Какие преимущества имеет вариативная коробка передач cvt
Перейти к содержимому

Какие преимущества имеет вариативная коробка передач cvt

  • автор:

Плюсы И Минусы Вариативной КПП

Механическая, гидравлическая, автоматическая, вариативная и роботизированная коробка передач. Покупая автомобиль, водитель всегда обращает на тип установленной трансмиссии и ряд ее других особенностей. Довольно распространенной КПП является вариативная трансмиссия, о её основных достоинствах и недостатках и пойдет речь.

CVT — это бесступенчатая коробка передач, особенность которой заключается в том, что привычные в понимании классической АКПП передачи — тут отсутствуют. Автомобиль с вариатором более ровно и плавно набирает скорость при этом КПД незначительно возрастает. Переключение ступеней происходит благодаря программной составляющей, при этом водитель сможет перейти на ручное управления при движении по грязи или снегу.

Как работает ручное управление в вариаторе? Режим ручного управления в данном типе КПП обеспечивается благодаря программе ЭБУ и в ручном режиме начинает работать по алгоритму включения заранее запрограммированных фиксированных передаточных отношений.

Вариатор имеет несколько типов строения, однако самым распространенным является клиномерный.

ПЛЮСЫ вариатора в вашем автомобиле:

  • Плавный и динамичный разгон (в сравнении с АКПП и РКПП)
  • Снижен расход топлива
  • Нет толчков при переключении передач
  • КПД в сравнении с АКПП выше на 5%
  • Легкое управление
  • Эффективное использование мощности и крутящего момента двигателя

МИНУСЫ авто с вариатором:

  • Сложная система управления, и настройки электроники трансмиссии
  • Уход за вариатором тоже затратный (например, моторное масло только высокого и премиум класса)
  • Вариатор не подходит (не желателен) для спорткаров и в целом мощных авто.
  • Не рекомендуется ставить на очень мощные машины

Что такое вариатор?

Коробки передач, как и девушки из песни, бывают разные, а не только механика и автомат. АКПП есть нескольких видов: гидротрансформаторный, робот и вариатор. О последнем побеседуем в материале.

Для большинства обывателей нет разницы в трансмиссиях с двумя педалями: будь то вариатор, «робот» или традиционный автомат. Нажал газ — машина едет, нажал тормоз — останавливается. В простом перемещении из точки А в точку Б иных вопросов и не возникает. Но человеку более искушенному боязно покупать б/у авто с вариатором: на форумах рассуждают о его слабой надежности и ремонтопригодности, а в тестовых публикациях журналисты пеняют на его медлительность и высокий расход. Давайте изучим, что такое вариатор и попробуем понять, так ли все плохо на самом деле?

Коробка вариатор — что это такое?

На первый взгляд, в салоне двухпедальной машины сложно определить тип установленной трансмисси. Есть рычаг, есть положения PRND. Может быть даже режим принудительной смены «передач» и лепестки на руле, как у Toyota Rav 4, однако, это имитация. Поскольку коробка официально называется CVT (Continuously Variable Transmission — постоянно вариативная трансмиссия – потому и «вариатор»). У нее нет как таковых передач вообще.

Как работает вариатор?

Когда мы знаем, что такое вариатор в автомобиле, можно перейти к принципу его работы. Основа трансмиссии — два шкива, которые выполнены в виде пары конусов. Их острые края направлены в сторону друг друга. Между ними зажат клиновый ремень, либо цепь, как на автомобилях Subaru, состоящая из пластин.

С этими конусами соприкасается ремень своими ребрами. При их раздвижении он проваливается к центру шкива и огибает его по малому радиусу. Соответственно, когда конусы сближаются, — по большому радиусу.

вариатор

Передаточное число при разгоне вариатор меняет в зависимости от программы. В целом, с этим типом коробки при разгоне мотор остается на одних и тех же оборотах, но плавно меняет передаточное отношение. Для плавной передачи крутящего момента на шкивы в коробке устанавливают гидротрансформатор — почти как у обычной автоматической трансмиссии с реальными передачами, однако в отличие от последнего у CVT нет сложной системы муфт и валов для обеспечивания количества передач. Это же отличает вариатор от роботизированных трансмиссий, в которых установлены одно или два сцепления, которые размыкаются и замыкаются при наборе скорости.

Кроме того, в системе CVT установлен гидроблок, который сжимает части шкивов для исключения риска проскальзывания цепи или ремня.

Также для работы гидроблока и гидротрансформатора нужен масляный насос, электронный блок управления, радиатор для охлаждения трансмиссионного масла и магниты для улавливания мелких частиц стружки, образуемой при работе вариатора.

