Что такое cvt коробка передач: особенности и принцип работы

Что такое cvt коробка передач: особенности и принцип работы

Коробка передач CVT — что это такое?

При покупке современного автомобиля многие задаются проблемой выбора коробки передач. Если механическая и автоматическая трансмиссии используются в автопроизводстве уже долгие годы и хорошо известны всем автолюбителям, то CVT коробки появились на машинах относительно недавно и незнакомы многим автомобилистам. Так что такое коробка передач cvt: каков ее принцип работы, в чем недостатки и преимущества?

Принцип работы коробки передач CVT

Название коробки передач CVT – это ничто иное, как аббревиатура от английского словосочетания Continuously Variable Transmission, что дословно можно перевести, как непрерывно изменяющая передачи. Такой механизм еще называют вариатором или бесступенчатой трансмиссией. Основное отличие от других видов коробок заключается в отсутствии конечного числа фиксированных положений с разными передаточными числами.

Читайте также: Чем отличается вариатор от автоматической коробки и что лучше.

Строго говоря, вариатор уже давно использовался на различных технических устройствах и транспортных средствах. К ним можно отнести: бензопилы, снегоходы и некоторые станки. Вся эта техника не обладает той мощностью, которая есть у автомобиля, и вариаторы в ней не подвергаются большим нагрузкам. Для установки на современные машины нужен был совершенно иной тип механизма, который был бы способен справляться с поставленными задачами. В результате долгих поисков, инженеры решили эту задачу.

Современная бесступенчатая трансмиссия представляет собой два шкива, соединенных между собой ременной передачей. Ремень изготовлен из сверхпрочных металлических сегментов клиновидной формы, нанизанных на жгут из износостойкого металла. Ведущий шкив соединен с коленчатым валом двигателя, а ведомый через приводные валы с колесами автомобиля. Это самая простая из всех конструкций КПП. При изменении оборотов двигателя и других параметров, диаметр ведущего шкива тоже изменяется, натягивая или ослабляя клиновидный ремень, что приводит к изменению передаточного числа. Размер ведомого шкива также не постоянен, но только за счет инерции и установленных в нем пружин. Всем этим процессом руководит «умная «электроника».

Вариатор в разрезе

Благодаря такому нехитрому устройству, трансмиссия, оборудованная вариатором, позволяет добиться абсолютной плавности хода, независимо от скорости оборотов коленчатого вала. Коробка передач CVT лишена такого понятия, как передача. Передаточное число при движении автомобиля меняется каждую секунду. При этом электроника выбирает оптимальные его параметры с большой точностью. Эти свойства коробки передач породили определенные особенности поведения автомобиля с CVT трансмиссией. Некоторые из них являются преимуществами данного вида трансмиссии, другие ее недостатками.

Основный достоинства и недостатки коробки передач CVT

Принцип бесступенчатости позволил добиться тех положительных результатов, к которым стремились инженеры, создавая вариатор для автомобиля. К ним можно отнести следующее:

  • Набор скорости автомобилем происходит очень плавно, рывки и «провалы» отсутствуют.
  • Разгон до необходимой скорости происходит значительно быстрее из-за отсутствия необходимости переключения передач.
  • Выгодное отличие от механической коробки в плавности движения с места и невозможности заглохания двигателя в пробках или на светофоре.
  • Наличие всего двух педалей для управления автомобилем.
  • Экономичность и отсутствие шума при разгоне.
  • Более динамичный разгон и плавность хода, чем у автомобиля с автоматической коробкой передач.
  • Сниженное количество выбросов в атмосферу вредных веществ.

При всех своих преимуществах, вариатор пока не пользуется большой популярностью у водителей, так как они относятся к нему с некоторой опаской. Причиной тому служат следующие недостатки:

  • Невозможность длительного движения автомобиля, оборудованного бесступенчатой трансмиссией, на максимальной мощности и на предельных оборотах.
  • Большая прихотливость агрегата. Замена фильтров и масла производится каждые 30 000 километров.
  • Использование для смазки дорогостоящей жидкости, влияющей на долговечную работу ремня.
  • Грубый, интенсивный стиль вождения, с резкими движениями и экстренными торможениями, может вывести вариатор из строя.
  • Только автомобили, оборудованные двигателями мощностью до 220 лошадиных сил, могут оснащаться коробкой передач CVT.
  • Дорогостоящий ремонт такой коробки вкупе с дефицитом разбирающихся в ней специалистов, добавляет ей минусов.
  • Сложность электронной системы управления приводит к тому, что повреждение хотя бы одного датчика дестабилизирует работу всей коробки.

Как видно из перечисленных преимуществ и недостатков, сделать выбор в пользу бесступенчатой трансмиссии можно только определившись с тем, что для нас важно в автомобиле, какой стиль вождения для нас приемлем.

Видео о CVT

Коробка передач CVT – что это такое?

Смотрите также

Характеристики Декстрон 2 и 3 — в чем отличия

Присадки в АКПП

Неисправности гидротрансформатора АКПП

Дергания и пинки АКПП

Неисправности коробок передач

Что такое коробка CVT, и чем она отличается от традиционной трансмиссии?Такой вопрос может заинтересовать как уже существующих автовладельцев с данным видом передачи крутящего момента так и будущих. Данный тип коробки передач подразумевает отсутствие фиксированных передаточных чисел. Это дает плавность хода, а также позволяет использовать двигатель в оптимальных режимах. Другое название такой коробки — вариатор. Далее рассмотрим плюсы и минусы коробки передач CVT, нюансы ее использования, а также отзывы автомобилистов, уже являющихся владельцами машин с бесступенчатой трансмиссией.

