Коробка передач CVT — что это такое
Вариатор или CVT – это бесступенчатая коробка передач, конструкция которой имеет значительные отличия от трансмиссий других видов коробок передач. Давайте заглянем в недра CVT и узнаем, что это такое.
Бесступенчатые автоматические коробки передач окутаны мифами и страшилками. Кто-то ездит на них без проблем, а у других владельцев они серьезно и дорого ломаются. Являются ли проблемы CVT результатом влияния человеческого фактора или выход из строя при сравнительно небольших пробегах предопределен конструкцией? Плюсы и минусы вариатора — это один из самых главных вопросов, которые мы рассмотрим. Но сперва поговорим о его конструкции, непохожей на устройство механической и автоматической трансмиссии.
Устройство и принцип работы вариатора
Вариатор или CVT (Continuously Variable Transmission, то есть, «постоянно изменяющаяся передача») делает езду плавной, при этом вносит в процесс достаточно необычные и слегка непривычные моменты, к которым придется адаптироваться водителю, ездившему на машине с обычной автоматической коробкой передач. Дело в том, что традиционные агрегаты в лице механических и автоматических коробок передач, включая роботизированные, имеют фиксированные передачи. У вариатора все иначе — передач как таковых он не имеет, а передача крутящего момента в нем реализована благодаря трению в зоне контакта ременной передачи.
Основу конструкции составляют два вала со шкивами, соединенными между собой ременной передачей. Ведущий шкив соединен с коленчатым валом двигателя, а ведомый связан с элементами трансмиссии и от него происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса. При изменении оборотов двигателя диаметр шкивов увеличивается или уменьшается, что соответственно, меняет и передаточное отношение. Как правило, передача крутящего момента осуществляется клиновым ремнем (стальным ремнем, который в сечении имеет форму трапеции) или цепью. Вариаторы, как и автоматические гидромеханические коробки передач оснащены гидротрансформаторами, которые пусть и не повсеместно, но пришли на смену фрикционному сцеплению, сделав старт более плавным и без рывков.
Процесс управления контролируется электроникой. Для подбора оптимального режима работы бесступенчатой коробки передач она учитывает такие параметры как скорость движения автомобиля, обороты двигателя, положение педали газа и положение дроссельной заслонки.
Плюсы вариатора
Сильные стороны бесступенчатых коробок передач обусловлены его конструктивными особенностями. CVT обеспечивает сравнительно высокий уровень ездового комфорта, плавный разгон без задержек и переключений, а также относительно хорошую топливную экономичность.
Автомат или вариатор: что лучше и надежнее?
Автоматические трансмиссии на автомобилях зачастую называют одним общепринятым наименованием «автомат», однако по принципу действия и конструкции они могут кардинально отличаться друг от друга.
На сегодняшний день существует множество видов автоматических трансмиссий, однако на легковых автомобилях чаще всего применяют коробки передач трех типов: классические гидромеханические автоматические трансмиссии, роботизированные коробки передач, а также бесступенчатые вариаторы, которые часто обозначают аббревиатурой CVT.
Конструктивно все они отличаются и имеют как свои преимущества, так и недостатки. Однако раньше всех широкое распространение получили классические автоматы, которые уже больше 70 лет применяются на легковых машинах.
Следом широко начали устанавливать роботизированные трансмиссии, которые долгое время вызывали скепсис у автовладельцев из-за не очень надежной конструкции. Впрочем, с годами они модернизировались, и кризис недоверия к роботизированным коробкам передач был успешно пройден.
А сейчас все большее распространение на современных машинах начали получать бесступенчатые вариаторы, которые идут по пути, уже когда-то пройденному «роботами». Так что давайте разбираться, что собой представляет вариатор, как он работает, какие у него минусы и плюсы, а также насколько он надежнее и лучше в сравнении с классическим автоматом.
Что такое вариатор и как он работает?
Вариатор — это вид автоматической коробки передач, который передает крутящий момент от двигателя к колесам и способен плавно менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования. Изменение передаточного отношения может производиться автоматически, по заданной программе или вручную. В автомобилестроении такой тип трансмиссии также обозначают аббревиатурой CVT (Continuously Variable Transmission).
Фото: Олег Лозовой / РБК
Удивительно, но изобрели вариатор даже гораздо раньше, чем обычные «автоматы», но применяли его все же не на автомобилях. Патент на вариатор был выдан еще в конце XIX века и сначала он использовался для изменения скорости вращения валов на станках.
А первый автомобиль с таким типом трансмиссии появился лишь в 1950-х. Вариатор впервые начал устанавливаться серийно на автомобили марки DAF, которая в те годы производила не только грузовики, но и легковушки. Потом их начали устанавливать на некоторые модели Volvo, а конце 1990-х и начале 2000-х вариатор c фирменном наименованием Tiptronic использовался на младших седанах Audi. Но по-настоящему широкое распространение вариаторы получили лишь сейчас.
Вариаторы бывают нескольких типов: клиноременные со шкивами переменного диаметра, цепные, тороидальные. Первый тип — самый распространенный. Так что рассмотрим, как он устроен и работает.
Автомобиль, оборудованный такой трансмиссией, на первый взгляд ничем не отличается от машин с обычным автоматом — педалей всего две, и рычаг переключения режимов трансмиссии с положениями P, R, N, D, схожий с машинами с традиционной АКП. Но работает вариатор совершенно по-другому, а именно в нем нет фиксированных передач. Изменения передаточного отношения происходит не «переключениями», а плавно и незаметно, благодаря ремню или цепи, который в разных положениях вращается по специальным коническим шкивам.
В зависимости от диаметра шкивов в месте вращения ремня или цепи меняется и передаточное отношение и изменяется скорость вращения и крутящий момент выходного вала, который дальше передает тягу на приводы и колеса. Поэтому при работе вариатора нет толчков при трогании с места, и тем более нет никаких «переключений передач».
Плюсы и минусы вариаторов
Большинство современных автомобилей с автоматической трансмиссией имеют коробки следующих типов: гидромеханические коробки, оботизированные коробки, бесступенчатые коробки или вариаторы. В этой стать мы поговорим о том, как ездить на вариаторе, что он из себя представляет и какие имеет преимущества.
Что такое вариатор
Большинство современных автомобилей с автоматической трансмиссией имеют коробки следующих типов:
- гидромеханические коробки — наиболее распространённые;
- роботизированные коробки — устанавливаются на автомобили премиум-класса;
- бесступенчатые коробки или вариаторы — устанавливаются в авто премиум-класса японскими и некоторыми европейскими автопроизводителями, в России встречаются довольно редко.
Поговорим о том, как ездить на вариаторе, что он из себя представляет и какие имеет преимущества.
Что такое вариатор: достоинства и недостатки
Вариатор (CVT, бесступенчатая коробка передач) — специальное устройство, которое передаёт крутящий момент от двигателя колёсам с максимально плавной заменой передаточного отношения.
Как же работает вариатор на автомобиле? Система работы бесступенчатой коробки довольна проста, её основные принципы разработал ещё Леонардо да Винчи. В жизнь они были претворены в середине прошлого века, однако массовое производство авто с вариаторами началось около 15 лет назад.
Разберёмся, как устроен вариатор. В отличие от других автоматических коробок, в вариаторе нет фиксированных передач — он оборудован специальным ремнём или цепью, которая крутится по коническим шкивам. Изменение передаточного отношения, скорости вращения и крутящего момента выходного вала зависит от диаметра шкивов в определённом месте вращения ремня. По этой причине движение на автомобиле с вариатором происходит максимально комфортно, без толчков и рывков. Это важнейших плюс коробки.
Другое неоспоримое преимущество таких авто — экономичность: расход топлива на 15-20% меньше. Это особенно ощутимо при езде на большие расстояния.
Машины с подобным оснащением разгоняются значительно быстрее автомобилей с обычными автоматами или механикой — на переключение передач не тратится ни секунды, поскольку их просто нет.
Кроме того, автомобили с бесступенчатыми коробками более экологичны: они выделяют в атмосферу значительно меньше вредных веществ, чем авто с другими КПП.
Однако не обошлось и без недостатков:
- Авто с вариаторами нуждаются в частой и дорогостоящей замене масла.
- Бесступенчатые коробки могут быть установлены только на машины с мощностью до 220 лошадиных сил.
- Грубая эксплуатация и агрессивный стиль вождения приводят к быстрому выходу вариатора из строя.
- Ремонт крайне дорогой, не каждый специалист обладает достаточной компетенцией.
- Обслуживание машины на 10-15% дороже чем обслуживание авто с обычным автоматом.
Как пользоваться вариатором и обслуживать его
Как и в автомобилях с классическими АКПП, в машинах с CVT нет педали сцепления, а режимы управления аналогичны:
- паркинг (остановка);
- драйв (движение);
- нейтраль (в основном стоянки на наклонной плоскости);
- лоу (движение в сложных условиях и при буксировке);
- спортивный режим (для максимально быстрого разгона);
- экономичный режим (для размеренной плавной езды).
Бесступенчатую коробку также следует регулярно «заправлять» трансмиссионным маслом. Однако для вариатора следует использовать специальные составы для качественной смазки трущихся поверхностей и предотвращения их проскальзывания.
Если пропустить время замены масла, ремень вариатора будет скользить по дискам и деформировать их, что приведёт к выходу коробки из строя. Автопроизводители настоятельно рекомендуют покупать конкретную смазку, «заточенную» под определённую коробку. Производить замену масла нужно через каждые 25-30 тысяч километров.
Распространённые проблемы
Главная и, пожалуй, единственная проблема CVT — низкая износостойкость по сравнению с обычными автоматами или механикой. Производители указывают срок бесперебойной работы бесступенчатых коробок в 200 тысяч километров. Однако при эксплуатации в условиях бездорожья и холодного климата, характерных для России, коробки начинают «барахлить» и через 150-180 тысяч километров пробега. Особенно часто с такой проблемой сталкиваются автомобилисты, покупающие машину с рук.
Наиболее распространённые поломки бесступенчатых коробок:
- Разлом шлицов маховика — опытный мастер быстро устранит поломку;
- Плавают обороты — подобное происходит при забитой топливной системе или испорченных свечах, но проблема устранима;
- Деформация и последующий разрыв ремня — самый неприятный и затратный вариант, при котором запчасть необходимо менять полностью.
Профессионалы сходятся в едином мнении: чтобы продлить жизнь авто с вариатором и поберечь свои нервы, необходимо своевременно менять масло и использовать жидкость, рекомендованную автопроизводителем. Также не следует лихачить на дорогах. По возможности лучше перейти на спокойный тип вождения с плавным разгоном и торможением.
В AutoMD работают с машинами любого типа и знакомы с вариаторами не понаслышке. Если ваша машина непредсказуемо ведёт себя на дороге — пришло время технического осмотра. Мы ждём вас и всегда рады помочь!
Сопутствующие услуги:
Пять причин, почему не стоит покупать автомобили с вариатором
Вариаторные коробки передач в последнее время набирают популярность. Ведь, во-первых, такие трансмиссии обходятся автопроизводителям дешевле, чем гидромеханический «автомат». Во-вторых, они имеют сопоставимые с механическими и автоматическими коробками габариты, так что нет проблем с интеграцией. В плюсах также плавный набор скорости.
Ведь крутящий момент от двигателя передается через ремень (реже — пластинчатую цепь), который скользит по конусообразными шкивам, меняя таким образом соотношение их оборотов. Как правило, машины с вариаторами дадут аналогам с «автоматами» фору также и по расходу топлива, поскольку обороты здесь всегда находятся в оптимальной зоне для данного режима движения. Однако не секрет, что вариаторные трансмиссии имеют также и недостатки. Давайте разберемся, какие.
Не любят нагрузку
Не секрет, что вариаторные коробки передач очень не любят резкие перепады в подаче тяги, которые провоцируют пробуксовку.
Скажем, движение по скользким поверхностям, например, подъеме по мокрому гравийному склону, равно как буксование в снегу и грязи способствует повышенному износу элементов вариатора. Столь же серьезно жизнь вариаторной коробке сокращают резвые старты со светофоров, провоцирующие задиры на трущихся элементах ремня и на рабочих поверхностях конусов.
Правда и то, что ситуацию улучшило внедрение в конструкцию вариаторной коробки гидротрансформатора. Так удалось минимизировать скачки тяги на старте и снизить вероятность пробуксовки. Вариаторы с гидротрансформатором устанавливаются, к примеру, на новые кроссоверы Renault и Nissan.
Монотонное ускорение
Ускорение у машин с вариаторами происходит чрезвычайно плавно, линейно, без выраженного подхвата. При этом на большинстве моделей двигатель при резком разгоне машины еще и характерно завывает на одной ноте, что усиливает ощущение монотонности набора скорости.
Автопроизводители знают об этой особенности, в связи с чем многие из них снабжают такие трансмиссии функцией имитации или виртуального переключения передач. Вы меняете такие передачи рычагом селектора, как в машинах с «автоматами» и «роботами». В некоторых (но далеко не всех) моделях ручной алгоритм позволяет, к примеру, задействовать торможение двигателем на затяжном спуске.
Обслуживать дороже
Уже описанные особенности вариаторной трансмиссии предопределили и еще одно ее отрицательное качество — такую коробку нужно чаще обслуживать, соответственно, возрастут эксплуатационные расходы. Прежде всего нужно менять смазывающий состав в как минимум раз в 60 000 км, а лучше — даже раньше.
На ТО необходимо также очищать узел от продуктов износа и менять фильтр. В противном случае стальная пыль от конусов и микрочастицы, отслоившиеся от ремня или цепи, оставят систему без давления жидкости. Из-за этого валы не смогут нормально зажать или разжать ремень, он начинает пробуксовывать. Это чревато его быстрым износом или даже обрывом. В последнем случае он разлетается по всей коробке, оставляя колоссальные разрушения.
Сложный и дорогостоящий ремонт
Конструктив вариаторной коробки, как известно, сложный, соответственно, ремонтом занимаются за редким исключением официальные дилеры, что не дешево. Так что если вы сломались вдали от цивилизации — могут быть проблемы. Причем ситуация усугубляется тем, что буксировка с выключенным двигателем приведет к еще более серьезной поломке вариатора.
Исключением является транспортировка с вывешенной ведущей осью или на эвакуаторе. Заметим также, что у всех вариаторов сложная электроника, при выходе ее из строя дорога опять-таки к «официалам». При ремонте и замене механических деталей, как правило, удается уложиться в сумму от 50 тыс. до 100 тыс. рублей. За эти деньги вам заменят ремень или цепь, отшлифуют или заменят конусы, установят новые подшипники и проверят клапаны насоса.
Мало того, что обездвиженные машины с вариатором нужно буксировать с особой осторожностью. Они сами не очень подходят для того, чтобы тянуть за собой прицеп или другой автомобиль.
Данная трансмиссия рассчитана на определенные нагрузки, читай, не может выдерживать длительных повышенных нагрузок. В противном случае возможны как механические поломки вариатора, так и его перегрев. В последнем случае возможны механические изменения в клиноременном агрегате, сбоям в его работе, появлению большого количества металлической стружки и ухудшению свойств смазочного материала.
Но все же непродолжительная буксовка при своевременном уходе за системой допустима. К тому же у большинства современных автомобилей с вариатором на «приборке» имеется индикатор, сигнализирующий о перегреве системы.