Все это вкупе формирует плавную работу трансмиссии без резких рывков, вибраций и повышенного расхода топлива. Вот, что такое CVT.

Вариаторная коробка передач — минусы

Несмотря на массу преимуществ, вариаторы обладают низким порогом «перевариемой» мощности (исключение составляют лишь крупные кроссоверы от Nissan типа Murano), потому эта трансмиссия чаще устанавливается на легковые модели и кроссоверы невысокой мощности.

Автомобили с бесступенчатой трансмиссией обладают неплохой динамикой (их ставили даже на премиальные автомобили типа Audi A6 C7), но менее яркой по сравнению с роботизированными коробками, в том числе из-за необходимости более плавного обращения. Разгон и передвижение должно быть плавным без резких стартов и уж тем более старта «с двух педалей»: когда перед стартом зажимается одновременно педаль тормоза и газа для начала движения с высоких оборотов. Такая эксплуатация губительна для коробки: CVT не любит ударные нагрузки, поскольку самым нагруженным элементом трансмиссии остаются шкивы.

ауди а6 с7

Не принимает вариатор и частые пробуксовки — на неоднородном скользком покрытии резкая смена коэффициента сцепления колес может также вызвать ударные нагрузки на шкивы через ремень, который, раскручиваясь на высоких оборотах, может нанести им повреждения.

Не подойдет бесступенчатая трансмиссия любителям бездорожья и пользователям прицепов. Причина все та же: излишняя нагрузка на элементы коробки, перегрев трансмиссионного масла и радиатора охлаждения.

Особенности обслуживания вариатора

Как же тогда обслуживать и эксплуатировать автомобили с бесступенчатой трансмиссией?

С эксплуатацией все просто: не нагружать трансмиссию, избегать излишних ударных режимов и двигаться плавно. При длительных остановках более одной минуты переводить рычаг коробки из режима Drive в нейтраль или Parking для отключения излишнего напряжения на ремень от гидротрансформатора.

В эксплуатации важным моментом для продления срока службы вариатора является замена трансмиссионного масла в интервале 40–50 тысяч километров.

При этом не стоит прибегать к экспресс-замене масла под давлением без чистки магнитов. Оставшаяся на магнитах стружка может закупорить клапаны гидросистемы.

Не рекомендуется также смешивать масла разных производителей ввиду разницы в вязкости.

Особое внимание нужно уделить системе охлаждения: не жалеть денег и времени на разбор и промывку радиаторов, чтобы избежать перегрева трансмиссии.

Соблюдая эти нехитрые правила и регулярно обслуживая коробку, можно не беспокоиться о ее надежности вплоть до 300 тысяч километров. В иных случаях — дорогостоящий ремонт после обрыва ремня, шкивов или масляного насоса. А если учесть тот факт, что в некоторых случаях вариаторы могут быть неремонтопригодными, гарантирована замена узла в сборе.

Автор: Алексей Соколов

Коробка передач. Сравнение трансмиссий, плюсы и минусы

Коробка переключения передач является неотъемлемой частью любого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Назначение коробки передач — это передача и преобразование крутящего момента с двигателя на колеса, а так же осуществление отбора мощности на привода других агрегатов и дополнительного оборудования. Этот процесс позволяет обеспечить оптимальную силу тяги и скорость движения автомобиля, а так же движение задним ходом. Более того коробка помогает разъединять коленчатый вал двигателя от ведущих колес, что обеспечивает холостой ход автомобиля или его полную остановку.

Нужно отметить, что коробки передач получили распространение не только в транспортных средствах. Широко применяют коробки переключения в промышленных механизмах, станках на производстве.

С момента появления автомобилей на дорогах производители совершенствовали не только двигатели, но и коробки переключения передач. Развитие данного направления привело к появлению современных автомобилей с разными видами трансмиссий.

Виды трансмиссий

Более чем столетняя история развития автомобилестроения принесла в современный мир не только экологичные и мощные двигатели, но и усовершенствованные коробки переключения передач. На сегодняшний день на автомобили устанавливаются четыре основных типа коробок переключения передач:

1. Механическая коробка переключения передач

2. Автоматическая коробка переключения передач

3. Роботизированная коробка переключения передач

4. Вариативная (бесступенчатая) коробка переключения передач

Разберем подробнее каждый тип коробки.

Механическая коробка передач (Механика, МКПП)

Особенность работы двигателя внутреннего сгорания в том, что рабочая мощность развивается только в небольшом диапазоне оборотов. По этой причине для изменения крутящего момента необходим дополнительный механизм.

