Чем плох вариатор – Сроки службы и основные поломки СТАТЬИ

Содержание

Чем плох вариатор – Сроки службы и основные поломки СТАТЬИ

Наверное, рано или поздно так и должно было случиться. Традиционные «автоматы» вымирают, постепенно отдавая превосходство альтернативным автоматическим коробкам передач, среди которых подкрался и уже не первым десятилетием атакует вариатор. Выбирая для себя автомобиль с АКПП, люди нередко натыкаются на предложение приобрести машину с легкой, экономичной и плавной бесступенчатой трансмиссией. Однако слухи о ломучести CVT не дают покоя. Чем так плох вариатор? Неужели лучше обходить стороной?

Какие пробеги критичны

Во многом надежность того или иного вариатора будет зависеть больше от манеры езды и добросовестности обслуживания, однако кое-какие усреднённые значения отследить можно. К примеру, неплохим ресурсом отличились «цепные» трансмиссии Multitronic и Lineatronic в исполнении Volkswagen и Subaru соответственно. Средний срок службы этих коробок около 250 000 км.

variator-lineatronic

Чуть меньше ходят японские вариаторы Aisin, которые постепенно захватывают модельный ряд Toyota, оставив временное право для существования традиционных АКПП только на тяжелых внедорожниках. Самая популярная версия Aisin K111 служит примерно 230 ткм.

variator-aisin-k112

Продукция компании Jatco (Nissan) в мире самая популярная. Их вариаторы разошлись тиражом более миллиона и устанавливаются на Nissan, Mitsubishi, Dodge, Peugeot, Citroen и некоторые другие марки. Они менее ресурсные. Если взять их самую массовую версию JF011E, то последние её модификации в среднем проезжают 180 ткм, а вот у её последователя JF015E эта отметка скатилась до 150 ткм, хотя по поведенческим показателям эту коробку можно перепутать с традиционным автоматом. Получилось что-то типа «шаг вперёд и два – назад».

jatco

Бельгийские коробки VT2, устанавливаемые на китайские автомобили Geely, заканчивают список скромным показателем в 100 ткм. Хотя, особо аккуратные владельцы говорят, что вариатор не так плох, если сильно не нагружать трансмиссию и вовремя менять масло.

variator-vt2

Стоит также отметить, что срок жизни одного и того же вариатора, установленного на разные модели, может отличаться в зависимости от поправок производителя. К примеру, агрегат Jatco JF011E на Mitsubishi Outlander 3 служит гораздо меньше, чем на предыдущем поколении Аулендеров или в сравнении с той же коробкой на Nissan Qashqai.

Типичные поломки

В большинстве случаев вариатор уходит на покой, когда заканчивается ресурс его основных трущихся элементов: ремень+конусы. Обычно это происходит по следующему сценарию. Ремешок проскакивает, стачиваются поверхности, затем образовавшая стружка несется по каналам и уничтожает всё на своем пути: маслонасос, подшипники, редукционный клапан, гидроблок, гидротрансформатор и т.д, что ещё сильнее вынуждает ремень буксовать.

zadiry-na-konusah-variatora

Ещё одна частая проблема – перегрев. Обычно всё проходит не так страшно, так как коробка отслеживает температуру масла и предупреждает водителя о том, что нужно снизить скорость. Другое дело – не все делают, что требуется.

Бывают, конечно и частные проблемы в роде отказа только насоса или только подшипников конусов, но реже. Обычно дело в стружке, а стружка сами знаете откуда. Стоит понимать, что любая «болезнь» всегда прогрессирует, пока машина не уйдет в аварийный режим и не будет обездвижена.

maslonasos-jatco-jf010e

Самое страшное, чего стоит опасаться, так это обрыв ремня. Обычно после такого сильно повреждаются практически все узлы, включая сам корпус трансмиссии, а это уже замена всей коробки целиком.

iznoshennyj-remen-variatora-1

Ремонтопригодность и стоимость обслуживания

Кстати, о ремонте. Официальные дилеры такие коробки не чинят, только меняют в сборе, зато специализированных сервисов, которые смогут произвести дефектовку с заменой только изношенных элементов, предостаточно. Хотя, в целом ремонтопригодность вариатора будет напрямую зависеть от его популярности. Чем больше таких коробок выпущено, тем больше комплектующих и специалистов, которые смогут грамотно произвести починку.

Легче и дешевле всего приходится владельцам машин с вариаторами Jatco практически всех поколений и модификаций. Средняя стоимость капитального ремонта коробки составляет 70 тыс.руб. в зависимости от масштабности износа компонентов. Куда дешевле коробку заранее обслужить, не дожидаясь ремонта, например, раз в 30 ткм менять масло, а на 130 ткм установить новый ремень, чтобы сберечь конусы и не засорять систему стружкой.

magnit-v-poddone-variatora-jf010e

Вредные факторы

Перед тем, как купить машину с вариатором, следует для себя уяснить некоторые моменты того, чего коробка не любит и это однозначно скажется на снижении ресурса:

— движение с непрогретой коробкой;

— монотонные движения в пробках;

— быструю езду по трассе (в таком режиме греется сильнее всего);

— буксировку другого авто или прицепа.

— пробуксовку колес с резким «зацепом» за твёрдое покрытие.

Если кратко, то вариатор плох тем, что терпеть не может резкие и монотонные нагрузки и большой крутящий момент. Логично предположить, что и масса автомобиля тоже играет большую роль. Чем больше вес машины, тем больше нагрузка на трущиеся части. Однако, это не всегда так. Зачастую крупные машины с моментными двигателями комплектуются более прочными цепными CVT, как например, Infiniti JX, Nissan Murano и Nissan Teana с двигателем 3.5 литра.

Отсюда возникает логичный вопрос. Не слишком многого вариатор от нас хочет? Традиционные автоматы не такие хлипкие. Выбирайте. Просто учитывайте, что за экономичность и полноценную реализацию крутящего момента двигателя бесступенчатая трансмиссия с вас возьмет плату.

Покупка подержанного автомобиля с CVT наиболее опасна, так как проверить остаточный ресурс вариатора безразборным методом невозможно, останется уповать только на то, что предыдущий владелец ездил аккуратно и обслуживал как надо. Есть, конечно, способы самостоятельной проверки вариатора. Но гарантий никто не даст. Даже официальные дилеры полагаются на то, если машина едет без приключений, ошибок нет, значит коробка исправна. Придется жить либо в надежде, либо в ожидании. Уверенность в завтрашнем дне не для владельцев вариатора.

Как устроен и работает бесступенчатый вариатор

Вариаторная коробка переключения передач представляет собой бесступенчатую КПП. Это «страшное» слово пришло к нам из-за границы, поскольку отечественные авто не оборудованы ей. Если вы решили приобрести себе автомобиль, на котором установлен вариатор, отзывы следует заранее почитать в интернете или поспрашивать о такой коробке у знакомых автомобилистов. Все тонкости использования такого агрегата нужно знать до покупки транспортного средства.

Вариатор – бесступенчатая трансмиссия

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

История вариатора

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

Читать статью  Этот страшный вариатор на Toyota Corolla: отзывы владельцев, плюсы и минусы

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

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

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

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

Что такое CVT

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

Виды вариаторов

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

  • клиноременный;
  • клиноцепной;
  • тороидальный.

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

Зачем нужна бесступенчатая передача

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


Устройство 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.

Устройство и принцип работы вариатора

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

Основные компоненты

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

Также основными компонентами CVT являются:

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

Клиноременный вариатор

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

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

Устройство ремня

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

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

Клиноцепной вариатор

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

Благодаря большей гибкости клиноцепной вариант CVT обладает высоким КПД.

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

Устройство цепи

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

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

Тороидальный вариатор

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

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

Коробка передач вариатор

Автомобильная промышленность неуклонно развивается, постоянно предлагает новые инженерные решения. Ведущие компании в области производства автомобильного транспорта неуклонно ведут работу над разработкой принципиально новых агрегатов. Цель замены уже привычных и в некоторой степени конструктивно устарелых узлов предельно ясна – сделать машину более комфортной, облегчить вождение и улучшить качество поездок в целом. Так появилась вариаторная коробка передач или же просто вариатор.

Первый автомобиль с вариатором был произведен еще в 50-х годах прошлого столетия, но массовое распространение эта трансмиссия получила сравнительно недавно. Сегодня многие производители сделали акцент на производстве авто именно с вариатором, роботом или обычным автоматом. Хотя традиционная механика все еще хорошо сбывается, но число реализуемых автомобилей с МКПП постепенно снижается. В этой статье подробно расскажем, что такое вариатор, и каков его принцип работы.

Вариаторная коробка: что это такое?

В англоязычной среде этот вид трансмиссии именуется как CVT, что обозначает Continuously Variable Transmission. Если перевести расшифровку с английского на русский язык, то станет понятен главный принцип, на котором основана работа вариатора – бесступенчатая трансмиссия.

Читать статью  Мастер-класс по выбору моторного масла. Путеводитель по сайту relynolli.ru

Отличия от автомата

Мы привыкли, что механика может включать шесть передач, а обычный гидротрансформаторный автомат на сегодняшний день от шести до восьми. В этом заключается главный недостаток ступенчатых коробок – число передач ограничено. Все дело в том, что двигателю постоянно приходится преодолевать нагрузку – силу инерции. Даже во время движения по абсолютно ровной дороге агрегат подвержен внешнему сопротивлению, и только достигая оптимального соотношения количества оборотов и передаточного числа, он развивает скорость. С переходом на повышенную передачу водитель ощущает кратковременную потерю мощности и рывок автомобиля.

Отличие вариатора от классической АКПП — видео

В вариаторе бесчисленное количество передач. Передаточные числа изменяются плавно, благодаря чему водитель машины с CVT не ощущает рывков в момент перехода на повышенную скорость. В некотором смысле автомобиль с вариаторной коробкой напоминает электромобиль: он плавно начинает движение, постепенно набирает скорость, а сама трансмиссия работает практически бесшумно. За счет того, что в вариаторе нет ступеней, передача усилия от двигателя к колесам происходит более точно. В момент перехода на высокую скорость нет разрыва потока мощности. Управлять таким автомобилем сплошное удовольствие. Особенно популярны машины с CVT среди начинающих водителей. Бесступенчатая трансмиссия не реагирует на манеру вождения, поэтому ситуации, когда глохнет мотор в начале движения, полностью исключены. Когда водитель жмет педаль «в полик», авто с вариатором молниеносно ускоряется, что также многим нравится.

Плюсы и минусы вариаторной коробки

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

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

Из минусов бесступенчатой трансмиссии обращают на себя внимание:

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

Как правильно эксплуатировать вариаторную коробку

Ранее мы уже упомянули, что ремонт вариаторной коробки передач – это серьезная проблема, которая отнимает очень много времени, сил и средств. Поэтому, дабы избежать вышеперечисленных хлопот, автолюбителям следует заранее узнать: как ездить на вариаторе Митсубиси Аутлендер, чтоб его износ был минимальным. А поспособствовать этому могут следующие советы:

  • Избегайте плотных транспортных потоков и бездорожья (на практике вариатор уже неоднократно доказал свою неустойчивость к высоким нагрузкам, поэтому испытывать его в подобных условиях категорически не рекомендуется);
  • Не используйте кроссовер в качестве буксира для других автомобилей;
  • Своевременно проходите обслуживание коробки (по паспорту, вариатор требует замены масла после каждых 60 тыс. километров пробега);
  • Не перегревайте КПП (при перегреве коробки на панели Митсубиси Аутлендер будет загораться лампочка CVT. Если же данный сигнал игнорировать, то поломка КПП не заставит себя долго ждать);
  • Используйте только качественное масло и качественный бензин (некачественные технические жидкости способствуют быстрому износу конуса вариатора, из-за чего ремень, во время переключения, будет периодически проскальзывать).

При этом, всем владельцам японского кроссовера желательно знать: какой вариатор стоит на Митсубиси Аутлендер. Ведь в случае его поломки, появляется высокая вероятность того, что механизм придется заменить полностью. А покупать, в таком случае, нужно только оригинальную КПП от фирмы Jatco (модель JF011E). Так как на аналоги китайского происхождения производитель гарантии не дает.

Ресурс вариатора

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

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

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

Выводы

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

Без ступеней и переключений: вариатору 60 лет

DAF-600 – первый серийный легковой автомобиль с вариатором

Многое в технике считалось фантастикой или голой теорией, пока не приходило время новых технологий и революционных решений. Яркий пример – бесступенчатая трансмиссия, ядром которой является вариатор. Его главное достоинство – плавное, бесступенчатое изменение передаточного числа.

Хорошо забытое старое

Вариатор сегодня многим представляется новым решением. Однако это совсем не так, принцип его конструкции придуман еще в 1490 году гением эпохи Возрождения Леонардо да Винчи. Среди его эскизов – изображение конструкции из двух конусных валов, расположенных вершинами навстречу друг другу на параллельных осях.

Первые патенты на вариаторы были выданы в США в XIX веке.

Обозначилось два основных вида вариаторов, пригодных для практического использования, – клиноременный и торовый. При том, что у них различаются способы передачи и изменения крутящего момента, имеются и общие сходные компоненты – устройство соединения с двигателем (многодисковая муфта, гидротрансформатор) и реверсивный блок (планетарный редуктор заднего хода).

Читать статью  Экологическое проектирование. Стратегии для устойчивого будущего

Так получилось, что серийно клиноременный вариатор начали устанавливать в первую очередь на мотоциклы, а не на автомобили. Пример – 500-кубовый Rudge-Multi 1910 года с кожаным клиновым ремнем. Правда, его вариатор был с ручным управлением. Позже, со второй половины 40-х годов XX века, мотоциклы и мопеды оснащали усовершенствованными вариаторами. А в настоящее время почти вся легкая мототехника типа скутеров, как и снегоходы, ездит на клиноременных вариаторах.

Ставить вариаторы на автомобили попробовали в 30-е годы XX века, но широкого распространения они не получили.

Двойной эффект

Схема вариатора из прошлого

Довести клиноременный вариатор до технического уровня, позволяющего установить его на серийный автомобиль, удалось Хуберту ван Дорну – основателю компании DAF. В 1958 году состоялся официальный дебют малолитражного DAF-600, в котором было реализовано несколько передовых для того времени решений. Главное из них – клиноременный вариатор Variomatic, причем двойной: каждая пара шкивов обслуживала свое ведущее колесо. Так что агрегат выполнял и роль дифференциала. Изменение передаточного числа вариатора, то есть синхронное сдвигание-раздвигание половинок конических шкивов в зависимости от оборотов двигателя и нагрузки, обеспечивали центробежный и вакуумный регуляторы. Диапазон передаточных чисел у вариатора получился 4,5, что позволяло 19-сильному DAF-600 разгоняться до 90 км/ч, при этом средний расход топлива не превышал 6 л/100км.

Толкающий ремень

Шкивы и ремень вариатора

Все бы хорошо, но резиновый ремень не мог передавать большую мощность и к тому же быстро изнашивался. В 1980-е годы стало понятно, что для конкуренции с обычными АКП требуются новые решения. Вскоре исследовательский центр DAF создал металлический многозвенный клиновый ремень. Своими наборными пластинами он цепко держал сцепление с коническими шкивами и по сравнению с резиновым «предком» практически не изнашивался, а также передавал значительно больший крутящий момент. По такому пути пошли многие фирмы.

Попутно внедрялось электронное управление перемещением шкивов, появлялись новые устройства для плавного трогания, устанавливаемые между двигателем и вариатором. Например, фирма ZF в вариаторе VT-1 Ecotronic использовала для этого многодисковую муфту в масле. Передаваемый этой трансмиссией момент достигал 170 Нм. Сейчас в качестве соединительного звена чаще всего применяют гидротрансформатор.

Как работает вариатор (CVT)

Как же удалось обеспечить надежное сцепление многозвенного ремня со шкивами и долговечность? Конечно, выбор материалов и термообработка поверхностей имели большое значение. Но все-таки ключевую роль здесь сыграла рабочая жидкость, которая заливается в вариатор. Это не просто смазка. Был изобретен рецепт специального высокотягового масла, так называемого трактанта, со сложными свойствами. Скользящие пары трения и качения (пластины между собой, подшипники) оно смазывает, а парам с высокими контактными давлениями (ребра пластин ремня) не дает проскальзывать. Важно, чтобы масло было нагрето до нужной температуры (70–100о С), иначе есть риск срыва в скольжение и «фрезерование» конусных поверхностей шкивов. Для быстрого выхода на нормальный тепловой режим на начальном этапе движения применяются специальные подогреватели масла.

Связанные одной цепью

Цепной вариатор

Вариаторы с многозвенным пластинчатым толкающим ремнем получили широкое распространение, позволили передавать крутящий момент до 300 Нм, а их ресурс достиг 100–150 тыс. км. Для того чтобы поднять планку допустимого крутящего момента и увеличить ресурс, требовалось внедрение в конструкцию кардинальной инновации. Это произошло, когда в гонку технологий включилась компания Audi, использовавшая наработки фирмы PIV. В 1999 году вместо ремня, набранного из пластин, начали применять стальную многорядную цепь – вариатор назвали клиноцепным. Принципиальное отличие – в контакт с коническими поверхностями шкивов теперь вступали не торцы пластин, а оси звеньев цепи. Давление в местах контакта возросло – повысились возможности по передаче большого крутящего момента, у вариатора Multitronic фирмы Audi он достигал 330 Нм! К тому же цепь способна сгибаться по меньшим радиусам (от 25 мм), чем ремень (от 30 мм), таким образом удалось расширить диапазон передаточных чисел, а также снизить внутренние потери и, следовательно, поднять КПД, приблизившись по уровню потерь к механическим коробкам.

Позже клиноцепную конструкцию использовали и инженеры Subaru в вариаторе Lineartronic, который способен передавать крутящий момент до 400 Нм.

Роликом по бублику

Еще один тип вариаторов, все-таки получивший практическое применение в серийных автомобилях, – торовый. Он состоит из двух соосных дисков – ведущего и ведомого, рабочие поверхности которых имеют торообразную форму. По ним перекатываются ролики, передающие крутящий момент. Когда ведущий диск обкатывается роликами по меньшему радиусу, а ведомый – по большему, получается высокое передаточное число (аналог первой передачи), и наоборот. Плавное изменение передаточного числа производится за счет наклона роликов в ту или другую сторону. Еще одна особенность – ведущий и ведомый валы вращаются в противоположные стороны. За разработки всерьез взялась японская фирма JATCO в кооперации с подшипниковой компанией NSK. Тороидные вариаторы выбрал Nissan: в 1999 году вариатор Extroid установили на модели Cedric/Gloria, а несколько позже – на Skyline. Торовый вариатор примерно на 10% экономичнее традиционного «автомата» и способен на передачу больших крутящих моментов. Однако он сложен, чрезмерно требователен к точности геометрии и твердости рабочих поверхностей, а потому оказался дорогим в производстве и широкого распространения не получил.

Все для человека

Когда конструкции вариаторов на серийных автомобилях довели до регулярного применения, вдруг выяснилось, что многих водителей беспокоит психологическая неувязка. При разгоне автомобиля с вариатором обороты двигателя практически не меняются. Ведь вариатор выбирает самый выгодный режим работы мотора, и менять его становится незачем. Водителям это создавало дискомфорт. Ну что поделаешь, для производителя желание потребителя – руководство к действию. Вариаторы стали снабжать фиксированными ступенями – виртуальными передачами, которые водитель может выбирать самостоятельно. Впервые ручное переключение между фиксированными передаточными отношениями вариатора внедрила компания Nissan в 1997 году. Тему продолжили другие производители. Эта функция имеет и практический смысл – ручное включение фиксированных передач помогает эффективно тормозить двигателем – на скользких спусках, например.

Прогресс технологий способствовал и увеличению ресурса вариаторов. При щадящей эксплуатации и правильном обслуживании пробег вариаторов достигает 200 тыс. км и более, однако добиться такого же ресурса, как у традиционных АКП, пока не удалось. Зато есть преимущества по КПД – и, соответственно, по динамике и экономичности. Вариаторы с металлическим толкающим ремнем и клиноцепные обладают КПД 0,8–0,9, а у торовых он достигает 0,95.

Характеристики вариаторов разных типов

Только эксперименты

В СССР тоже вели работы по проектированию и исследованию автомобильных вариаторов. Известный популяризатор науки и техники доктора технических наук профессор Нурбей Гулиа в середине 1960-х годов придумал свою бесступенчатую трансмиссию, включающую вариатор и маховичный рекуператор механической энергии. Дело дошло даже до ее установки на опытный образец УАЗ-450. Но советский автопром не был готов освоить производство перспективных силовых агрегатов.

Позднее профессор Гулиа вместе с учениками разработал планетарный многодисковый вариатор, а затем планетарный супервариатор с очень широким диапазоном передаточных чисел (до 20!) и фантастическим КПД, достигающим 98%. Однако схема получилась сложной и громоздкой и вряд ли дойдет до производства.

Доля растет

В 2012 году доля автомобилей с вариаторами в мировом производстве превысила 10%, а в 2017 году составила уже 11,7%. По прогнозам, к 2020 году весьма вероятно возрастание количества таких машин до 14%. Вариатор, как и трансмиссии с двумя сцеплениями, постепенно отвоевывают рынок у традиционных механических трансмиссий.

Источник https://autotorque.ru/stati/chem-ploh-variator-sroki-sluzhby-osnovnye-polomki/

Источник https://truescooters.ru/korobka-peredach/korobka-variator.html

Источник https://akppro.ru/ru/magazine/article/variatoru-60-let.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: