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.

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.

Источник http://zen.yandex.ru/media/id/5aaa8710256d5c571b5de1c6/chto-takoe-variator-ego-mehanizm-i-otlichiia-ot-prochih-transmissii-5edf539cec666c6670755f3d