Определение

Аббревиатура CVT (Continuously Variable Transmission — англ.) переводится как «постоянно изменяемая передача». То есть, ее конструкция подразумевает возможность плавного изменения коэффициента передачи между ведущим и ведомым шкивами. Фактически это означает, что коробка CVT обладает множеством передаточных чисел в определенном диапазоне (границы диапазонов задают минимальный и максимальный диаметры шкивов). Эксплуатация вариатора во многом схожа с использованием автоматической коробки передач. Об их отличиях вы можете почитать отдельно.

На сегодняшний день существуют следующие типы вариаторов:

  • лобовые;
  • конусные;
  • шаровые;
  • многодисковые;
  • торцовые;
  • волновые;
  • дискошариковые;
  • клиноременные.

Самым распространенным типом коробки CVT является фрикционный клиноременной вариатор. Это обусловлено относительной простотой и надежностью его конструкции, а также удобством и возможностью использования в автомобильной трансмиссии. На сегодняшний день преобладающее большинство автопроизводителей, выпускающих машины с коробкой CVT, используют именно клиноременные вариаторы (исключение составляют некоторые модели “Ниссан” с коробкой CVT тороидального типа). Далее рассмотрим конструкцию и принцип действия клиноременного вариатора.

Работа коробки CVT

Клиноременной вариатор состоит из двух основных частей:

  • Трапециевидный зубчатый ремень. Некоторые автопроизводители вместо него применяют металлическую цепь или ремень из металлических пластин.
  • Два шкива, образованных конусами, направленными друг к другу остриями.

По мере того, насколько близко находятся друг к другу соосные конусы, диаметр окружности, которую описывает ремень, уменьшается или увеличивается. Перечисленные части являются исполнительными механизмами CVT. А управляет всем электроника на основе информации, поступающей от многочисленных датчиков.

Принцип работы вариатора

Устройство бесступенчатой CVT трансмиссии

Так, если диаметр ведущего шкива будет максимальным (его конусы будут расположены максимально близко друг к другу), а ведомого минимальным (его конусы максимально разойдутся), то это означает, что включена самая «высокая передача» (соответствующая 4-ой или 5-ой передаче в традиционной трансмиссии). И наоборот, если диаметр ведомого шкива будет минимальным (его конусы разойдутся), а ведомого максимальным (его конусы сомкнутся), то это соответствует «самой низкой передаче» (первой в традиционной трансмиссии).

В связи с проектными особенностями конструкции вариатор можно использовать лишь на сравнительно небольших машинах (с мощностью двигателя до 220 л.с.). Это связано с большими усилиями, которые испытывает ремень во время работы. Процесс эксплуатации автомобиля с трансмиссией CVT накладывает некоторые ограничения на водителя. Так, нельзя резко стартовать с места, долго ехать на максимальной или минимальной скорости, буксировать прицеп, ездить по бездорожью.

Плюсы и минусы коробок CVT

Как и всякое техническое устройство, вариаторы имеют свои преимущества и недостатки. Но справедливости ради необходимо учесть, что в настоящее время автопроизводители постоянно совершенствуют эту трансмиссию, поэтому со временем картина наверняка изменится, и недостатков у вариаторов будет меньше. Однако на сегодняшний день коробка передач CVT имеет следующие плюсы и минусы:

Преимущества Недостатки
Вариатор обеспечивает плавность набора скорости без рывков, характерных для МКПП или АКПП. Вариатор сегодня устанавливают на машины с мощностью двигателя до 220 л.с. Это связано с тем, что очень мощные моторы оказывают чрезмерное воздействие на приводной ремень (цепь) вариатора.
Более высокий коэффициент полезного действия. Благодаря этому экономится топливо, а мощность двигателя быстрее передается на исполняющие механизмы. Вариатор очень чувствителен к качеству трансмиссионного масла. Как правило, необходимо покупать только оригинальные качественные масла, которые гораздо дороже их бюджетных аналогов. Кроме этого, менять масло надо чаще, чем в традиционной трансмиссии (примерно через каждые 30 тысяч километров пробега).
Значительная экономия топлива. Она становится результатом высокого КПД и плавного набора оборотов двигателя и скорости (в традиционной трансмиссии значительный перерасход происходит во время переключения передач). Сложность устройства вариатора (наличие “умной” электроники и большого количества датчиков) приводит к тому, что при малейшей поломке одного из многочисленных узлов вариатор будет автоматически переведен в аварийный режим или выведен из строя (принудительно или аварийно).
Высокая экологичность, которая является результатом меньшего расхода топлива. А это означает, что машины, оборудованные вариатором, удовлетворяют современным высоким европейским требованиям экологичности. Сложность ремонта. Зачастую даже незначительные проблемы с эксплуатацией или ремонтом вариатора способны привести к ситуации, когда трудно найти мастерскую и специалистов по ремонту этого агрегата (особенно это актуально для небольших городов и поселков). А стоимость ремонта вариатора куда выше, чем традиционных МКПП или АКПП.
Электроника, которая управляет вариатором, всегда выбирает оптимальный режим работы. То есть, трансмиссия всегда работает в наиболее щадящем режиме. Соответственно, это положительно сказывается на износе и сроке эксплуатации агрегата. На машине с вариатором нельзя буксировать прицеп или другое транспортное средство.

Возможные проблемы эксплуатации

На практике владельцы автомобилей, оборудованных трансмиссией CVT сталкиваются с тремя основными проблемами.

    Износ подшипников конусов. Причина этого явления банальна — попадание на рабочие поверхности продуктов износа (металлической стружки) или мусора. О проблеме автовладельцу расскажет появившийся гул, доносящийся из вариатора. Это может случиться на разных пробегах — от 40 до 150 тысяч километров. По статистике, этим очень грешит Nissan Qashqai. Чтобы избежать такой проблемы необходимо регулярно проводить замену трансмиссионного масла (в соответствии с рекомендациями большинства автопроизводителей это нужно делать через каждые 30. 50 тысяч километров пробега).

