Как продлить жизнь вариатору
Для продления жизни коробки CVT владельцу необходимо соблюдать предписанный производителем регламент обслуживания трансмиссии: регулярно менять масло, проводить ревизию оборудования.
Нужно выдерживать правила езды, сводящие к минимуму износ узлов в машине. При первом признаке неисправностей провести диагностику в автосервисе. Помогут в этом мастера из «Центра по ремонту вариаторов №1». Получить дополнительную информацию или бесплатную консультацию можно по телефонам: Москва – 8 (495) 161-49-01, Санкт-Петербург — 8 (812) 223-49-01. Принимаем звонки из всех регионов страны.
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:
- Мотор прогревается, пока не заработает вентилятор охлаждающей системы.
- Выключаются все дополнительные электрические приборы.
- Включается ближний свет.
- Набирается скорость до 60 км/ч, отпускается «газ», автомобиль продолжает движение до стабилизации скоростного режима.
- Нажимается педаль тормоза, машина плавно останавливается, вариатор устанавливается в режим «Р».
- 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.
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.
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.
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.
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.
Плюсы и минусы вариатора
Любое устройство отличается достоинствами и недостатками, которые необходимо рассмотреть по отдельности. Вариатор наделен достаточным количеством преимуществ по сравнению как с механической, так и автоматической коробкой передач. К ним относятся следующие факторы:
Плавное ускорение, рывки полностью отсутствуют, автомобиль комфортно разгоняется и затормаживается, нет провалов при разгоне, коробка не задумывается при необходимости повысить обороты. Эффективное использование мощности двигателя. Это происходит благодаря плавной работе устройства, обороты всегда поддерживаются только комфортные для автомобиля
Это позволяет значительно сократить расход топлива
Неважно, каким ландшафтом обладает местность, по которой вы перемещаетесь. При повышении и понижении скорости водителю не приходится ничего делать, достаточно держать ногу на педали газа или убрать ее, при нажатии на тормоз обороты падают сразу
При подъеме в гору снижение скорости происходит плавное. Хорошая динамика разгона. Скорость набирается плавно, но при этом достаточно быстро. Это происходит за счет быстрого смещения механизмов и отсутствия дополнительных затрат времени на это. Несложное строение, обеспечивающее длительную эксплуатацию при правильном использовании. Ремонт и обслуживание обходится недорого за счет минимального количества деталей. Легкий старт даже при небольшом водительском стаже. Машина не заглохнет, не клюнет носом. Обучение на такой коробке передач самое простое. Легкий пуск в холодную погоду, вариатор не замерзает в холодную погоду.
Минусы
Теперь стоит поговорить о минусах, которые присущи данному типу устройств. К ним относят следующие особенности:
- Требуется более тщательное и частое техническое обслуживание, нежели автомобилям с другими видами трансмиссии. Наиболее слабым местом конструкции является ремень, состояние которого необходимо отслеживать, а при необходимости ремень требуется регулярно менять. В среднем процедура требуется каждые 50-60 тысяч км. АКПП, например, ходит без вмешательств около 100 000 км.
- Меньший срок службы вариатора относительно других типов коробки передач. Работает он также достаточно шумно.
- Не выносит высоких нагрузок, противопоказан резкий старт, буксирование другого автомобиля, использование авто с вариатором на серьезном бездорожье. Такую коробку нельзя применять в тяжелых условиях.
- При поломке трудно найти специалиста, который знает, как работать с данным видом устройств. Зачастую ремонт нецелесообразен, так как проще поменять CVT целиком. Стороннее вмешательство может вызвать массу проблем, поэтому ремонтировать такие коробки лучше у официалов или в проверенных мастерских.
- Некоторые модели работают с замедлением, на переключение тратится до 2 секунд.
- Работу вариатора сопровождает большое количество датчиков. Электроника может давать сбои. При отказе одного из датчиков работа коробки будет затруднена или невозможна, что значительно усложняет ее эксплуатацию.
Как ремонтируют вариатор
Ремонт вариатора требует обращения в специализированные СТО с опытными мастерами и необходимым оборудованием. Замена любых деталей в механизме невозможна без демонтажа и разборки агрегата.
Цена ремонта коробки CVT зависит от серьезности поломки. К примеру, минимальные расходы на промывку клапанов гидроблока и замену масла (а это обязательная процедура при техническом обслуживании) составят:
- от 6 тысяч рублей – на трансмиссионную жидкость;
- от 10 тысяч рублей – если потребуется замена клапанов;
- от 20 тысяч рубле – на смену гидроблока.
Замене подлежат ремни, подшипники и другие детали. Шкивы иногда можно восстановить. Но нередко приходится менять гибкую связь с дисками и подшипниковыми узлами. В результате стоимость такого ремонта сопоставима с полной заменой агрегата, что целесообразнее в плане надежности и долговечности трансмиссии.
Как правильно обслуживать авто с вариатором
Особенности вариаторной коробки передач предполагают следование определенным правилам со стороны владельца. Необходимо обеспечить:
- своевременную замену масла. Использовать марки смазки, предусмотренные изготовителем или аналоги с подтвержденными характеристиками;
- регулярную компьютерную диагностику – с целью выявления ошибок в работе механизма и электрооборудования;
- установку новых узлов взамен изношенных.
Владелец должен соблюдать регламент обслуживания, установленный изготовителем и указанный в руководстве по эксплуатации машины.
Чем отличается управление машиной с коробкой CVT от прочих?
Если робот (роботизированная трансмиссия) оборудована джойстиком, который и отвечает за включение нужных режимов, то вариатор ничем не отличается от обычной коробки-автомат, к которой мы все привыкли. Тем не менее, одна особенность все же существует. В некоторых автомобилях вариатору можно дополнительно задать режим, при котором не будет изменяться передаточное число (в этом случае устройство превратиться в обычную АКПП). Для некоторых водителей, которые в силу стереотипов не могут грамотно оценивать параметры при разгоне машины, такой вариант предпочтительнее. Дело в том, что при набирании скорости автомобилем с установленной автоматической коробкой двигатель увеличивает обороты постепенно. При работе вариатора силовой агрегат сразу набирает нужную скорость вращения, а далее изменяется только передаточное число. В результате этого мотор звучит чуть громче обычного, а водителю из-за одинакового количества оборотов ДВС трудно проследить динамику.
Вариатор ‒ преимущества и недостатки
С каждый днём всё больше и больше автомобилей оснащаются вариаторами, которые обладают порой очень и очень заманчивыми достоинствами не только для водителя, но и для экологии. Рассмотрим же основные преимущества и недостатки данного вида трансмиссии:
Преимущества:
- плавность хода: движение на автомобилях с вариаторами будет исключено от рывков и прочих неприятностей переключения передач;
- постоянное поддержание оптимальной мощности автомобиля;
- меньший расход топлива, как следствие использования оптимальной мощности;
- больший КПД трансмиссии, обусловленный малыми потерями мощности по сравнению с классическими автоматами;
- работа двигателя в наилучшем диапазоне оборотов;
- уменьшение вредных выбросов в атмосферу;
- нехитрая конструкция и меньший вес, нежели у обычных автоматов.
Как правильно ездить на машине с коробкой CVT
Чтобы продлить срок службы трансмиссии CVT, необходимо правильно пользоваться автомобилем с такой конструкцией коробки. Владельцу следует воздержаться от езды по бездорожью. Пробуксовка колес при езде по снегу или грязи сокращает ресурс механизма.
Не следует резко наезжать на препятствия, как можно реже переходить с режима D на R, чтобы снизить интенсивность износа узлов.
Не стоит использовать автомобиль в качестве тягача или перевозить прицеп, массой превосходящий установленные нормативы. Детальнее с особенностями езды на машине с вариаторной конструкцией трансмиссии можно ознакомиться в отдельной статье.
Альтернативный вариант
В некоторых автомобилях вариатор работает по другому принципу. В тороидальной трансмиссии нет ремня. Её основа — два конических шкива, которые устанавливаются на одной оси на расстоянии в пару сантиметров или даже миллиметров друг от друга. Они соединены роликами, вращающимися в вертикальной плоскости и поворачивающимися в горизонтальной.
Когда ролики смещаются вперёд, они соприкасаются с большим диаметром ведущего шкива и меньшим диаметром ведомого, позволяя получить понижающую передачу. Повернув их назад, можно получить повышающую передачу. Теоретически, такая конструкция должна была быть меньше, легче, прочнее и надёжнее клиноременных и цепных вариаторов. Но эксперименты компаний Mazda, Ford, Nissan, Jatco и Torotrak показали, что тороидальная трансмиссия оказалась очень дорогой в производстве и обслуживании. Из-за чрезмерно высокого трения в пятне контакта ей требовались сверхпрочные сплавы и масла, рассчитанные на работу при экстремально высоких температурах.
Как работает тороидальный вариатор
Глядя на схему тороидального устройства, может показаться, что оно не относится к механизмам вариаторного типа. Здесь отсутствует ременная передача, шкивы не перемещаются относительно друг друга (не сходятся и не расходятся), валы стоят неподвижно. Но, если проанализировать принцип действия данного механизма, получается, что он очень похож на классический вариатор:
- Ведущий диск вариатора прочно сидит на выходном валу двигателя внутреннего сгорания.
- Ведомый – передает вращение на приводной вал главной передачи.
- Ролики передают момент вращения от силового агрегата на ведомый диск.
- Передаточное число изменяется, в зависимости от угла наклона роликов и места контакта с дисками.
Благодаря двум степеням свободы, ролики вариатора могут крутиться вокруг своей оси, а также совершать наклоны в вертикальном направлении. В результате происходит их контакт с дисками на различных уровнях.
Что такое вариатор
Вариатор CVT (сокращение от Continuous Variable Transmission) — механизм, позволяющий изменять передаточное число трансмиссии без переходов между ступенями. В результате автомобиль плавно реагирует на изменяющиеся условия движения и сигналы водителя.
Изначально это устройство было изобретено Леонардо да Винчи в последние годы XV века. Но выдача официального патента на механизм была зарегистрирована гораздо позже, что негативно сказалось на внедрении этого принципа в технику.
В середине прошлого века на мотоциклах применялась вариаторная коробка передач. К концу века изобретение было востребовано в авиастроении.
Первый автомобиль, оснащенный вариаторной трансмиссией, сошел с конвейера в 1958 году на заводе DAF. Конструкция привода тех времен не отличалась надежностью. Резиновые ремешки быстро изнашивались, и корпус требовал ремонта.
Через некоторое время голландский инженер Хаб Ван Дорн применил гибкое стальное соединение, что повысило надежность механизма. Полноценное производство машин с такой компоновкой трансмиссии началось в 80-х годах прошлого века.
Современные технологии подразумевают использование новых износостойких материалов и специализированных смазочных материалов. Конструктивно усовершенствована конструкция агрегатов, оптимизированы гидравлические узлы и электроника, что позволило повысить производительность оборудования.
Как работает автоматическая КПП?
АКПП имеет два основных узла – гидротрансформатор, который работает, основываясь на нагнетании давления, способствующего переключению передачи, и редуктор. Именно из-за этого не требуется использовать механическое сцепление, которое водитель нажимает ногой. В рассматриваемом узле механическую часть выполняет не человек, а редуктор. Трансмиссия ступенчатая, каждая ступень имеет свою пару шестерней, находящихся в постоянном контакте.
При помощи редуктора регулируется усилие между шестернями. Кроме этого, коробка оснащена муфтами и фрикционными дисками, которые при движении растягиваются или сужаются, заставляя коробку переключаться в нужный момент.
Преимущества и недостатки вариатора
Для наглядности плюсы и минусы вариатора представим в виде таблицы.
| Преимущества | Недостатки |
| Плавность движения. Ускорение автомобиля происходит без рывков, которые характерны для КПП. Движение напоминает езду на электромобиле (например, Tesla) или электрическом подъемнике. | Вариатор невозможно установить на машины с мощными двигателями (от 220 л.с. и выше). Это связано с тем, что мощные двигатели оказывают значительное усилие на приводной ремень или ролик вариатора. |
| Высокий КПД. Благодаря ему значительно сокращается время передачи полезной мощности с двигателя на трансмиссию. Из-за этого автомобиль становится более динамичным при разгоне. Особенно это ощущается на скоростях от 50-60 км/ч и выше. | Высокая стоимость трансмиссионного масла. Кроме этого, вариатор очень требователен к его качеству. Поэтому, как правило, необходимо покупать только оригинальное масло, которое стоит значительно дороже бюджетных аналогов. |
| Значительная экономия топлива. Она становится возможной благодаря плавному набору скорости и торможению и более высокому КПД, чем у АКПП. | Наличие большого количества электроники и датчиков увеличивает вероятность поломки электронной системы управления вариатором. Как следствие, в результате даже незначительной поломки электроники вариатор может быть переведен в аварийный режим или попросту отключен. |
| Машина с вариатором является более экологичной вследствие меньшего расхода топлива (меньше выброс СО2). | Сложность ремонта. Зачастую при возникновении неисправностей возникает проблема с поиском автосервисов, занимающихся ремонтом вариаторов (особенно это актуально для небольших городов). Кроме этого, стоимость ремонта будет выше, чем у АКПП. |
| Щадящий режим работы. Выбор условий эксплуатации во многом выполняет электроника, которая выбирает оптимальные рабочие режимы с тем, чтобы уменьшить износ деталей и продлить срок их эксплуатации. | На машине с вариатором нельзя буксировать прицеп или другие транспортные средства, а также буксировать саму машину с выключенным двигателем. |
Помните, что на машине с вариатором нельзя буксировать прицеп или другие транспортные средства. Также нельзя буксировать саму машину с выключенным двигателем. Исключение составляет случай, когда вывешивается приводная ось.
Теперь для создания полноты картины перейдем к описанию преимуществ и недостатков автоматической трансмиссии. Это даст нам возможность определиться с выбором, что лучше — коробка-автомат или вариатор.
История бесступенчатой трансмиссии
Изобретателем вариатора считается Леонардо да Винчи. В его чертежах были найдены похожие механизмы, хотя долгое время им не могли найти практическое применение. Ситуация изменилась с появлением больших фабрик. В конце XIX века были запатентованы несколько конструкций вариаторов, которые использовались в металло- и деревообрабатывающих станках. Но даже в этой сфере они оставались редкостью — не существовало достаточно прочных материалов, способных обеспечить надёжность узла.
Коробка-вариатор в машинах появилась ещё в начале XX века. Эксперименты по использованию такой трансмиссии начались в 1910-х годах, но опытные образцы получались слишком ненадёжными и неэффективными. Первым серийным автомобилем с вариатором стала мелкосерийная модификация британского Austin 7, которая также собрала множество негативных отзывов.
К идее бесступенчатой трансмиссии вернулись в 1950-х годах. Итальянские, японские и корейские компании начали массовый выпуск мопедов и скутеров с вариатором. Практика показала, что при малых нагрузках коробка передач проходила десятки тысяч километров без существенных поломок. Идея автомобиля с вариатором витала в воздухе и за её реализацию взялась голландская компания DAF. Первая крупносерийная машина с бесступенчатой трансмиссией выпускалась с 1959 по 1963 год. Всего с конвейера сошли более 30 тысяч компактных седанов.
Вариаторы компании DAF были надёжнее довоенных экземпляров, и всё же они уступали привычным механическим и автоматическим коробкам передач. Ситуация изменилась лишь в середине 1980-х годов, когда появились сверхпрочные стали и лёгкие сплавы, а также электронные станки для прецизионной обработки этих металлов.
Компании Honda и Nissan начали эксперименты по замене гидромеханических коробок передач вариаторами. Чуть позже к ним подключились Audi, Toyota и Subaru. Бесступенчатую трансмиссию также можно встретить в автомобилях Jeep, Chevrolet, Fiat, Suzuki и других. Её доля на рынке постепенно растёт. Но говорить о настоящей революции, способной положить конец господству «автоматов», пока рано. Причины тому кроются в принципе действия коробки передач.
Что такое вариатор
Вариатор или CVT-коробка (continuously variable transmission) — это разновидность автоматической коробки передач, которая передает крутящий момент от двигателя к колесам при постоянных оборотах двигателя. Вариаторная коробка передач уникальна тем, что она является бесступенчатой: она позволяет переключать скорости не по ступеням, а очень плавно, постепенно увеличивая или уменьшая передаточное число по мере разгона или замедления автомобиля.
Вариаторная коробка позволяет переключать передачи разными способами:
- автоматически,
- вручную,
- по заданной программе.
Устройство вариатора
Рассмотрим схематичное устройство вариаторной коробки.
Вариаторная коробка передач состоит из:
- устройства для асинхронизации двигателя и коробки (используется в момент трогания с места);
- самго вариатора;
- устройства для обеспечения реверса (обычно это редуктор);
- электронного блока управления;
- гидронасоса.
Виды вариаторов
Существуют несколько разновидностей. Они отличаются между собой по своей конструкции.
Клиноременной механизм
Это самый распространенный агрегат. В основном он состоит из одной передачи, реже из двух. Такой вариатор имеет два шкива, которые между собой соединяются клиновидным ремнем. Один шкив ведущий, а второй ведомый. Вначале между ними закладывалась армированная резина, но затем ее заменили стальные пластины. Они способны передавать больший крутящий момент, обладают меньшим радиусом изгиба и долговечны.
Конструкция шкивов состоит из двух конусовидных половин, которые имеют уклон к оси вала. Эти конструкции при движении то отдаляются, то приближаются друг к другу. Ремень не что иное, как металлическая лента, имеющая покрытие. А также встречаются варианты, когда она состоит из тросов, они являются наиболее прочными.
Принцип действия
При раздвижении шкивов лента уходит внутрь, когда они сближаются — ремень приобретает форму клина. В последнем случае радиус шкива увеличивается, а вместе с ним становиться больше и передаточное число, а в предыдущем варианте все наоборот. В промежутках между этими состояниями ремень становится прямым. Для смещения шкивов используются пружины, а также центробежная сила, создаваемая гидравлическим приводом. Он управляется электроникой, которая способна создать оптимальные условия для бесперебойной работы мотора. Водитель выбирает режим, а она настраивает работу CVT. За счет этого происходит увеличение его ресурса, снижение износа и уменьшение использования топлива.
Клиноцепной вариатор
За счет использования цепи удалось уменьшить радиус изгиба, он может быть 25 мм, поэтому такой вид вариатора имеет больший диапазон передаточных чисел. Клиноцепной вид отличается от своих аналогов наибольшим КПД, но из-за этого имеет и самую высокую стоимость. Такой вариатор был впервые применен на моделях Audi.
Тороидный вид вариатора
Он не содержит ни цепи, ни ремня. Движение дисков, которые применяются вместо шкивов, происходит при помощи роликов, создающих крутящий момент между ними. Передаточное число меняется при смене положений роликов и изменением их радиусов, которые обкатывают диски. Их поворот осуществляется за счет определенных устройств. Они способны регулировать силу прижатия роликов к дискам. В каждом таком вариаторе автомобильные фирмы применяют свои устройства. Например, компания Ниссан в своем аппарате «X — Tronic» заложила гидравлический механизм, управляемый электроникой. Он перемещает ролики вверх и вниз на самые малые расстояния, а затем из-за сдвига они проворачиваются самостоятельно.
Такой вид вариатора применяется реже всех, но за ним будущее.
Новые виды вариаторов
Ежегодно производители автомобилей выпускают модели с бесступенчатой коробкой переключения скоростей. Причем характеристики его работы постоянно улучшаются, оборудование совершенствуется. Совсем недавно компании JATCO и Nissan выпустили общее изобретение — улучшенный вариатор с облегченной и уменьшенной конструкцией. CVT совместил в себе новую коробку и клиноременную систему. У этого аппарата очень хорошие показатели работы:
- Увеличенное число передач. Создатели расширили диапазон на 20 % (в сравнении с обычным CVT). Это позволяет автомобилю быстро разгоняться и сбрасывать обороты.
- Весит обновленный агрегат на 13 % меньше, чем его стандартный прототип.
- Имеет систему ASC, что позволяет компьютеру выбирать передаточное число, оптимально подходящее в момент разгона и остановки.
Учредители автокомпании «Порше» заявили, что в настоящее время проводят разработку по апгрейду CVT и улучшению принципа его работы. Они стараются поднять показатели комфорта во время езды, набора скорости и остановки. Хотят снизить объем потребляемого топлива, но в то же время увеличить коэффициент полезного действия. В планах у создателей — сделать такой тип CVT, принцип работы которого будет похож на восьмиступенчатую трансмиссию.
Усиленная работа над улучшением бесступенчатой коробки переключения скоростей подтверждает еще раз, что будущее за ней. Не исключено, что очень скоро вариатор станет альтернативой всем обычным КПП (автомат, механика и РОБОТ). Особый акцент производители автомобилей делают на его комбинированные модели, при которых работа двигателя будет самой идеальной, энергия будет сохраняться в специальном накопителе и тратиться только на передвижение транспортного средства.
Когда появился и чем обусловлено появление вариатора
Данная разработка была запатентована в 18 веке. Активно же применять её стали в 1950-1980-хх годах. Использовали в технике, не обладающей такой мощностью как легковой автомобиль (с электрогенераторами, в бензопилах, снегоходах, станках, швейных машинках). Для ТС потребовалось изобрести совершенно иной механизм бесступенчатой трансмиссии. И со временем инженеры решили эту задачу.
Впервые бесступенчатая трансмиссия была установлена на голландские автомобили DAF, сопоставимые с мототранспортом в 1958 году. Позже, в конце 70-х, патент «по наследству» перешёл к Volvo. Концерн попытался усовершенствовать «скромный» вариатор (пойти по этому пути было проще, чем перестраивать всё производство). Ресурса усовершенствованной модели CVT хватало лишь на 30 тыс. км пробега. Спустя годы концерн отказался использовать вариатор в своих автомобилях.
CVT-автоматическая коробка передач для DAF 55, шасси снято с рамы
В 80-х вариатор использовали на автомобилях Ford (модель Ford Fiesta), Fiat (модель Fiat Uno), Subaru. И лишь Субару удалось победить главный недостаток вариаторов – их недолговечность (концерн использовал вместо эластичного ремня в конструкции CVT, толкающий металлосодержащий). Компания Subaru оснастила многие автомобили трансмиссией CVT собственного производства и до сих пор поставляет свою разработку другим производителям.
В 90-х стали устанавливать вариатор и на автомобили класса С (т.е. среднего класса, до этого устанавливался на недорогих и практичных класса В). И всё благодаря непрекращающимся поискам более совершенной конструкции вариатора.
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
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
Эти виды вариаторов получили широкое распространение в автомобилестроении и других отраслях. Хотя тороидные трансмиссии не популярны из-за сложной конструкции и высокой стоимости.
Как правильно ездить на машине с коробкой CVT
Чтобы продлить срок службы вариаторной трансмиссии, необходимо правильно эксплуатировать автомобиль с данной конструкцией коробки передач. Владелец должен воздерживаться от выезда за пределы дороги. Пробуксовка колес при движении по снегу или грязи снижает срок службы механизма.
Не натыкайтесь на какие-либо острые препятствия, как можно реже переключайтесь с режима D на R, чтобы снизить скорость износа компонентов.
Нельзя использовать автомобиль в качестве тягача или перевозить прицеп, превышающий установленные нормы.
Разгонная динамика вариатора
Начните с драйва.
При нулевой скорости обороты двигателя находятся на уровне «холостого хода», 700-900 об/мин. При нажатии на педаль газа машина сначала «набирает обороты», еле двигаясь. Набрав обороты, машина начинает двигаться с постоянной тягой, без «дерганий» при переключении передач.
Я бы назвал этот режим «выстрел из рогатки». Те сначала подтягиваем резинку (набираем обороты двигателя), а потом постоянно разгоняем машину с постоянным тяговым усилием.
Соревнования по разгону: вариатор и «автомат».
Если поставить на соревнование две одинаковые машины, с вариатором и с классическим «автоматом» (со сцеплением), то после старта мы увидим следующую картину. Автомобиль с «автоматом» довольно резко тронется и начнет разгоняться, периодически «переезжая» на переключение передач. Автомобиль с вариатором потеряет мощность, как если бы водитель позже нажал на педаль газа. Но после этого машина начнет плавно и уверенно разгоняться и в какой-то момент обгонит «автомат».
Зачем заранее?
В первую очередь «автомат» при переключении передач срывает сцепление, в связи с чем тяга нестабильна. В этот момент двигатель не разгоняет автомобиль. Если среднее время переключения около 0,25с, то умножив на 4 интервала (с 1-й по 5-ю передачу), получим 1 секунду без привода. Для среднего автомобиля, который разгоняется до 100 км за 10-12 секунд, это почти 10% времени.
Во-вторых, при разгоне привод стабильно «держит» скорость двигателя в зоне максимального момента. Разгон автомобиля осуществляется за счет изменения передаточного числа трансмиссии. Классические инжекторные бензиновые двигатели очень «медленны» на оборотах ниже 3,5 т/мин. Его мощность просыпается в зоне 4,5-6,5 тысяч оборотов. Автомат хоть и старается поддерживать скорость в высоких зонах при активном разгоне, стрелка тахометра все же плавает в широком диапазоне частот, не всегда захватывая области наибольшего крутящего момента.
С какой скоростью вариатор разгонит машину?
Поскольку сам вариатор (точнее, его программа) определяет, когда прекратить увеличивать скорость и начать «давать тягу» колесам, то это один из самых важных вопросов при вождении данного типа автомобиля. «Старые» вариаторы всегда давали полный газ, заставляя двигатель «расти», даже если водителю требовалось лишь немного газа. Этот безусловный недостаток был исправлен в вариаторах нового поколения 2007-2010 гг.
При плавном нажатии на педаль газа трансмиссия лишь слегка набирает обороты, разгоняя автомобиль слабо, на малых оборотах двигателя. При достаточно сильном нажатии обороты сразу уходят в зону самого оптимального момента (в моей машине это 4,5 тонны оборотов) и тянешь, пока не ослабишь давление на педаль акселератора. При «кручении педалей до земли» коробка сразу устанавливает предел «красной зоны», то есть максимальный крутящий момент, и удерживает его до момента начала педали.
Таким образом, водитель управляет частотой вращения двигателя во время разгона скоростью нажатия на педаль акселератора. Это очень логично и понятно. Чем быстрее вы хотите ускориться, тем быстрее вы нажмете на педаль газа.
