Вариатор: что это такое?

Вариатор: что это такое?

Вариаторы или бесступенчатые КПП обладают огромным количеством плюсов, которые делают их популярными среди автолюбителей. С другой стороны, у таких механизмов есть немало и разочаровывающих водителей минусов. Потому, хотя такая трансмиссия применяется на серийных моделях уже много лет, она до сих пор является недостаточно проработанной даже самыми известными производителями авто. А тем, кто раньше никогда не применял такие механизмы, стоит познакомиться с особенностями их устройства и эксплуатации.

CVT: преимущества и недостатки

Перед рассмотрением особенностей механизма, стоит разобраться, что такое коробка вариатор. Принцип его работы впервые был изобретён несколько веков назад – ещё Леонардо да Винчи. А самыми простыми моделями сначала оборудовали мельницы, металло- и деревообрабатывающие станки. Вариаторными коробками комплектовались и первые машины ещё в середине 19 века, благодаря идее голландского инженера ванн Дорна. Первыми настоящими бесступенчатыми КПП комплектовались модели бренда DAF примерно в 1850-х.

Рассматривая преимущества вариаторных коробок, стоит назвать среди них:

  • Повышение динамики разгона. Машина набирает скорость заметно быстрее, чем модели с «механикой» или классическим «автоматом».
  • Экономичность. Потребление бензина или дизтоплива меньше по сравнению с автомобилями, которые комплектуются другими КПП.
  • Отсутствие зафиксированных ступеней, что позволяет избежать и рывков при переключении между ними, а также сделать ход автомобиля более динамичным.
  • Отсутствие перегрузок, повышающее ресурс силового агрегата.
  • Простота управления транспортным средством, благодаря которой CVT – идеальный вариант для начинающего водителя.

CVT: преимущества и недостатки

Есть у вариаторов и ряд недостатков, к которым относят:

  • сложность ремонта, требующую обязательного обращения при поломке к официальным дилерам производителя авто;
  • высокую стоимость ремонтных работ;
  • необходимость периодической (через 100‑150 тыс. км) замены цепи между шкивами, которая не только обходится недёшево, но и предлагается не в каждом сервисе;
  • сложную электронную систему, которая тоже обходится недёшево.

Кроме того, вариатор следует заправлять специальным и недешёвым маслом, которое непросто найти в продаже. Для автомобилей определённого производителя требуется своё масло. И, если не подбирать смазку правильно, коробка выйдет из строя раньше положенного срока.

Масло для CVT

Устройство вариатора

Список главных отличий механизма от других коробок передач начинается с плавного изменения крутящего момента в том диапазоне, в котором выполняется регулировка. При использовании других видов трансмиссии преобразования получаются ступенчатыми и появляются при разрыве потока мощности. Из-за этого движение автомобиля будет неравномерным.

Конструкция вариатора достаточно сложная – в его состав входят такие элементы:

  • приспособление, которое заменяет сцепление и обеспечивает вариатору такое положение, которое заменяет нейтральную передачу в других трансмиссиях;
  • сам вариатор;
  • механизм реверса, благодаря которому вращение может выполняться в другую сторону;
  • процессор и исполнительное устройство, управляющие работой механизма.

Устройство вариатора

Для передачи крутящего момента от двигателя к вариатору и разъединения потоков мощности применяются несколько вариантов автоматических сцеплений:

  • электромагнитное (с электронным управлением по технологии Hyper);
  • центробежное (Трансматик);
  • мокрое многодисковое (Мультитроник и Мультиматик);
  • гидротрансформаторное.

Одним из самых популярных вариантов считается гидротрансформатор. Именно его применяет для создания механизмов большинство производителей транспорта. Это позволяет усилиям плавно передаваться от силового агрегата, рывки отсутствуют, а ресурс устройства увеличивается.

Управление выполняется с помощью электронного блока, список задач которого включает:

  • изменение соотношения между двумя валами коробки (ведущим и ведомым) в зависимости от выбранного режима;
  • управление сцеплением;
  • обеспечение работы реверсивного механизма и редуктора.

гидротрансформатор

Процесс управления машиной с таким механизмом переключения передач ненамного отличается от аналогичных действий, но для транспортного средства с классическим «автоматом». Водитель выбирает нужный режим, а всё остальное выполняет электроника. Возможность фиксации передаточного отношения в коробке обеспечивает почти такие же возможности, которые предлагает обычная АКПП. Хотя у многих водителей возникают проблемы с восприятием факта увеличения скорости авто без изменения частоты оборотов коленчатого вала.

Виды вариаторов и принцип их работы

Автомобили могут выпускаться с двумя различными по конструкции типами механизмов. Первый – более популярный и распространённый клиноременной, у которого есть две модификации, с ремнём и цепью. Второй ‑ сравнительно редкий, но отличающийся высоким КПД тороидный.

Клиноременные CVT

Самый распространённый тип механизма, который чаще всего применяется при производстве современных автомобилей. Обычно в его состав входит одна передача, очень редко – две. У ведомого и ведущего вала есть шкивы, через которые проходит клиновидный ремень – раньше этот элемент делали из армированной резины, сейчас для этого применяется сталь.

Оба шкива являются конусами, стенки которых наклонены под углом до 70 градусов к оси вала. Взаимное перемещение этих элементов приводит к изменению радиусов и передаточного числа. Притом, что управляющее усилие, благодаря которому и смещаются конусы, обеспечивается пружинами, центробежной силой и давлением рабочей жидкости.

Принцип работы вариатора клиноременного типа основан на непрерывной подаче мощности. Это обеспечивает лучшие условия для работы мотора – обороты не меняются, независимо от режима движения, как при ускорении, так и при замедлении машины. Потребление бензина снижается, так же как и степень износа, а ресурс силового агрегата увеличивается.

принцип работы клинкерного вариатора

Есть у клиноременной передачи и серьёзный минус – такая система является одним из самых уязвимых элементов КПП. Ведь конструктивно она представляет собой несколько лент, соединённых друг с другом специальными пластинами. При работе возникает трение, с помощью которого усилия передаются по всей площади контакта поверхностей шкива и ремня. Но ресурс устройства редко превышает 30000‑40000 км, после чего ему необходим ремонт.

Ещё один вариант CVT – клиноцепной вариатор, в составе которого есть стальная цепь. Каждое её звено состоит из пластинок, соединённых друг с другом цилиндрическими втулками-осями, благодаря которым обеспечивается изгиб с минимальным радиусом. Передача усилий осуществляется путём контакта боковой части рабочего органа и поверхностей дисков. Правда, площадь соприкосновения получается небольшой, из-за чего увеличивается нагрузка на детали – потому их и делают только из прочной стали. С другой стороны, клиноцепные вариаторы отличаются от других конструкций более высоким КПД, что частично компенсирует их высокую из-за использования дорогих материалов цену.

Оба типа таких механизмов отличаются общей особенностью – их конструкция не предусматривает вращение в обратном направлении, что может понадобиться при движении автомобиля назад. Но выход из такой ситуации есть – для решения используют специальное приспособление типа планетарного шестеренчатого редуктора. Принцип его действия примерно такой же, как у аналогичного устройства классического гидравлического «автомата».

Особенности тороидальных вариаторов

В состав тороидальных автомобильных вариаторов входят два соосных диска – ведомый и ведущий. Их сечение представляет собой равнобедренный треугольник, боковые стороны которого одновременно являются частями окружности. Между дисками установлены два ролика, плотно прижатые к ним боковыми частями. Они подвижные и могут менять положение, благодаря синхронному раскачиванию вокруг перпендикулярных основному валу осей. В зоне такого контакта возникает трение, с помощью которого усилия передаются через ролики. Соотношение радиусов меняется, что приводит и к изменению (увеличению или уменьшению) частоты вращения ведомого вала.

Особенности тороидальных вариаторов

Такие вариаторные КПП часто устанавливаются на мощных заднеприводных автомобилях. Их механизм соединяется с понижающим редуктором планетарного типа. Потому, когда скорость автомобиля становится достаточно высокой, крутящий момент будет передаваться напрямую. Для переднеприводных моделей используют немного другой вариант трансмиссии, совмещенной с главной передачей и дифференциалом.

Принципы управления автомобилями с CVT

Руководствуясь опытом водителей, которые используют машины с вариаторными КПП, можно сделать вывод, что разные виды этих механизмов могут существенно отличаться. Иногда механизм работает долго и выдерживает сложные условия эксплуатации и нештатные ситуации. В других случаях, устройство может выйти из строя намного раньше предусмотренного производителем срока. Но есть несколько рекомендаций, придерживаясь которых, можно рассчитывать на длительный срок службы, снижение частоты поломок и обращений в автосервис.

Первое, что следует учесть водителю машины с CVT – как можно реже пользоваться режимом Off-road. Такой способ вождения впервые начал применяться на кроссоверах. Но, если применяется бесступенчатая КПП, от частого использования режима стоит отказаться – даже при его наличии на автомобиле. Повышение нагрузки и ухудшение условий эксплуатации выводит механизм из строя намного раньше положенного срока. Хотя такой режим отрицательно влияет и на другие детали и механизмы транспортного средства.

Следует отказаться и от пробуксовки – а, значит, водителю стоит как можно реже ездить по пересечённой местности и подниматься в гору при большом уклоне дороги. Всё это вызывает нагрев ремня и шкивов, потому заметно снижает ресурс механизма. Негативно влияют на CVT и попытки выбраться, если автомобиль застрял в песке, снегу или грязи. Резкие рывки повреждают ремни и цепи, приводя к появлению на их поверхности задиров, которые могут помешать ускорению автомобиля.

Принципы управления автомобилями с CVT

Опасными могут оказаться и нагрузки из-за ударения колёс о препятствия или потери электронной частью машины сигнала от сломанного датчика скорости. Из-за этого трансмиссия может перейти в аварийный режим работы, с промежуточным положением шкивов. А это заметно снижает срок службы входящего в состав трансмиссии ремня.

Водителям автомобилей с бесступенчатыми коробками лучше всего забыть о слишком резком начале движения. Такое высокое ускорение отрицательно влияет на работоспособность коробки. Хотя не менее опасны для него и длительные поездки на высокой скорости. Из-за этого детали перегреваются и ломаются чаще. В то же время не стоит ехать и слишком медленно, но в натяг – например, буксируя тяжёлый прицеп или преодолевая пересечённую местность.

Рассматривая особенности вариатора, стоит учесть невозможность начинать движение, если трансмиссия не прогрета. Температура трансмиссионной жидкости должна быть как можно ближе к её рабочему значению. Если это требование не соблюдается, повышается риск пробуксовки цепи или ремня, что может привести к повреждению шкивов и повреждению внутренних частей трансмиссии.

Не менее важным, чем предыдущие рекомендации, условием является необходимость контроля состояния смазки и радиатора, а также выбора правильного способа пробуксовки. Для таких коробок серьёзное значение имеет температурный режим, нарушение которого приводит к риску повреждения их деталей. Перед наступлением тёплого времени года стоит убедиться в отсутствии войлока на радиаторе охлаждения, а каждые 30000‑40000 км рекомендуется менять трансмиссионное масло.

Проверка вариатора при покупке б/у авто

Вариаторная коробка встречается на многих современных авто. Потому на вторичном рынке можно встретить немало машин с такой трансмиссией. Но для того, чтобы не разочароваться в такой покупке, сначала стоит проверить работоспособность отвечающего за переключение скоростей механизма.

1. Пробег транспортного средства

Расстояние, которое проехал автомобиль, важный критерий, на который стоит ориентироваться при покупке. Его нельзя назвать надёжным – иногда показания одометра получается искусственно занизить. С другой стороны, информация о пробеге хранится ещё и в ЭБУ силового агрегата, откуда её легко извлекут специалисты. Также стоит учесть, что данные о пройденном расстоянии можно извлечь специальным сканером из блока управления самого вариатора. А, значит, скрыть их от опытных специалистов не получится.

Пробег транспортного средства

2. Состояние трансмиссионной жидкости

К списку более надёжных показателей относятся характеристики смазки. Первое, на что обращают внимание – уровень жидкости. Его проверяют специальным щупом, когда механизм холодный, и после прогрева. Следующий параметр – цвет смазки, которая не должна быть тёмной. Если масло стало непрозрачным и потемнело, это говорит о тяжёлых условиях эксплуатации КПП или о несоблюдении рекомендованной периодичности замены материала. Стоит проверить и наличие в жидкости посторонних примесей. В смазке не должно быть ни комочков, ни сгустков, ни мелких частиц или прожилок, которые говорят о сильном износе CVT.

3. Крепёжные элементы

Проверка креплений и других элементов механизма позволяет определить, разбирали его раньше или нет. Стоит обратить внимание на потёртости, засечки и другие следы на поверхности крепежа. Если они есть, это показывает, что КПП разбирали, используя инструменты. И, хотя факт разборки не показывает, что в работе механизма есть проблемы в данный момент, стоит расспросить у владельца, для чего выполнялись такие работы.

Крепёжные элементы

4. История транспортного средства

При покупке стоит обязательно познакомиться с историей транспортного средства. В том числе – поискать таможенные документы, если его ввезли из-за рубежа. И запросить отчёт об обслуживании машины у официального представителя компании-производителя. Можно попробовать узнать историю транспортного средства с помощью её VIN-номера. Полученную информацию можно использовать для оценки состояния механизма, получения реальных данных о пробеге и периодичности замены смазки.

5. Пробная поездка

Проверку работоспособности трансмиссии стоит сделать во время поездки. Надёжность такой диагностики получается выше, чем при других способах диагностики. Ведь, если устройство работает нормально, движение с места начинается без заметных рывков и толчков, которые являются признаками заедания ремня. Ход набирается плавно, независимо от выбранного режима работы.

При проверке стоит обратить внимание на удары при изменении положения селектора, гул со стороны трансмиссии и рывки при нажатии на педаль акселератора. Машину рекомендуется тестировать при плавном и резком наборе скорости и при движении без переключения режимов.

Пробная поездка

6. Звук вариаторной КПП

При проверке автомобиля стоит прислушаться к звуку, который издаёт механизм. На холостом ходу его вообще не должно быть слышно – шум заглушается силовым агрегатом. Но, даже, если водитель замечает посторонние звуки, они должны быть тихими и равномерными. Важно, чтобы со стороны CVT не доносилось резких щелчков, подвывания или свиста.

Если водитель не знаком с нормальным звучанием механизма, стоит попробовать сравнить несколько разных автомобилей. Ещё лучше – если при таком сравнении будет присутствовать знакомый человек, который хорошо разбирается в теме. Потому что, если не определить неисправность при покупке, в будущем это может привести к преждевременному и дорогому ремонту.

Стоит учесть, что при покупке у незнакомых продавцов, в надёжности которых будущий владелец авто не уверен, обязательно проверяется не только КПП, но и другие элементы авто. Делать это тоже стоит при участии опытных проверенных специалистов. Хотя все предыдущие этапы проверки вариаторного механизма, не считая контроля звучания, водитель может выполнить самостоятельно.

Jun 22 2022
admin
Kia
Hyundai
Renault
Toyota
Volkswagen
Nissan
Skoda
Mercedes
Ford
Chevrolet
BMW
Lexus
Audi
SsangYong
Mitsubishi
Honda
Mazda
Volvo
Citroen
Peugeot
Opel