Редукционные насос и клапан

Дополнительные сведения о вариаторе

Многие специалисты считают, что коробка передач CVT (вариатор) — это наиболее совершенный вид трансмиссии на сегодняшний день. Поэтому есть все предпосылки к тому, что вариатор постепенно вытеснит АКПП, как последняя уверенно вытесняет МКПП со временем. Однако, если вы решите купить машину, оборудованную вариатором, то вам необходимо помнить следующие важные факты:

  • вариатор не предназначен для агрессивного стиля езды (резкого набора и сброса скорости);
  • на машине, оборудованной вариатором, категорически не рекомендуется продолжительное время ехать на предельно малых и предельно высоких скоростях (это приводит к значительному износу узла);
  • ремень вариатора боится значительных ударных нагрузок, поэтому рекомендуется ездить лишь по ровной поверхности, избегая проселочных дорог и бездорожья;
  • в вариаторе обязательно необходимо своевременно менять трансмиссионное масло (а использовать лишь качественное оригинальное масло).
Читать еще:  Снятие и замена передних амортизаторов ваз 2107

Перед покупкой машины с коробкой CVT вам необходимо быть готовым к условиям ее эксплуатации. Она обойдется вам дороже, однако это стоит того удовольствия и комфорта, который предоставляет вариатор. Тысячи автомобилистов на сегодняшний день пользуются вариаторной трансмиссией, и их количество только растет.

Отзывы о CVT коробке передач

Напоследок мы собрали для вас реальные отзывы владельцев автолюбителей, чьи машины оборудованы вариатором. Представляем их вашему вниманию с тем, чтобы у вас сложилась максимальная четкая картина о целесообразности выбора.

Положительные отзывы Отрицательные отзывы
К вариатору надо привыкнуть. У меня было субъективное впечатление, что как только отпустишь газ, то машина останавливается гораздо быстрее чем на автомате (скорее всего так, торможение двиглом происходит). Вот это мне было необычно, я люблю до светофора докатываться. А из плюсов — на двигле 1.5 динамика чумовая (не по сравнению с Супрой, а по сравнению с обычными машинами с 1.5) и расход топлива небольшой. Все кто хвалят вариатор, никто не может вменяемо объяснить, чем он лучше современной, тоже плавной 6-7ми ступенчатой настоящей гидромеханики, т.е ответ прост ничем, даже хуже (написано выше в статье). Просто эти люди купили вариатор не потому, что он лучше автомата, а потому, что тот авто, который они решили купить не шёл с настоящим автоматом.
Вариатор экономичнее автомата (сравниваю не с селикой а с любой другой машиной с движком 1.3 Вариатор не вселяет надежд. Интересная, конечно, разработка. Но, учитывая, что весь мировой автопром уходит от улучшения надёжности в современных агрегатах, то от от вариков (впрочем, как и от роботов) ничего ждать не приходится. Разве что переходить на потребительское отношение к авто: купил, 2 года покатался по гарантии, слил, купил новую. К чему нас и ведут, собственно.
Плюсы — более быстрый и уверенный разгон по сравнению с автоматами и механикой ( если на механике не мастер спорта по автогонкам). Экономичность.( Фит-5,5 л, Интегра-7 л, обе по трассе) Зачем нужен вариатор, когда давно изобретён «классический» автомат — плавный и супернадёжный? Напрашивается только один вариант — чтобы уменьшить надёжность и наварится на продаже з/ч. И так типа, 100тыс. машина проехала — всё, пора на помойку.
Прошлую зиму ездил на цивике с вариатором, никаких проблем на гололеде не было. Вариатор действительно экономичнее и динамичнее автомата. Главное чтобы он достался тебе в хорошем состоянии. Ну а немного более дорогое обслуживание это плата за удовольствие от вождения Короче, вариатор = геморрой, маркетинговая мулька для одноразовых автомобилей.
Седьмой год на вариаторе — полет отличный! Старый автомат надежен как ак47, нафик эти варики

Как видите, большинство людей, хотя бы один раз попробовавших ездить на вариаторе, по возможности не отказываются далее от этого удовольствия. Однако выводы делать лишь вам.

Итоги

Вариатор хотя и более сложный и дорогой в обслуживании, но все же на сегодняшний день является самой лучшей трансмиссией для машин с двигателем внутреннего сгорания. А со временем цена на автомобили, оборудованные им, будут лишь снижаться, а надежность такой системы расти. Поэтому описанные ограничения будут убраны. Но на сегодняшний день не забывайте о них, и используйте автомобиль в соответствии с рекомендациями производителя, и тогда коробка СВТ будет также долго служить верой и правдой как и сам автомобиль.

Вариатор как особый вид АКПП

Вариативная или бесступенчатая автоматическая коробка передач, еще недавно считавшаяся диковинкой, все чаще предлагается в современных модификациях моделей. Так, установка вариатора часто присутствует в новых автомобилях Ауди, Ниссан, Тойота, Хонда, Митсубиси и других ведущих автомобильных марок мира. Давайте рассмотрим, чем же хорош вариатор, каков принцип работы данного вида АКПП и каковы плюсы и минусы в сравнении с классическим автоматом.

Даже не будучи владельцем авто с вариативной коробкой, многие просматривая автомобильные издания или таблицы, в которых собраны технические характеристики, наверняка встречали слово вариатор. К автоматическим коробкам переключения передач все уже привыкли, а к механическим тем более. Вариатор же оказывается на слуху у большинства обывателей реже. Хотя он не является какой-то новой разработкой современных автокомпаний, а изобретен был еще несколько веков назад.

Самый первый вариатор придумал не кто иной, как Леонардо да Винчи в 1490 году, а патент на данный агрегат был выдан во второй половине ХIХ века. Стоит заметить, что способный ездить автомобиль с такой трансмиссией впервые появился только через пятьсот лет после ее изобретения – в 50-х годах ХХ века. Вариатор устанавливали на легковые машины марки DAF (тогда этот производитель еще занимался выпуском легковушек наряду с грузовиками). Впоследствии чем-то подобным оснащали и некоторые модели автомобилей Volvo, но широкого распространения такой вид АКПП не получил, в отличие от настоящего времени.

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.

Принцип работы вариатора

Среди вариаторов есть много типов, в зависимости от устройства. Это и цепные, клиноременные и тороидальные, но встречаются и другие виды привода. Самый распространенный среди них тип вариатора — клиноременный со шкивами переменного диаметра, о котором и пойдет речь далее.

Чтобы было немного понятнее, как устроен такой вариатор, можно представить себе две одинаковые трубки, расположенные параллельно и недалеко друг от друга. Если стянуть их резинкой и начать крутить одну из них, то сразу будет раскручиваться и другая, причем скорость их будет одинаковая. Однако если трубки будут разного диаметра, то соотношение скоростей будет совсем другое – более широкая трубка будет крутиться медленнее.

Принцип работы вариатора такой же, только диаметр таких вот цилиндров у него постоянно изменяется. Он состоит из двух шкивов, каждый из которых представляет собой пару конусов, расположенных вершинами друг к другу. Между этими шкивами зажат специальный клиновый ремень.
Каждая пара конусов, двигаясь в направлении друг к другу и обратно, изменяет рабочий диаметр шкивов. Когда конусы будут раздвигаться, ремень, обращенный к ним ребрами, будет проваливаться в середину шкива и огибать его по меньшему радиусу. При движении конусов друг к другу радиус получится, наоборот, больший.
Управляет шкивами обычно гидравлическая система, которая строго синхронизирует сближение конусов одного шкива и расхождение конусов другого. Один из шкивов расположен на ведущем валу, идущем от двигателя, а второй – на ведомом, идущем к колесам. Благодаря этому возможно наладить изменение передаточного отношения в очень широком диапазоне.
Для обеспечения возможности совершения автомобилем заднего хода в коробке-вариаторе предусмотрен специальный узел, который меняет направление вращения выходного вала. Этим узлом может являться, например, планетарная передача.

Ремень вариатора

Особого внимания требует вопрос о том, какой же ремень используется в вариаторе. Потому что обычный текстильный прорезиненный ремень, используемый для привода генератора или кондиционера и прочем подобном оборудовании, здесь не подойдет, так как его ресурс будет очень маленьким — он скоро износится. Клиноременные вариаторы имеют ремни с весьма сложным строением.
В качестве ремня может быть использована лента из стали со специальным покрытием либо совокупность стальных лент (тросов) со сложным сечением, с нанизанным на них множеством тонких стальных пластинок в форме трапеции. Края этих пластинок соприкасаются со шкивами. Стоит отметить, что именно такое устройство позволяет ремню иметь толкающие свойства, способность передавать мощность не только той своей частью, которая бежит к ведущему валу, но и обратной. В этой ситуации обычный ремень просто бы сложился, попытавшись передать сжимающее усилие, а стальной, наоборот, становится более жестким.
Также выступать в роли ремня вариатора может и широкая стальная цепь из пластин, своими краями контактирующая с конусами шкивов. Такой ремень, в частности, используется в вариаторах, устанавливаемых на автомобили Audi.

Смазка цепи осуществляется особой жидкостью, которая способна изменять свое фазовое состояние при сильном давлении на нее в месте, где она соприкасается со шкивом. Поэтому цепь способна передавать довольно большое усилие, почти не проскальзывая, хоть площадь контакта совсем небольшая.

Чем хорош вариатор

В зависимости от того, какая программа выбрана, вариатор будет самостоятельно менять при разгоне передаточное число. При езде на автомобиле с обычной коробкой осуществляется постепенное переключение передач и увеличение оборотов двигателя. А автомобиль с вариатором набирает скорость на неизменных оборотах, соответствующих максимальной величине крутящего момента. Изменяется при этом передаточное отношение.
Тем, кто пересядет с машины, работающей с привычной коробкой передач, на авто с вариатором, будет наверняка некомфортно набирать разгон. Ведь, после нажатия водителем педели газа двигатель выходит сразу на высокие обороты, и в течение всего набора скорости продолжает оставаться на них, при этом двигатель работает на высоких оборотах, издавая довольно ощутимый рев. Зато темп разгона у таких автомобилей выше, чем у машин с традиционной АКПП, и это можно отнести в плюсы вариатора.
Иногда настройки вариатора делают такими, что разгон с его помощью по ощущениям напоминает разгон с ростом оборотов двигателя. Конечно, когда автомобиль двигается в гору или замедляется, вариатор не останется на высокой передаче, даже если нажимать педаль газа. Его шкивы просто передвинутся назад для повышения выходного крутящего момента.
На некоторых машинах существует возможность устанавливать режим с определенным количеством так называемых «виртуальных» передач, между которыми вариатор будет переключаться подобно классической АКПП. В таком случае можно переключать эти установленные передачи даже самостоятельно, как на коробке-автомат с наличием ручного последовательного режима.

Читать еще:  Схема предохранителей opel astra g и способы их замены: фото и видео

Минусы вариатора

Несмотря на такое большое количество достоинств, вариатор не лишен и недостатков. Одна из проблем – неспособность работать с более современными мощными двигателями, поэтому вариаторы и начали распространяться преимущественно в автомобилях компактного и среднего класса.
Однако нельзя не отметить, что создаются и такие вариаторы, которые способны на большее. Например, клиноременный вариатор с цепью Multitronic успешно работает на Audi A4 2.0 TFSI, мощность двигателя которого составляет 200 лс. А внедорожник Nissan Murano с двигателем V6 на 3,5 литра, развивающим 234 лс, оснащается клиноременным вариатором X-Tronic. Это чуть ли не самая крупная и тяжеловесная модель, на которую устанавливается вариатор. И при современном развитии технологий это, скорее всего, еще не предел.
Еще одним недостатком вариаторов является их дорогостоящее обслуживание и ремонт, а также потребность в специальной трансмиссионной жидкости, которая тоже обходится недешево. Для работающего на ремне вариатора замена ремня требуется каждые 100-150 тысяч км пробега. Замена масла на вариаторе может производиться чуть реже, чем в коробках-автомат (раз в 40-50 тысяч км), но и стоит оно гораздо дороже.
Несмотря на указанные минусы, вариаторы все-таки приобретают все большую популярность, причем стоимость их ниже, чем хороших автоматических коробок.
Благодаря тому, что в вариаторе число передач не ограничено, двигатель получает возможность работать на самых благоприятных для него режимах, будь то необходимость сильного и резкого разгона или неспешность при спокойном движении. Поэтому модели, оснащенные бесступенчатыми автоматическими коробками передач, считаются высокоэкономичными и в то же время обладающими высокой динамикой.

Стоит также отметить, что в последние годы идет тенденция к увеличению количества передач в коробках-автомат. Новейшие модели автоматических трансмиссий для легковых автомобилей насчитывают уже 8 и даже 9 ступеней. Такие меры принимаются как раз для достижения максимально возможной топливной выгоды и динамики разгона. Не исключено, что в ближайшем будущем начнут появляться АКПП с десятью, а то и с двенадцатью ступенями. Но все же вариаторы уже давно занимают то место в автомобильном мире, куда обычным автоматическим коробкам передач с их планетарными передачами-переключателями не добраться никогда. Потому что количество передач, имеющихся у вариатора, сосчитать просто невозможно.

Что такое вариатор, его механизм и отличия от прочих трансмиссий

Выбирая трансмиссию для своего автомобиля, владельцы, прежде всего, рассматривают автоматическое исполнение или вариатор. О том, что такое cvt коробка, как она работает, о плюсах и минусах той или иной системы – в нашем обзоре.

История появления вариатора

Continuously Variable Transmission или трансмиссия с постоянно меняющимся крутящим моментом появилась задолго до классической механической коробки и на несколько десятилетий раньше «автомата».

Над первыми чертежами работал великий инженер и изобретатель Леонардо да Винчи, а впоследствии мастера средних веков, которые нуждались в приводе для мельничных жерновов.

В те времена механизм состоял из двух смотрящих в противоположных направлениях конусов с натянутым между ними ремнем, что мало отличается от применимой в наши дни схемы. Перемещая ремень по конусам, удавалось аккуратно менять передаточное число, а вместе с ним и регулировать скорость вращения жерновов.

В следующем «поколении» конусный вариант заменили на клиноременный, нашедший себе применение во многих отраслях промышленности. Его использовали для работы швейных машинок, сенокосилок и прочего сельскохозяйственного оборудования, также механизмом заинтересовались производители мототранспорта.

Зачем понадобилось новое устройство? Промышленники, в том числе в транспортной отрасли, неустанно работали над повышением коэффициента полезного действия изготавливаемых силовых агрегатов. На этот показатель, помимо конструктивных особенностей, влияет конструкция трансмиссии и количество передач, комбинация передаточных чисел, уровень механических и гидравлических потерь.

Похожие статьи

С развитием автомобилестроения коробки передач начали оснащать всё возрастающим количеством ступеней, с помощью которых проще подбирать оптимальное передаточное отношение для максимально эффективных характеристик двигателя.

А если не будет ступеней? Первую настоящую бесступенчатую систему разработал голландский инженер Хуберт ван Доорн в 1958 году, предложив ее для модели 600 производителя DAF. Через десятилетие его разработка начала шествовать по миру: сначала а машинах Volvo, потом в Японии на моделях Subaru Jasty, а затем уже отправились к Ford, Fiat, Ниссан, Ауди и Хонда.

Что такое вариатор: его устройство и принцип работы

Как и все прочие трансмиссии, механизм cvt в машине преобразует поступающий от мотора к колесам крутящий момент, но отличие вариатора от «автомата» заключается в бесступенчатой передаче момента. Расположенные друг напротив друга конусные шкивы, один из которых ведущий, а другой – ведомый, объединены выполненным из металла ремнем или цепью и имеют подвижную конструкцию.

Определив, что такое вариатор на автомобиле, легко понять технологию его функционирования. Принцип работы состоит в положении ведущего шкива: в предельно раздвинутом состоянии ремень движется по малому диаметру, соответствующему низшей скорости. И наоборот, сдвинутый шкив дает ремню совершать наибольший диаметр, обеспечивая высокую передачу, аналогичную пятой и выше. Таким образом, перемена толщины обоих валов избавляет от необходимости переключения передач.

Конструкция устройства выглядит следующим образом:

  • «нейтралка» или технология мгновенного направления крутящего момента и разъединения силового двигателя с трансмиссией. Она выполняется в виде электромагнитного сцепления, автоматического центробежного, многодискового, а также в форме гидротрансформатора. Сейчас производители предпочитают последний из перечисленных вариантов для своих моделей с коробкой передач cvt;
  • сам вариатор;
  • реверсный механизм;
  • внешняя исполнительная.

Такую схему вариаторной коробки используют все автомобильные производители, делая различия лишь по дизайну оформления и обозначению.

Виды вариаторов

Разработчики предоставляют несколько разновидностей коробки cvt:

1. Цепной и клиноременный

Клиноременное исполнение более востребовано за счет простой конструкции – двух раздвижных шкивов из металлических дисков и помещенного между ними ремня клинообразной формы. Радиусы шкивов меняются синхронно, мягко регулируя передаточное отношение.

Когда ремень заменяется наборной конструкцией из работающих на сжатие металлических пластин или цепью из того же материала, действующей на растяжение, такой тип называется цепным. На основании тестов и отзывов эксперты отмечают, что самые надежные цепные механизмы принадлежат Audi, тогда как у конкурентов они не выдерживают испытания значительными нагрузками, приводящими ремень в негодность.

В силу такой специфики данный вид устанавливают на легковые машины, не использующие прицеп, мотороллеры, снегоходы и прочую легкую технику, не испытывающую перегрузок.

2. Тороидальный

В таких конструкциях шкивы заменены дисками конусообразной формы, а вместо ремня установлены ролики, способные передавать больший крутящий момент. Все элементы выполняются из высокопрочной стали, улучшающей надежность изделия, но и удораживающей его.

Достоинства и недостатки вариаторной трансмиссии

Коробка вариатор имеет плюсы и минусы, с которыми следует ознакомиться владельцу перед выбором себе автомобиля. Главное преимущество состоит в возможности предоставить непрерывное изменение крутящего момента, улучшающее динамику и экономящее топливо.

Среди прочих достоинств эксперты и водители отмечают:

  • избавление от рывков при запуске двигателя, более плавный ход;
  • избавление от необходимости в переключении скоростей;
  • экономия времени на разгон;
  • функция блокировки расхода топлива свыше установленной нормы;
  • легкий вес, снижающий расход топлива;
  • облегчение управления машиной за счет двух педалей;
  • снижение шума при движении;
  • экологичность;
  • легкое преодоление подъемов без прекращения работы двигателя.

Среди наиболее часто встречающихся нареканий:

  • несовместимость с мощными моторами;
  • быстрый износ ремня при больших нагрузках и регулярном движении на высоких оборотах;
  • дорогостоящее техобслуживание и ремонт;
  • требовательность к качеству масла и периоду замены фильтров.

Хотя вариатор сейчас является единственной КПП, способной бесступенчато менять передаточное отношение, ряд ограничений и нюансов не позволяет считать его наилучшим решением для любого автомобиля.

Разница между КПП вариатором и АКПП

Какая трансмиссия лучше и надежнее, каковы отличительные черты вариатора от АКПП, ключевые характеристики двух популярных механизмов?

В первую очередь, следует обратить внимание на экономическую составляющую конкурентов:

  • КПП вариатор требует более частой замены масла, которое должно быть высокого качества;
  • Расход топлива выше у автоматического «собрата»;
  • Сервисные и ремонтные работы на cvt оцениваются в разы дороже, чем у АКПП;
  • Общая эксплуатация и устройство mcvt является более сложным и требующим внимания механизмом;
  • Несмотря на дорогостоящее обслуживание, сам по себе вариатор в машине стоит дешевле.

Для оценки надежности обе коробки прошли испытания бездорожьем, необходимостью буксировки, повышенными скоростями и даже спортивным стилем езды. В данных условиях вариатор сильно проигрывает сопернику, не выдерживая больших нагрузок. Он идеален для спокойного вождения, без резких маневров и ускорений, без которых устройство прослужит долго и бесперебойно.

Зато вариатор лидирует с точки зрения комфорта, обеспечивая плавный, избавленный от провалов разгон, едва слышный по нарастающему гулу силового агрегата. Кроме того, он быстрее набирает обороты и за счет облегченного управления подойдет для начинающих водителей, обладая способностью не реагировать на манеру вождения и не глохнуть.

Если водитель не знает, как определить, вариатор или «автомат» установлен в его машине, на помощь придет техническая документация, где для первой трансмиссии будет стоять обозначение CVT, а для второй – АТ.

Также в процессе езды при установке вариаторной технологии автомобилист не ощутит разгона и переключения передач, тогда как работа «автомата» слышна, чувствительна и наглядно отражается на показаниях тахометра.

Срок службы вариатора

Каждое устройство имеет индивидуальный срок службы, зависящий от конкретной автомобильной модели и специфики эксплуатации. Так, для кроссверов Nissan производителем регламентирована замена ремня через 100 000 км побега, тогда как Mitsubishi Outlander способен преодолеть до 200 000 км.

Чтобы продлить эксплуатационный период вариатора, владельцу надо соблюдать лишь два правила: в указанные производителем сроки менять масло как минимум каждые 60 000 км и избегать перегрузок и бездорожья.

Вывод

Выбирая АКПП или вариатор, автолюбители чаще всего делают выбор в пользу последнего. Даже имея существенный потенциал и предоставляя определенную экономию, слишком сильная зависимость от состояния прочих автомобильных систем, повышенная чувствительность и невозможность использования на мощных моторах заставляют выбирать привычную коробку.

Коробка передач CVT – что это такое и как она работает?

Чаще всего на легковых автомобилях встречаются механическая и автоматическая коробки передач. Однако помимо них существует и бесступенчатая трансмиссия. Иногда ее относят к АКПП, так как в обоих вариантах смена передаточного числа происходит без участия водителя. Однако конструкция и принцип функционирования значительно отличаются, поэтому обычно автоматические и бесступенчатые КПП разделяют. Далее рассмотрена коробка передач CVT: что это такое, как работает, где применяется и как эксплуатируется.

Читать еще:  Технические характеристики генератора ваз 2108, подключение и ремонт своими руками

Определение

Данная аббревиатура произошла от английского названия такой КПП, которое можно перевести как «трансмиссия с постоянно изменяющимся передаточным числом». Следовательно, бесступенчатая коробка передач представляет собой трансмиссию, плавно меняющую коэффициент передачи крутящего момента во всем рабочем диапазоне. Однако нужно учитывать, что аббревиатуру CVT используют лишь для одного из типов таких КПП.

Классификация

Далее будет рассмотрена коробка передач CVT: что это такое с точки зрения конструкции и принципа функционирования. На основе данного критерия рассматриваемые агрегаты подразделяют на пять типов.

Электрическая передача. В таких механизмах основной двигатель приводит генератор, а колеса вращают электромоторы.

Гидрообъемная передача. Двигатель вращает гидронасос, подающий в приводящие колеса масло.

Гидродинамическая передача (гидротрансформатор). Данное устройство представляет собой механизм, состоящий из двух колес с лопатками, создающих поток масла. Не используется в качестве коробки передач, а является компонентом АКПП и вариаторов, где служит для преобразования крутящего момента от двигателя.

Механическая передача (вариатор). В данном случае передача момента происходит путем трения через промежуточное тело, которое может быть представлено шариком, ремнем либо роликом. Изменение передаточного отношения осуществляется перемещением данного тела в любую точку радиуса ведомого либо ведущего колеса. Именно такой агрегат называется CVT (коробка передач). Что это такое более подробно рассмотрено далее, так как данные агрегаты чаще всего применяют на легковых автомобилях.

Комбинированная трансмиссия. Предусматривает бесступенчатую передачу лишь небольшого момента, в то время как основная его часть передается через механические передачи.

Вариатор

Как было отмечено, среди рассмотренных типов бесступенчатых трансмиссий наиболее обширное распространение на легковых автомобилях обрела вариаторная коробка передач CVT. Что это такое, более подробно рассмотрено ниже.

Прежде всего следует отметить, что по технологии передачи крутящего момента такие коробки передач классифицируют на вариаторы зацепления и фрикционные. К первому типу принадлежат лишь цепные механизмы, а второй включает конусные роликовые и ременные, торовые, многодисковые, шаровые, волновые, лобовые, клиноременные вариаторы. На легковых автомобилях наиболее часто встречается клиноременная и цепная CVT (коробка передач). Что это такое, описано далее.

Для обеспечения заднего хода на большинстве автомобилей, оснащенных вариатором, с ним сблокирована планетарная передача.

Устройство клиноременных и цепных вариаторов

Большинство КПП данной конструкции имеет одну или две клиноременные передачи. В таком агрегате присутствуют ведомый и ведущий шкивы. Первый из них связан с коленчатым валом, с которым связана коробка. Передача CVT вариатора крутящего момента от двигателя происходит через него. Второй шкив передает момент к колесам.

Один из шкивов или оба имеют раздвижные боковины (диски). Зазор между ними в простейшем варианте определяется центробежным регулятором, хотя иногда применяют нагрузочные муфты. Диски выполнены в форме конусов и направлены остриями друг к другу.

Для привода дисков ведущего шкива служит электронная система, включающая датчики, сервоприводы и блок управления.

Ременные и цепные варианты аналогичны по принципу функционирования. Отличие состоит в конструкции и материале самого натяжного элемента. Ремни могут состоять из резины либо из металлических звеньев и армированы стальной проволокой для предотвращения растягивания. В любом случае цепь либо ремень пролегает в желобе между дисками шкивов. Отличие цепных механизмов состоит в том, что цепь размещена в масляной ванне.

Для начала движения применяют гидротрансформатор, блокируемый после этого, либо обычное сцепление.

Принцип функционирования

Независимо от конструктивных особенностей вариаторов названных выше типов, принцип их работы идентичен.

Передаточное число, определяемое диаметром внутренней поверхности шкивов, варьируется путем изменения расстояния между коническими дисками. Так, при возрастании частоты вращения двигателя у ведущего шкива боковины сдвигаются. При этом, так как происходит сближение конусов, диаметр желоба шкива возрастает. Таким образом, уменьшается коэффициент передачи, и увеличивается посадочный диаметр шкива. То есть, с увеличением ведущего шкива и уменьшением ведомого скорость вращения цепи или ремня повышается и получается повышенная передача. Следовательно, для понижения передаточного числа нужно снизить скорость вращения, увеличив диаметр ведомого шкива и раздвинув диски на ведущем. При этом для сохранения натяжения ремня либо цепи происходит равномерное изменение диаметров шкивов. То есть, когда происходит сближение дисков на одном из них, на втором они отодвигаются. Таким образом достигается плавное, бесступенчатое изменение передаточного числа.

Для автоматической регулировки диаметра ведущего шкива служит центробежный регулятор, встроенный в ступицу. При раскручивании шкива грузики перемещаются центробежной силой к его периферии, давя на боковины. Под действием этого они сужаются, увеличивая диаметр внутренней поверхности. При этом ремень начинает давить изнутри на диски ведомого шкива, стягиваемые пружиной. В результате они раздвигаются, уменьшая диаметр внутренней поверхности. При снижении частоты вращения происходит обратный процесс, как было описано выше.

При холостой работе двигателя диски ведущего шкива максимально раздвинуты, поэтому ремень лежит на его ступице, не связанной с валом двигателя. Поэтому ремень проскальзывает относительно дисков медленно вращающегося шкива, и крутящий момент не передается.

Конструкция тороидного вариатора

Немного иную конструкцию имеет тороидная коробка передач CVT. Nissan использовал такую трансмиссию на моделях Skyline и Gloria. Конструкция данного агрегата также включает ведомый и ведущий соосные диски, а для передачи момента между ними путем трения служат два промежуточных ролика.

Принцип функционирования

Передаточное число варьируется путем изменения положения и радиусов роликов. При этом в горизонтальном положении ролика скорость вращения дисков равна, а при его повороте отличается. Тороидная CVT коробка передач “Ниссан” имеет два вариатора.

Так как усилие сосредоточено в пятне контакта, ролик прижимается к диску с силой до 3000 Нм. Следовательно, для преодоления ее при повороте ролика используется особая технология. Прецизионный гидравлический механизм под контролем электронного блока управления перемещает обоймы с роликами на микроскопическое расстояние, создавая сдвиг относительно оси дисков, вследствие чего дальнейшее смещение происходит самостоятельно. К тому же детали состоят из стали с особыми свойствами, и используются специальные масла.

Особенности

К настоящему времени автомобили с бесступенчатой КПП встречаются весьма нередко. Это объясняется тем, что их используют на массовых весьма распространенных моделях. Поэтому многие покупателей интересует коробка передач CVT: что это такое и чем она лучше. При этом ее сравнивают с МКПП и особенно с «автоматами». Это объясняется тем, что эксплуатационные свойства ее близки к АКПП, поэтому нередко в качестве альтернативы им рассматривается CVT (коробка передач). Плюсы и минусы ее приведены далее.

Достоинства

Как и «автоматы», такие КПП обеспечивают смену передаточных чисел без участия водителя. Это является основным преимуществом для пользователей перед МКПП. Однако в отличие от обоих вариантов, за счет отсутствия фиксированных положений данный процесс происходит более плавно и быстро. К тому же за счет возможности удержания оборотов двигателя на постоянном оптимальном уровне у автомобилей с CVT ниже расход топлива и количество выбросов, лучше разгон. С точки зрения производства вариаторы технологичны благодаря простой конструкции.

Недостатки

И все же относительно редко используется CVT (коробка передач). Минусы ее состоят в том, что такие агрегаты могут использоваться лишь с двигателями ограниченной мощности (обычно до 200 л. с. или чуть более), а также они очень чувствительны к условиям эксплуатации и обслуживания. Так, данные КПП не рассчитаны на длительную работу на предельных оборотах и агрессивный стиль вождения, вследствие чего потенциально лучшее ускорение не удается реализовать. Не допустима и эксплуатация на бездорожье. К тому же, несмотря на относительно простую конструкцию, такие агрегаты требовательны к обслуживанию, сложны и дороги в ремонте. Так, сокращена периодичность смены масла и фильтров в сравнении с трансмиссиями прочих типов. Трудоемкость ремонта определяется, в том числе сложностью электронной системы управления, которой контролируется CVT (коробка передач). Плюсы, приведенные выше, для многих потребителей перекрываются данными недостатками. Более того, против таких КПП работают еще два фактора. Во-первых, из-за относительно невысокой популярности многие покупатели относятся к ним с опаской, сомневаясь в надежности и доступности квалифицированного обслуживания. Во-вторых, многих не устраивает характер функционирования такой трансмиссии, а именно монотонная работа двигателя на постоянных оборотах при разгоне. Ввиду этого некоторые производители обеспечили CVT имитацию ступенчатого изменения передаточных чисел как у АКПП и МКПП.

Применение

Как было упомянуто, на легковых автомобилях обычно встречается клиноременная либо цепная коробка передач CVT. Вариатор первого типа используют на небольших машинах, а более тяжелые модели оснащают вариаторами с цепной передачей. Иногда встречаются и прочие варианты.

Обслуживание

Для большинства вариаторов заводской ресурс составляет 150-200 тыс. км пробега. Однако нужно учитывать, что клиноременные вариаторы имеют относительно небольшой срок службы ремня, обычно он составляет до 50 тыс. км пробега. Замена его может стоить до 60 тыс. рублей. Цепные механизмы более долговечны. При этом такие бесступенчатые КПП очень чувствительны к качеству масла.

Любые вариаторы требуют специализированного масла с маркировкой CVT, так как оно служит не только для смазки, но и для предотвращения проскальзывания по шкивам цепи либо ремня и их износа. Замену масла рекомендуется осуществлять с периодичностью в 60-30 тыс. км пробега.

Некорректное функционирование вариатора может вызвать поломка электродвигателя, обеспечивающего перемещение дисков ведущего шкива. Его стоимость — от 10 тыс. рублей. К тому же сами шкивы не подлежат проточке, поэтому при наличии задиров их придется менять за 65-70 тыс. рублей.

Агрессивная езда также приводит к появлению задиров на шкивах из-за чрезмерного натяжения ремня или цепи. Об их наличии свидетельствуют рывки на малой скорости. С другой стороны, и при равномерной быстрой езде изнашиваются подшипники валов.

К тому же возможно повреждение вариатора при поломке датчика скорости.

Нужно учитывать, что допустима буксировка автомобиля с вариатором лишь с запущенным двигателем.

Кроссоверы с вариаторами недопустимо эксплуатировать на бездорожье, так как даже небольшие препятствия могут вызвать повреждение КПП.

Наконец, вероятны проблемы с обслуживанием и поиском запчастей из-за редкости таких агрегатов.

Поэтому перед приобретением автомобиля с вариатором необходимо тщательно изучить: CVT (коробка передач) — что это такое. Отзывы автомобилистов рекомендуют учесть все нюансы, описанные выше.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector