Воскресенье , 7 августа 2022
Домой / Авто / Вариаторная коробка передач: преимущества и недостатки

Вариаторная коробка передач: преимущества и недостатки

Вариаторная коробка передач: преимущества и недостатки

Вариаторная коробка (или просто вариатор) – это коробка передач, которая максимально эффективно использует мощность мотора, наиболее удачно сопоставляя нагрузку на машину с оборотами коленвала. Особенность системы в том, что она является бесступенчатой — то есть вместо обычного переключения режимов коробка передач вариатор равномерно изменяет передаточное число в определенном диапазоне. Устанавливается на легковые автомобили, так как для крупных недостаточно мощна.

Устройство и разновидности

Конструкция зависит от типа системы, однако устройство вариатора любого типа имеет одну структуру. Вариатор включает в себя:

  • раздвижные шкивы;
  • систему управления;
  • устройство включения заднего хода;
  • систему, отвечающую за вращение колес и фиксацию рычага в положении «нейтраль».

Далее расскажем о типах вариаторных коробок

Вариаторная КП клиноременного типа

Один из самых распространенный и перспективных вариантов. Отличается простотой и надежностью – конусовидные шкивы, расположенные под углом для минимального сопротивления, приводятся в действие ременной передачей. В некоторых системах есть две ременные передачи. За движение шкивов вдоль вала (они работают на схождение-расхождение) отвечает гидроцилиндр.

Клиноременной вариатор Клиноременной вариатор

Сам ремень состоит из пластинок из прочного износостойкого металла. Реже встречается резиновый вариант, однако такой вариант уже устарел и почти не используется из-за малого ресурса. На устройствах Audi вместо ремня устанавливается металлическая цепь – поэтому систему назвали клиноцепной.

В КП с ременным приводом за вращательные движения отвечает толкательное усилие. Клиноцепной привод работает за счет тянущего усилия.

Вариаторная КП тороидного типа

Представляет собой пару клиновидных валов — ведущего и ведомого. Между ними располагаются ролики, которые обеспечивают изменение передаточного числа. Ролики двигаются по вертикали и вращаются вокруг своей оси. Если происходит состыковка ролика с валами в одном радиусе, КП переключается на прямую передачу. Если же происходит состыковка ролика, малого радиуса ведущего диска и большого радиуса ведомого, то передача понижается.

Вариатор тороидного типа Вариатор тороидного типа

Эти виды вариаторов получили широкое распространение в автомобилестроении и других отраслях. Хотя тороидные трансмиссии не популярны из-за сложной конструкции и высокой стоимости.

Плюсы и минусы вариаторной коробки

Как и любая система, вариатор имеет свои сильные и слабые стороны. Прежде чем покупать, следует провести тест-драйв, чтобы можно было сравнить обычные КП и бесступенчатую и решить для себя, что все-таки лучше.

К основным достоинствам вариатора относят следующие:

  • более динамичный разгон, так как не требуется времени на переключение режимов;
  • плавность движения – отсутствие ступеней исключает и свойственные трансмиссии рывки в процессе разгона;
  • автомобиль не глохнет при кратковременных остановках — что является огромным преимуществом в городских условиях (пробки, светофоры, пешеходные переходы);
  • экономичный расход горючего;
  • удобство управления;
  • малый уровень шума;
  • стабильные показатели динамики на длинных отрезках пути;
  • отсутствие пробуксовки на обледенелой поверхности;
  • экологичность — коробка передач вариатор меньше любой другой загрязняет атмосферу.

Впрочем, коробок-вариаторов есть и недостатки:

  • автомобиль не может долго идти при высоких оборотах;
  • приходится использовать специальные дорогие составы для улучшения работы ременного привода;
  • повышенная чувствительность к качеству масла – необходимо его постоянно менять (примерно раз в 30 тысяч км);
  • чувствительность к повышенным нагрузкам и неправильной эксплуатации – то, что может выдержать «механика», сломает вариатор;
  • снижения «спортивных» качеств.

Вариатор или автомат — что лучше?

Для ответа на вопрос, вариатор или автомат — что лучше, важно определиться с требованиями к автомобилю. Основное «правило» вариатора – это умеренность и ограничение по мощности. Такая КП не подходит для автомобилей с мощными двигателями и водителям, предпочитающим агрессивную манеру езды.

Вариатор или автомат что лучше Вариатор или автомат что лучше

Когда не следует покупать автомобиль с вариатором:

Вы — поклонник спортивной езды

На автомобиле с бесступенчатой КП нельзя резко рвануть с места и гонять на пределе, выжимая из авто максимум. Также не стоит увеличивать мощность автомобиля посредством тюнинга – вариатор подходит для среднемощных автомобилей и равномерного движения. Основные «спортивные» приемы езды вариаторная коробка не выносит.

Еще один недостаток – отсутствие «спортивного рыка» мотора и присутствие равномерного жужжащего звука в процессе работы, что не характерно для других трансмиссий. Чем отличается вариатор от автомата? Тем, что не позволяет достигать двигателю критической рабочей точки, обеспечивая стабильную работу в максимально эффективном и экономичном режиме.

Вы не хотите менять свои привычки

Вождение с бесступенчатой КП требует от водителей новых навыков. «Автоматика» в сравнении с «механикой» также имеет свои тонкости, но управляться с нею все же проще и привычнее.

К примеру, при нажатии на педаль газа вариаторная КП в первую очередь набирает обороты, а не обеспечивает тягу на колеса, что приводит к некоторой задержке. Поэтому при проведении маневра (например, при обгоне) нажимать на газ следует на полсекунды раньше.

Если предпочитаете экономный автомобиль

Вариаторная КП требует определенных затрат. Сложная конструкция подразумевает дорогой ремонт и обязательно в хорошей мастерской. Самостоятельный ремонт системы невозможен — даже среди специалистов сложно найти мастера, который действительно сможет все сделать правильно. Поэтому сэкономить на ремонте не получится.

Автоматическая КП не то чтобы дешевле в этом плане, но ее ресурс обычно больше и она не так чувствительна к жесткой эксплуатации. Кроме этого, «автомат» широко используется в легковых автомобилях и хорошо изучен мастерами. А вот за ремонт вариаторной коробки возьмется не каждый даже опытный мастер, так как система только набирает популярность и изучена плохо.

Хоть бесступенчатая трансмиссия и не подходит для экстремального вождения, оснащенный ею автомобиль обгонит аналогичную модель с АКПП. Автоматика быстрее берет старт, однако тратит время и прерывает тягу в процессе переключения передач, что сказывается на динамике. Вариаторная трансмиссия обеспечивает постоянную тягу и равномерное ускорение. Этот фактор позволяет избежать пробуксовки на скользком покрытии, снижает количество вредных выбросов в атмосферу. Горючее также экономится.

Кулисы автомата и вариатора Кулисы автомата и вариатора

Когда и зачем нужна калибровка

Калибровка вариатора проводится при появлении вибраций в начале движения автомобиля либо во время его остановки. Калибровка включает в себя обнуление данных ЭБУ и последующее обучение блока управления для фиксации новых данных.

Необходимость проводить калибровку могут вызвать:

  • ремонт КП;
  • замена КП;
  • ремонт/замена двигателя;
  • смена стартового пакета.

Калибровка может производиться в статике (на автомобиле без движения) и в динамике. Последний вариант более простой и понятный — часто к нему прибегают водители, проводя процедуру самостоятельно.

Калибровка в движении выполняется в несколько шагов:

  1. Мотор прогревается, пока не заработает вентилятор охлаждающей системы.
  2. Выключаются все дополнительные электрические приборы.
  3. Включается ближний свет.
  4. Набирается скорость до 60 км/ч, отпускается «газ», автомобиль продолжает движение до стабилизации скоростного режима.
  5. Нажимается педаль тормоза, машина плавно останавливается, вариатор устанавливается в режим «Р».
  6. После этого необходимо заглушить двигатель.

Подождав пару секунд, следует проверить результаты.

Вариатор требует бережного отношения и значительных материальных затрат. Для среднемощных автомобилей и городских условий коробка передач этого вида подходит идеально.

Устройство и принцип работы вариатора CVT

Коробка передач CVT (Continuously Variable Transmission), или вариатор, относится к классу автоматических КПП с возможностью бесступенчатого изменения передаточного отношения в довольно широком диапазоне. Что означает эта фраза на практике для обычного водителя? Примерно следующее: передачи в коробке будут переключаться автоматически и плавно (без рывков), динамика разгона будет иметь оптимальные значения, а показатель расхода топлива оставаться минимальным. И все это за счет идеального сочетания передаточного отношения в трансмиссии и нагрузки на двигатель в конкретный момент времени. Звучит неплохо и, действительно, вариатор cvt, с инженерной точки зрения, является оптимальной КПП из всех существующих на данный момент. Но все ли так гладко с ним? В статье разберем, что такое вариатор, его устройство и принцип работы, виды и особенности применения. Вы сможете сами оценить заложенные в конструкции преимущества и, конечно же, его недостатки.

Принцип работы CVT и его виды

Клиноременный вариатор

Движение конусов в клиноременном вариаторе

Наиболее распространенным типом вариатора на сегодняшний день является клиноременный. В основе конструкции такого вариатора лежит ременная передача, состоящая из двух шкивов конусообразной формы и клиновидного ремня, натянутого между ними. Передача крутящего момента от ведущего шкива к ведомому происходит при помощи специального ремня, то есть за счет сил трения, возникающих в пятне контакта ремня и шкивов. Пятно контакта представляет собой окружность, имеющую свой эффективный диаметр.

var

Таким образом, если мы будем изменять эффективный диаметр на входном и выходном шкивах, то будет меняться и передаточное отношение, а следовательно, и скорость движения автомобиля. Если диаметр ведомого шкива больше ведущего, то передача будет понижающая, если меньше – то повышающая. Если диаметры входа и выхода равны, то передача прямая. Изменение эффективного диаметра контакта происходит за счет изменения расстояния между конусами шкивов: одна часть шкива закреплена неподвижно, а вторая имеет возможность осевого перемещения.

Перемещение происходит за счет давления рабочей жидкости. Причем гидравлическое управление реализовано, как правило, только на ведущем шкиве, ведомый же изменяет свой диаметр за счет натяжения ремня и возвратной пружины. Таким образом, незначительно изменяя давления рабочей жидкости, можно изменять положение шкивов и эффективный диаметр контакта ремня, тем самым в достаточно широком диапазоне изменяя передаточное отношение в трансмиссии. И, что немаловажно, делать это бесступенчато и плавно. Именно в принципе работы вариатора заключаются все его основные преимущества и недостатки.

Тороидный вариатор

Принцип действия торового вариатора

Состоит из двух противоположно направленных конусовидных дисков (ведущий и ведомый), соединенных роликами. Последние, синхронно перемещаясь по изгибу дисков, изменяют передаточное отношение. При контакте роликов с ведущим диском по наибольшему радиусу, а с ведомым – по наименьшему, выполняется режим повышающей передачи. Для понижения передачи ролики смещаются в сторону ведомого вала. При центральном положении происходит прямая передача.

Цепной вариатор

Встречается менее редко, чем тороидный и является разновидностью клиноременного вариатора, в котором ремень CVT заменен на стальную цепь. Наиболее известным устройством подобного типа является вариатор Multitronic, которому посвящена наша отдельная статья.

Особенности конструкции CVT

Устройство вариатора

cvt

Конструктивно вариатор cvt состоит из следующих элементов:

  1. Клиноременная передача, состоящая из шкивов и ремня.
  2. Пакет фрикционных муфт или гидротрансформатор – предназначены для отсоединения трансмиссии от двигателя и обеспечения нейтральной передачи (наличие зависит от конкретной модели).
  3. Планетарный механизм – устройство, предназначенное для изменения направления вращения входного вала (режим заднего хода).
  4. Дифференциал – устройство для распределения крутящего момента на ведущие колеса автомобиля.
  5. Блок управления трансмиссией – электронная система, которая считывает данные с датчиков и передает соответствующие сигналы, меняющие режим работы вариатора. Ряд моделей cvt предусматривают возможность ручного переключения скорости при помощи настроек электронного управления. При этом переключение происходит ступенчато, аналогично АКПП. Также могут быть предусмотрены функции экономичного или спортивного режима.
  6. Храповик – устройство для блокировки движения во время стоянки (P-паркинг).
  7. Гидравлическая система.
  8. Датчики (скорости входного и выходного валов, температуры рабочей жидкости, положения селектора).
  9. Корпус.

Шкивами вариаторного механизма КПП управляет гидравлическая система, которая должна обеспечивать синхронное перемещение конусов или роликов бесступенчатой передачи. Она состоит из:

  • Гидравлического насоса;
  • Блока гидравлических клапанов;
  • Управляющих гидроцилиндров;
  • Фильтра.

Насос приводится во вращение от коленчатого вала двигателя и находится в постоянной работе, пока работает двигатель.

Рабочая жидкость CVT

Масло в вариаторах специально разработано для использования в бесступенчатых КПП. При рабочей температуре масла (от +60ºС до +70ºC) начинают проявляться его фрикционные свойства.

При повышенных скоростях автомобиля (более 150 км/ч) масло может перегреваться (температура более +80ºC), что уменьшает срок службы вариатора. Охлаждение масла в зависимости от модели может осуществляться за счет корпуса дополнительно установленного радиатора (маслоохладителя).

На корректность работы CVT также влияет давление масла и уровень масла. Снижение его уровня может привести к проскальзыванию ремня (цепи) и фрикционов.

Строение ремня и цепи

Строение ремня вариатора

Отдельного внимания заслуживают такие детали, как цепь и ремень вариатора. Последний представляет собой сборную металлическую ленту. Она состоит из нескольких тросов или полос (до 12 штук), которые скрепляются стальными пластинами (скобами) сложной формы.

Для защиты от износа и проскальзывания ремень имеет специальное покрытие. При работе вариатора ремень соприкасается с конусами шкивов краями пластин, что обеспечивает нужные толкающие свойства обеих сторон без потери гибкости и возникновения деформаций.

Обычные кожаные или силиконовые ремни имеют слишком малый срок службы, а потому в КПП не применяются. Ремень вариатора может заменить только стальная цепь (цепной вариатор), что также состоит из пластин, соприкасающихся со шкивами (конусами).

Вариатор в мировом автомобилестроении

В мировой практике вариаторы все чаще устанавливаются на современные автомобили. Очень популярен CVT в японском и немецком автомобилестроении.

Многие производители, разрабатывая новые модели бесступенчатых КПП, позиционируют их на рынке под собственными названиями, но сущность механизма, в целом, остается неизменной. Наиболее популярны следующие модели:

  • Для японских автомобилей – Multimatic (Honda), Multidrive (Toyota), Lineartronic (Subaru), Xtronic (Nissan);
  • Для немецких моделей – Multitronic (Audi), Autotronic (Mercedes-Benz);
  • В США вариаторы известны, как Durashift CVT или Ecotronic (Ford).

Отечественные автолюбители относятся к CVT довольно скептически. Это обусловлено рядом недостатков:

  • Передача крутящего момента в вариаторе происходит за счет силы трения, а потому их не используют в автомобилях с мощными двигателями;
  • Высокая стоимость обслуживания – дорогостоящее масло и фильтр;
  • Плохая ремонтопригодность;
  • Буксировать автомобиль, на котором установлен вариатор CVT, можно только на эвакуаторе, либо с помощью частичной погрузки ведущей оси.

Вместе с тем неоспоримы и преимущества вариатора:

  • Плавность движения;
  • Хорошая динамика разгона;
  • Экономичный расход топлива;
  • Простота конструкции;
  • Низкий вес;
  • Относительно невысокая стоимость.

Автомобили, на которых установлен вариатор CVT, в большей степени предназначены для передвижения по городу, где механизм полностью раскрывает свои плюсы, обеспечивая максимальный комфорт. Они стали хорошей альтернативой гидромеханической АКПП, хотя срок службы вариатора чуть ниже и редко превышает 150 000 км.

Источник https://mashinapro.ru/1728-variatornaya-korobka-peredach-preimuschestva-i-nedostatki.html

Источник https://techautoport.ru/transmissiya/korobka-peredach/korobka-peredach-cvt.html

Источник

Про admin

Проверьте также

Упрощённая Lada Granta Classic: в продаже от 675.900 руб.

На днях дилеры получили прайс-листы на автомобили 2022 модельного года. Производство Lada Granta возобновилось в ...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.