История создания уходит более чем на сто лет назад, а изобретение принадлежит Карлу Бенцу. Конструктивно, устройство первой коробки было примитивным и крайне простым. Механизм коробки был реализован из пары шкивов разного диаметра, которые были расположены на ведущем валу, шкивы соединялись с валом двигателя при помощи ремня. В зависимости от условий движения ремень при помощи специально предусмотренного рычага переставлялся с одного шкива на другой. Это позволяло изменять крутящий момент, передающийся на ведущие колеса. Такой простой механизм нашел применение и в современном мире, передачи на велосипедах переключаются по тому же принципу.

Современные механические коробки значительно дальше шагнули от такого механизма. Конструктивно коробка состоит из набора шестерен, а изменение передаточного осуществляется путем введения шестерен в зацепление при помощи рычага.

Механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней. Самой популярной является пятиступенчатая коробка. В свою очередь коробки переключения передач механического типа подразделяются на двухвальные и трехвальные коробки.

Двухвальные механические коробки переключения передач устанавливаются на автомобили, оснащенные передним приводом. Трехвальные коробки переключения передач устанавливаются на легковые и грузовые автомобили, которые могут комплектоваться как передним так и задним приводом.

· Простая и надежная конструкция

· Более легкое управление автомобилем в условиях бездорожья

· Движение в экономичном режиме

· Недорогое обслуживание

Минусы МКПП:

· Неудобство управления в сложном городском режиме

Автоматические коробки передач (Автомат, АКПП)

Идея комфортного управления автомобилем родилась практически сразу с появлением самого автомобиля. Такой комфорт могло бы обеспечить автоматическое переключение передач. Но реализовать данную идею смогли не сразу. В серию, автомобили с автоматической коробкой переключения передач попали только в 1947 году, АКПП стали комплектовать автомобили фирмы Buick.

Хотя на самом деле серийные автоматические коробки переключения передач появились немного раньше. АКПП оснащались городские автобусы в Швеции еще в 1928 году.

Нужно отметить что, к появлению гидромеханической коробки передач привели три независимые линии разработок, позже которые были объединены в ее конструкции. В основу АКПП встал гидротрансформатор, изобретение профессора Феттингера, патент на который им был получен еще в 1903 году. Два других элемента — это планетарный редуктор и гидравлическая система управления.

Современная автоматическая коробка переключения передач, в отличие от классической механики, работает в иных условиях и по другому принципу, хоть и основное назначение неизменно.

Гидротрансформатор или преобразователь крутящего момента, включает в себя насос, турбину и статор. Все детали гидротрансформатора заключены в общем корпусе. Гидротрансформатор заполнен специальным маслом, насос создает внутри гидротрансформатора поток масла, который вращает колесо статора и турбину. Тем самым передавая крутящий момент с двигателя.

Планетарная передача состоит из нескольких шестерен (они называются планетарными или сателлитами), вращающихся вокруг центральной шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила. Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. Для получения большего диапазона передаточных чисел в современных коробках используется несколько планетарных передач.

Гидравлика работает в полном симбиозе с остальными частями АКПП и ее работу можно сравнить с кровеносной системой. Жидкость, используемая в качестве рабочей, помимо создания давления в системе, обладает так же набором полезных функций. Таких как смазывание, отвод тепла и очищение внутренностей АКПП от загрязнений.

· Комфорт и удобство управления

· Способность менять передачи при полной мощности двигателя

· Плавность хода во время переключения передач

· Защита деталей двигателя от перегрузок при выборе неверной передачи

Минусы АКПП:

· Стоимость и периодичность обслуживания

· Больший расход топлива

· Низкий КПД

· Меньшая динамика автомобиля

Роботизированные коробки передач (Роботы)

Роботизированная коробка передач — это логическое продолжение развития механической коробки. Робот это не что иное, как механическая КПП, в которой выжим сцепления и переключение передач выполняют два сервопривода (актуатора), управляемые электронным блоком. По факту робот впитал в себя все положительные стороны механической кпп и удобство автомата.

Первый прототип робота появился в 1939 году, Адольф Кегресс создал трансмиссию с двойным сцеплением, но дальнейшее развитие этого перспективного изобретения остановилось на следующие 40 лет. Всему виной отсутствие финансирования проекта.

В серию роботизированные коробки передач попали очень нескоро, но обкатать технологию решились инженеры Porsche. Роботы внедрили на модели 956 и 962С, машины предназначались для кольцевых гонок. К сожалению, недоработка конструкции и значительный вес коробки не позволил технологии выйти за пределы трека.

Серийная роботизированная коробка появилась только в 2003 году. Отважилась на такой шаг компания Volkswagen, установив преселективную трансмиссию на спорт версию модели Golf 4 R32. Производителем коробки была компания BorgWarner. По сей день концерн VAG активно продвигает этот тип коробок на своих моделях.

Особенность такой коробки заключается в конструкции, а именно в наличии двух сцеплений. Принцип работы такой коробки состоит в том, что на одно сцепление завязаны четные передачи, а на второе нечетные. В процессе движения крутящий момент передается по одному сцеплению, т.е. диск сомкнут. В это же время диск второго сцепления разомкнут, но внутри самой коробки следующая передача уже сформирована и когда приходит время переключения, первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Такая схема работы обеспечивает плавность переключения и отсутствие рывков.

В свою очередь, роботизированные коробки делятся на два типа:

· С мокрым сцеплением — используют на автомобилях с мощным двигателем, крутящий момент которых превышает 350 Нм.

· С сухим сцеплением – используют на автомобилях с маломощными двигателями до 250 Нм крутящего момента.

Плюсы Робота:

· Плавность переключения и хода

· Высокий КПД

· Экономичный расход топлива

· Высокая динамика

· Возможность выбора режима работы трансмиссии

Минусы Робота:

· Малая надежность, как самой конструкции, так и мехатроника

· Стоимость обслуживания и ремонта

· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям

Вариаторные трансмиссии (Вариаторы)

Вариаторные трансмиссии (CVT) считаются прямыми последователями классических гидромеханических кпп. Есть устойчивое мнение, что за CVT – коробками будущее, опять таки, учитывая городскую эксплуатацию автомобилей. Особенный упор на трансмиссии CVT делают японские производители, такие как Nissan и Subaru. Первая вариаторная коробка серийно появилась на автомобиле марки DAF в 50-е годы XX-века. Этим автомобилем оказался не грузовик, как многие могли подумать, а маленький легковой автомобиль.

К сожалению, особой надежностью и длительным ресурсом конструкция не отличалась. Компания Volvo в свою очередь, долгие годы пыталась развить технологию, но все закончилось сворачиванием разработок. Неожиданное продолжение истории вариатора дала Япония.

Причиной возврата и доработки вариатора послужила необходимость адаптации автоматических коробок к условиям эксплуатации в режиме городских пробок. Работа переключений передач на АКПП напрямую завязана на обороты двигателя. Классический автомат в режиме городских пробок, на малом расстоянии и на малом ходу начинал переключать передачи с первую на вторую, когда этого совершенно не нужно. В другом случае, двигаясь «накатом», АКПП держала передачу, не уходя на пониженную, долгое время ожидая от водителя команды на разгон. Такое поведение коробки давало большую нагрузку на собственные узлы, что вело к увеличенному расходу топлива, повышенному износу и раннему выходу из строя. Все это привело к интенсивной доработке акпп, но результатом стал принципиально новый тип кпп – CVT.

Самое удивительное, что первый вариатор был придуман Леонардо да Винчи в 1490 году. На чертежах изобретателя можно увидеть схему из параллельных конусов и перекинутого между ними ремня, способного перемещаться поперек оси вращения конусов, что позволяло менять передаточное отношение пары.

Коробка типа CVT или Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Основные детали коробки CVT — это гидротрансформатор и два раздвижных шкива, плюс, соединяющий их (шкивы) ремень. Сечение ремня имеет трапециедальную форму. Принцип работы заключается в следующем — сдвигающиеся половинки ведущего шкива выталкивают ремень наружу, что приводит к увеличению радиуса шкива, по которому работает ремень, это действие увеличивает передаточное отношение. Когда требуется снижение передаточного числа, ведомый шкив раздвигается, ремень перемещается на меньший радиус. Гидротрансформатор в этой конструкции обеспечивает трогание с места, после чего блокируется. Управление шкивами выполняет электроника.

Плюсы Вариатора:

· Переключение передач происходит незаметно, без рывков

· Экономичный расход топлива

· Высокая динамика

Минусы Вариатора:

· Несовместимость с мощными моторами

· Стоимость обслуживания и ремонта

· Большое количество датчиков влияющих на работу CVT

· Чувствительность к тяжелым дорожным условиям, буксировке

Мы рассмотрели основные виды коробок переключения передач. Определили главные минусы и плюсы каждого типа. Но дать однозначный ответ, какой агрегат будет лучше всех, невозможно. Каждый хорош в своем диапазоне задач, и выбор агрегата, которым будет оснащен автомобиль, учитывая диапазон задач, уже ложится на плечи конструкторов автомобиля и потребителя.

Автомат или вариатор: что лучше и надежнее?

Фото: Toyota

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.

Фото: Shutterstock

Фото: Michael Hartmann / imagebroker.com / Global Look Press

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

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».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *