой разновидностью автоматической коробки передач. Благодаря своей конструкции «вариатор» обеспечивает больший коэффициент полезной мощности, лучшую экономию топлива и более мягкое управление, по сравнению с другими типами коробок-автоматов.

Как управлять автомобилем с бесступенчатой коробкой передач (CVT)

Управляется автомобиль с вариаторной трансмиссией также, как и с любой другой автоматической коробкой передач: отсутствует педаль сцепления и переключение идёт по схеме P-R-N-D-L. Кардинальное отличие CVT только в том, что она не имеет ступеней передач (скоростей), как другие АКПП. Бесступенчатая автомат-коробка понижает или повышает обороты двигателя в зависимости от скорости автомобиля. Вы не услышите от неё характерных для АКПП звуков или ощущений при работе, ведь её задача — регулировать обороты двигателя в изменяющемся скоростном режиме.

Единственное, к чему следует привыкнуть водителям автомобилей, оснащённых CVT, это к ощущениям, что при работе педалью акселератора обороты двигателя нарастают и замедляются с запозданием. Это чувство нормально, так как умная CVT оптимизирует обороты двигателя, а для этого необходим период времени.

Как работает вариаторная автомат-коробка

Есть несколько конструкций вариаторной трансмиссии, но в большинстве автомобилей она использует пару шкивов переменного диаметра в виде противостоящих конусов, между которыми проходит зубчатый ремень или цепь. Один шкив соединён с двигателем (входной шкив), а другой — с ведущими колесами (выходной шкив). Половины этих шкивов являются подвижными. Когда половины этих шкивов приближаются навстречу друг другу, зубчатый ремень или цепь начинают подниматься вверх к большим диаметрам шкивов. Отношение передачи(скорости) напрямую зависит от изменяемого диаметра шкивов, нечто похожее вы можете увидеть на велосипеде: металлическая цепь переходит на какую-либо шестерню со своим диаметром в зависимости от выбранной скорости.

При условии, когда диаметр входного шкива меньше диаметра выходного, получается низкое отношение, которое пригодно для движения на низких оборотах. При ускорении автомобиля, диаметры этих шкивов понижаются, чтобы уменьшить обороты двигателя, так как увеличивается скорость автомобиля. Это похоже на работу обычной механической коробки или автоматической, но если в обычных передачах передаточное отношение изменяется благодаря прямому воздействию на выбор скоростей(передач) от самой низкой до самой высокой, то в коробке CVT передаточное отношение изменяется самостоятельно, в зависимости от оборотов двигателя.

Преимущества бесступенчатой коробки передач

• Двигатели не достигают предельных оборотов на всех скоростях, благодаря системе CVT. Она рассчитывает и поддерживает наиболее высокую полезную работу двигателя, учитывая мощность двигателя, вращающий момент и расход топлива.
• Во время движения водителю не стоит беспокоиться о том, когда надо переключить передачу — система все сделает сама.

Недостатки вариаторной трансмиссии

• Самая большая проблема — адаптация самих водителей к этой системе. Водители не сразу привыкают к необычным шумам при работе двигателя, к работе двигателя на повышенных оборотах, к плавному и одновременно быстрому ускорению.
• Второй минус — автомобиль с вариаторной трансмиссией стоит заметно дороже автомобиля с традиционной АКПП. Это подтвердят автодилеры и услуга оценки автомобиля в Москве ЮАО. За дополнительный комфорт и новейшие технологии, реализованные в автомобиле, приходится переплачивать.
• Не столько минус, сколько важное замечание — вариаторная трансмиссия требует аккуратной эксплуатации и регулярного качественного обслуживания.

При всем своем удобстве, CVT стала более-менее популярной не так давно. Ранние версии вариаторов были ненадежны из-за резиновых ремней. Позже ремни были заменены плоской металлической цепью. Кроме того, для установки вариаторов было ограничение по мощности двигателя (до 100 л.с), так как в случае установки на более мощные двигатели, трансмиссия быстро выходила из строя. И только новейшие технологии позволили создать такие вариаторные трансмиссии, которые можно было установить на мощные двигатели, например, на автомобиль Nissan Maxima с 290 л.с, производитель которого заявляет, что надежность и долговечность его CVT не хуже, чем у обыкновенных передач. Стоит заметить, что CVT используют и другие производители автомобилей — известно, что Audi, Toyota, Mercedes-Benz тоже разработали свои CVT.

Подводя итоги, можно сказать, что бесступенчатая коробка — вариатор — в современном исполнении полным ходом завоевывает поклонников.

С этой статьёй читают:

что это такое, принцип работы и устройство

Трансмиссия в автомобиле обеспечивает возможность изменения крутящего момента и передачу его на ведущие колеса. И одним из основных ее элементов является коробка передач. Причем данный узел, используемый на авто, бывает нескольких типов – механическая, автоматическая, роботизированная, вариаторная. Что касается последней, то появился такой тип КПП не так уж и давно, но при этом активно завоевывает популярность. Далее мы разберемся, что такое вариаторная коробка передач, как она работает, чем хороша и какие у нее минусы.

Вариатор (также известный как Continuously variable transmission или CVT) — далеко не новый тип трансмиссии на автомобилях. Первая такая коробка появилась в 1959 году, но из-за невозможности в то время решить некоторые технические проблемы, распространения данная КПП на автотранспорте не получила, зато она оказалась неплохим вариантом для мототехники, в частности – скутеров. Вторая попытка использовать вариаторную коробку на авто была в 1984 году. И так постепенно данный тип КПП заинтересовал автопроизводителей и все чаще его стали использовать.

Принцип работы вариаторной коробки передач

Главная особенность этой коробки – плавная бесступенчатая смена передаточного числа. То есть, если в других типах повышение или понижение числа выполняется на заданные значения, так называемые ступени, то в вариаторе их нет. Благодаря этому она способна более точно производить передачу усилия от силовой установки к ведущим колесам.

На автомобилях распространение получило два типа вариаторных КПП – клиноременные и тороидные, при этом первые более распространены.

Работа клиноременного вариатора построена на передаче передаточного числа при помощи специального ремня, установленного между двумя шкивами. Первый шкив является ведущим и связан он с силовой установкой, а второй – ведомый, обеспечивающий дальнейшую передачу усилия на колеса.

Схематичное изображение работы вариаторной коробки передач

Изменение числа производится за счет меняющегося диаметра шкивов. Для этого каждый из шкивов сделан разборным и состоит он из двух половин конической формы, которые посажены на вал. Схождение-расхождение этих половин позволяет менять диаметр в точке контакта шкива с ремнем.

Работает все так: при начале движения должно обеспечиваться максимальное тяговое усилие. Для этого половины ведущего шкива разводятся, а поскольку форма их коническая, то в точке контакта диаметр шкива будет минимально возможным. Половины ведомого же наоборот – сведены, что обеспечивает в месте взаимодействия ремня со шкивом максимальный диаметр. В результате для того, чтобы ведомый шкив сделал один оборот, ведущему необходимо их сделать несколько. Но при этом и нагрузка на двигатель минимальна.

Анимация илюстрирующая принцип работы вариаторной коробки передач

По мере набора скорости передаточное число должно меняться в меньшую сторону, что обеспечивает снижение тягового усилия, но повышает скорость вращения на ведомом валу. Для этого половины ведущего шкива начинают сходиться, что приводит к увеличению диаметра в точке контакта, а ведомого – расходиться.

При максимальном диаметре ведущего шкива и минимальном – ведомого, за один оборот первого, второй сделает их несколько, поэтому скорость вращения – максимальная, но и нагрузка на двигатель больше. Таким образом, за счет изменения диаметров достигается бесступенчатая смена передаточного числа.

В тороидном типе вариатора конструкция несколько иная. У него передача усилия выполняется роликами, зажатыми между валами, имеющими тороидную форму и расположенными на одной оси.

Nissan Motors Extroid CVT — Тороидный тип вариатора

Изменение передаточного числа обеспечивается за счет смены положения роликов. Максимальное тяговое усилие обеспечивается в положении роликов, когда они повернуты в сторону ведомого вала. За счет тороидной формы валов, у ведущего в точке контакта с роликом диаметр будет минимальным, а у ведомого – максимальный.

Для уменьшения передаточного числа и увеличения скорости вращения, ролики поворачиваются в сторону ведущего вала, при этом диаметры в точках контакта изменяются.

Устройство вариаторной коробки передач

Поскольку клиноременные вариаторы более распространены, то дальше и будем рассматривать их конструкцию. Такая коробка передач состоит их нескольких основных составных частей. И первая из них – сцепление, без которого не обойтись, поскольку оно обеспечивает возможность отключения силовой установки от трансмиссии.

Наибольшее распространение на вариаторных коробках получило гидротрансформаторное сцепление, которое также используется и на автоматических и роботизированных коробках. Но некоторые автопроизводители используют и другие типы сцепления — центробежное, электромагнитное или многодисковое «мокрое».

Вариаторная коробка в разрезе.

Основной составляющей КПП является сам вариатор, и главным элементом в нем считается ремень, поскольку именно он обеспечивает передачу. Хотя и ремнем его можно назвать лишь условно. А все потом, что состоит он из металлических лент, соединенных между собой особыми фасонными частями, имеющими форму бабочки и придающих ремню клиновидную форму. Рабочей частью у него являются боковые поверхности, которые контактируют с поверхностями половин шкивов и обеспечивают передачу вращения за счет сил трения. 

Некоторые производители вместо ремня используют цепь, при этом сама коробка с таким элементом привода называется клиноцепной. Особенностью цепи является то, что она состоит из большого количества звеньев, что обеспечивает малый радиус изгиба. Рабочая поверхность у нее – торцевая.

Поскольку все элементы вариатора работают под значительными нагрузками, то изготавливаются они из высокопрочной стали, что позволяет значительно повысить ресурс коробки.

В разных конструкциях вариаторов перемещение половин шкивов по валам обеспечивается за счет усилий, которые создаются пружинами, жидкостью или за счет центробежной силы.

Еще один вариатор в разрезе (реальное фото).

Одной из основных проблем вариатора – отсутствие реверсного вращения ведомого вала. Поэтому, чтобы решить ее и обеспечить автомобилю возможность движения задним ходом, в конструкцию коробки включена планетарная передача, позволяющая менять направление вращения. Но при этом наличие такого механизма значительно усложняет конструкцию коробки, но и без него не обойтись.

Последней составной частью вариатора является механизм управления. На данном типе коробки передач используется электронное управление, которое полностью контролирует работу вариатора, обеспечивает синхронное изменение диаметров на шкивах, включает и отключает сцепление и планетарный редуктор.

Управление же коробкой осуществляется селектором, которым задаются режимы работы, аналогичные автоматической коробке. То есть, водитель задает режим, а электронный механизм управления выполняется его на вариаторе.

Видео о вариаторной коробке переключения передач

Плюсы и минусы вариаторной коробки передач

Плюсами вариаторной коробки передач являются:

• Плавность набора скорости, отсутствие рывков;
• Более интенсивный разгон;
• Легкость управления;
• Топливная экономичность;

Но есть у такого типа трансмиссии и свои минусы:

• Сложность и дороговизна ремонта;
• Невозможность работы с двигателями большой мощности;
• Чувствительность к условиям эксплуатации;
• Надобность в постоянном контроле и своевременной замене смазочных материалов.

Похожие статьи

Новый вариатор Toyota Direct Shift-CVT

1. Журнал АКППро

Главное достоинство вариатора с точки зрения инженера – плавное изменение передаточного числа. Благодаря этому на любой скорости автомобиля можно подобрать именно такое передаточное число, чтобы двигатель работал в оптимальном режиме. Однако с точки зрения водителя это становится недостатком: при нажатии на акселератор двигатель почти не меняет обороты, и человек теряет привычное по более традиционным трансмиссиям «чувство автомобиля». Особенно это не понравилось американцам, а ведь это один из крупнейших рынков сбыта для японских компаний. Да и сам вариатор в чистом виде не идеален, поэтому современные трансмиссии такого типа получили гидротрансформатор. Новый вариатор Toyota под названием Direct Shift-CVT отличается тем, что у него есть и дополнительная зубчатая передача – Toyota назвала ее Launch gear, «стартовой передачей». Именно на ней автомобиль трогается с места и разгоняется до скорости 25 км/ч и более, в зависимости от того, насколько интенсивно водитель нажимает педаль акселератора. Затем зубчатой зацепление выключается, и в дело вступает вариатор.

Меньше – значит легче и лучше

Дополнительная ступень решила сразу несколько проблем. Трогание с места и разгон сильно нагружают двигатель и трансмиссию. КПД зубчатого зацепления выше, чем вариатора, и «стартовая передача» снижает потери именно при повышенных нагрузках.

Поскольку зубчатая пара позволила расширить диапазон передаточных чисел (пусть и только добавив в него одну точку), появилась возможность несколько уменьшить диапазон изменения передаточных чисел вариатора. Если в предыдущей модели диапазон был 6,5, то в Direct Shift-CVT общий диапазон 7,5, а диапазон вариатора – 5,0. Благодаря этому появилась возможность уменьшить размеры деталей вариатора, а значит – и их массу, а с ней и потери от инерции. Toyota пишет, что снижение достигло 40 процентов.

Для ускорения изменения передаточных чисел уменьшен угол между шкивами с 11 градусов до 9. В итоге каждое сближение или раздвигание шкивов приводит к более быстрому изменению перемещению ремня. Скорость изменения передаточных чисел выросла на 20 процентов.

В этом трансмиссии помогает также новый, более эффективный насос.

Результатом уменьшения потерь и более эффективной работы, по данным Toyota, стало снижение расхода топлива на шесть процентов.

Еще одна «десятка»

Как и практически все современные вариаторы, Direct Shift-CVT дает водителю возможность самому выбирать передачи. Всего у этой трансмиссии 10 фиксированных ступеней – на данный момент это рекорд для вариаторов, да и вообще автоматических трансмиссий. Гидромеханическая коробка Direct Shift-10AT устанавливается на Lexus LC и LS. Кроме Toyota десятиступенчатые АКП на легковые автомобили устанавливают Ford, General Motors и Honda.

Похоже, но не то же

Решение, использованное Toyota, заставляет вспомнить о вариаторе Jatco CVT7 (JF015E), который производят почти 10 лет, с июля 2009 года – это первый в мире вариаторы с механическим двухступенчатым редуктором. Однако компания JATCO поставила вариатор и редуктор последовательно, и крутящий момент всегда передаётся через одну из зубчатых пар и вариатор. 
А в Direct Shift-CVT зубчатая пара и вариатор задействованы, так сказать, попеременно-параллельно – момент передает либо зубчатая пара, либо ремень на шкивах.

Вставить видео:

Как работает вариатор Jatco CVT7

Детские болезни

Трансмиссия Toyota Direct Shift-CVT разработана совместно с компанией Aisin AW Co., Ltd. Производит ее сама Toyota. В России ее можно увидеть на новом кроссовере Lexus UX 200.

А в США еще осенью поступила в продажу Toyota Corolla Hatchback 2019 модельного года, которая оснащается этим вариатором. Получит его и седан Corolla, который в этом году появится на китайском рынке.

В декабре прошлого года стало известно об отзыве всех Corolla Hatchback, проданных в США. Выяснилось, что их гидротрансформатор может внезапно отказать, и автомобиль будет обездвижен. Дилеры должны связаться с владельцами и заменить трансмиссию. По данным американских СМИ, вариаторы пока в дефиците, поэтому дилеры не спешат с оповещением владельцев.

Зато можно быть уверенными, что когда новая Corolla с Direct Shift-CVT дойдет до Европы и России, она уже будет избавлена от «детcких болезней». Toyota уже объявила о начале поставок новой Corolla в Россию, но пока только с двигателем 1,6 л/122 л.с. и вариатором прежнего поколения Multidrive.

6 февр. 2019 г.