Вся правда о надежности вариаторов

Фирма Jatco — один из мировых лидеров по производству автоматических коробок передач и вари­аторов. Ее бесступенчатые агрегаты ставят на автомобили многих производителей, хотя фирма Jatco является детищем ­концерна Nissan и на 75% принадлежит ему.

В России много машин с вариаторами Jatco — и пробеги уже велики. Пора покопаться в их послужном списке и проследить эволюцию с акцентом на ресурс, надежность и слабые места.

Сосредоточимся на семействах вариаторов двух последних генераций, официально представленных на нашем рынке. Именно они работают на популярных автомобилях предпоследних и текущих поколений.

Наш анализ построен на статистике официальных и независимых техцентров, которые помогли оценить целесообразность и стоимость ремонта вариаторов конкретных моделей, а также доступность запчастей.

Товар массового потребления

Модели JF010E и JF011E принадлежат к так называемому десятому семейству. Это характерный представитель второго поколения вариаторов Jatco. Младшая модель JF011E идет в паре с атмосферными бензиновыми моторами 2.0 и 2.5, а старшая JF010E — с двигателями 3.5. Конструктивно они идентичны, разница лишь в усилении различных элементов под более высокий крутящий момент. Вариатор JF011E ставили на Nissan Qashqai и X‑Trail предпоследней генерации, а также Mitsubishi Outlander двух последних поколений. Агрегат JF010E полагался, например, кроссоверу Nissan Murano (Z50 и Z51), а также седану Teana (J31 и J32).

Десятое семейство не имеет характерных болячек. Средний ресурс этих вариаторов 150 000–200 000 км. К концу их жизни наступает общий критический износ элементов — конусов и ремня, подшипников конусов и их посадочных мест в корпусе, клапанов в гидроблоке и масляном насосе.

Вопреки расхожему мнению, редукционный клапан масляного насоса не является слабым местом. По крайней мере, он служит не меньше других деталей вариатора. Износ посадочного места клапана в корпусе насоса вызван попаданием металлической пыли на контактные поверхности. В результате он начинает подклинивать и давление в гидросистеме выходит за пределы нормы. Однако это уже следствие механического износа других элементов вариатора. Металлическая пыль еще до нападения на масляный насос успевает подранить гидроблок и его соленоиды. Из-за этого возникает чрезмерный разброс давления в гидросистеме, который приводит к повышенному износу пары ремень/конусы. Но это не проявляется явно, пока не устанет редукционный клапан. Поэтому упреждающее лечение одного только масляного насоса при появлении первых симптомов недомогания вариатора — это лишь небольшая отсрочка капитального ремонта.

Вариаторы десятой серии ремонтопригодны. Полное восстановление обходится примерно в 150 000–180 000 рублей. Официально Nissan в запчасти поставляет либо новый гидроблок, либо вариатор в сборе. Однако на рынке можно достать некоторые оригинальные запчасти по отдельности, а другие элементы успешно ремонтируют. На рынке можно также заказать через поставщиков новый вариатор по умеренной цене — за 200 000–230 000 рублей. Причем это касается моделей и из других семейств, даже самых новых. Такие предложения можно найти, например, через клубные сервисы.

При ремонте ремень меняют на новый, а изношенные конусы, в зависимости от степени повреждений, шлифуют или заменяют бэушными в хорошем состоянии. Обработка конусов — дело очень ответственное. На примере вариаторов других производителей можно смело сказать, что такого ремонта часто хватает ненадолго. Однако в отношении вариаторов Jatco он более оправдан. Грамотные сервисмены поручают шлифовку специализированным предприятиям (заводам).

А вот ремонт гидроблоков, как и в случае с другими вариаторами, нецелесообразен. Разве что поменять пару неисправных соленоидов на рабочие бэушные или новые.

Оригинальные подшипники конусов доступны как запчасти. А их изношенные посадочные поверхности в полукорпусах вариатора реанимируют, устанавливая чугунные гильзы. Эту работу также поручают заводам.

Модели JF010E и JF011E считаются довольно надежными на фоне аналогичных вариаторов других производителей. Однако, если сравнить их с предшественниками первого поколения (серия RE0F06A), имевшими отличную репутацию, картина станет менее радужной. Выяснится, что вариаторы второй генерации просели по ресурсу почти в два раза! Сказывается общая тенденция современного автопрома к упрощению (в плохом смысле) удачных конструкций и удешевлению производства. Например, по характеру износа различных элементов хорошо видно, что в вариаторах второго поколения использован металл более низкого качества.

Саморазрушение

Свежая модель JF015E принадлежит семейству CVT7. Фирма Jatco не относит его к какому-то конкретному поколению.

JF015E — это обособленная разработка, предназначенная исключительно для малообъемных атмосферных бензиновых моторов. Этот вариатор устанавливают в основном на машины концерна Renault-Nissan c двигателями 1.6, например на Nissan Juke и Qashqai, Renault Kaptur и Fluence.

Главная конструктивная особенность JF015E — наличие двухступенчатой планетарной передачи. На скорости до 100 км/ч задействована первая ступень, свыше — вторая. Такая схема позволила значительно уменьшить размеры конусов и, соответственно, общие габариты вариатора. Эта идея была хороша на бумаге, но на деле получилась конструкция, которая сама себя убивает.

Из-за непродуманности многих решений и экономии при производстве вариаторные детали, подверженные естественному износу, умирают в несколько раз быстрее. Вдобавок страдают даже элементы планетарной передачи, что вообще не характерно для бесступенчатых агрегатов.

Из-за низкого качества металла быстро изнашиваются подшипники конусов и их посадочные места в корпусе вариатора. Металлическая стружка разносится по гидросистеме, забивая соленоиды гидроблока и редукционный клапан масляного насоса. Давление масла выходит за допустимые пределы, и вариатор быстро сдается.

Активно изнашиваются и внутренние элементы в конусах, обеспечивающие их перемещение. Из-за этого в гидросистему попадает еще больше стружки.

В среднем JF015E редко выхаживает больше 100 000 км, а первые звоночки раздаются уже на 20 000–30 000 км. Ремонт чаще всего является нецелесообразным. За него редко берутся даже независимые СТО. Единственный разумный выход — купить новый вариатор.

В ПОТЕ ЛИЦА

Автопроизводители часто недооценивают важность системы охлаждения вариатора. На некоторых машинах (например, на нынешнем Murano) нет полноценного радиатора, а на других он размещен в неудачном месте — перед передним левым подкрылком. Там он активно забивается грязью и гниет. Причем это касается и свежих, и пожилых моделей. Отказ от установки радиатора на «дореформенных» Аутлендерах нынешнего поколения привел к тому, что вариатор JF011E стал часто перегреваться. В итоге производитель признал просчет и вернул теплообменник.

Третьим будешь

На смену десятому семейству пришла серия CVT8. Это вариаторы третьего поколения. На нашем рынке оно представлено моделями JF016E и JF017E. Несмотря на полноценную смену поколения, новые вариаторы построены на базе прародителей.

Вариатор JF016E сменил «старичка» JF011E и унаследовал его моторную гамму. Среди его носителей, к примеру, Nissan Qashqai и X‑Trail новой генерации. Аналогично поменялись местами серии JF017E и JF010E — новый вариатор прописался под капотом свежих кроссоверов Nissan Pathfinder и Murano, а также Infiniti QX60/JX35.

Агрегаты третьего поколения отличаются друг от друга сильнее, чем предшественники. Усиление элементов вариатора JF017E для переваривания более высокого крутящего момента потребовало применения штифтового ремня (так называемой цепи), а у JF016E остался привычный пластинчатый.

Конструктивная основа семейства CVT8 двояка. На одном полюсе — упрощенное ради удешевления производства «железо» от десятой серии, а на другом — чрезмерное усложнение системы управления. И то и другое привело к заметному, в полтора-два раза, сокращению ресурса агрегатов. Однако вариаторы CVT8 сохранили ремонтопригодность. Стоимость их полноценного восстановления даже ниже, чем у представителей десятого семейства, и обычно не превышает 150 000 рублей.

Гидроблок — самый прихотливый узел CVT8. Производитель максимально сэкономил на «железной» основе и убрал шаговый электромотор, который на вариаторах десятого семейства управлял давлением масла для изменения передаточного отношения в конусах. Конструкцию гидроблока изменили, применив дополнительные соленоиды нового типа. Причем и здесь производитель пожадничал, выбрав более дешевые в изготовлении соленоиды, которые на выходе имеют разные параметры. Поэтому с новым вариатором или гидроблоком идет диск с индивидуальными калибровками для каждого клапана. Если не прописать их в блоке управления агрегатом, то вариатор будет работать некорректно либо машина вообще не поедет.

Закономерно, что такой мудреный гидроблок не всегда долго работает исправно. Давление масла в различных режимах выходит за допустимые пределы, и запускается цепная реакция. Металлическая пыль из-за проскальзывания ремня разносится по всей гидросистеме и убивает вариатор.

Ремонт неисправного гидроблока невозможен. Использовать бэушные/новые соленоиды или узел в сборе также не получится, потому что нельзя найти соответствующие калибровки. На разборке нужно покупать гидроблок вместе с блоком управления вариатором, и чтобы они обязательно были от одной машины.

В остальном особенности ремонта у вариаторов CVT8 и десятого семейства одинаковые. К примеру, в моделях JF016E и JF017E использован практически такой же масляный насос, поэтому возможна замена изношенного редукционного клапана.

НА УПРЕЖДЕНИЕ

В политике регламентного обслуживания давно сложилась неоднозначная ситуация. Компания Jatco предписывает обязательную периодическую замену масла в своих вариаторах, а автопроизводители частенько заявляют, что жидкость рассчитана на весь срок службы агрегатов. В этом вопросе представители дилерских и независимых техцентров единодушны: масло необходимо обновлять. Jatco рекомендует делать это через каждые 60 000 км в обычных условиях эксплуатации, а в тяжелых — еще и сокращать этот интервал. Такой подход гарантированно продлевает ресурс.

В вариаторах Jatco используется два масляных фильтра. Фильтр грубой очистки, расположенный в поддоне, при обновлении масла достаточно промыть. В зависимости от модели вариатора одноразовый бумажный фильтр тонкой очистки стоит в навесном теплообменнике или в отдельном корпусе в торце агрегата. Сервисмены советуют использовать только оригинальное масло. Все вариаторы Jatco очень чувствительны к неизбежному смешиванию жидкостей с разными пакетами присадок.

Эволюция вариаторов Jatco подтверждает общую печальную закономерность: каждое новое поколение становится менее надежным. Утешает лишь то, что большая часть вариаторов этой фирмы ремонтопригодна и пока еще остаются доступными новые агрегаты по разумным ценам.

Вариатор: что это такое и как работает-Топ-3 вариаторных коробок

Конструкцией вариатора предусмотрена плавная передача крутящего момента от двигателя на колеса автомобиля. Что такое вариатор и основное отличие вариаторной коробки от других аналогов – отсутствие передач. Передаточные отношения здесь меняются как в автоматическом, так и в ручном режиме. Вариатор – это упрощенное название автоматической коробки передач вариаторного типа. Еще ее обозначают латинскими литерами CVT, расшифровка — Continuously Variable Transmission, дословный перевод – трансмиссия бесступенчатая.

Как работает вариатор

Автомобили, оборудованные вариаторной трансмиссией, внешне очень похожи на машины с коробкой автомат. Что такое вариатор на автомобиле? По аналогии с другими трансмиссиями, в конструкцию коробки передач CVT тоже входят две педали, селектор переключения режимов. Режимы вариатора имеют те же обозначения:

1. Р – паркинг.
2. R – реверс.
3. N – нормаль.
4. D – драйв.

На первый взгляд устройство трансмиссий совпадает. Однако, принцип работы вариатора CVT отличается от традиционной АКПП. Здесь полностью отсутствуют фиксированные передачи, нет нумерованных первой, второй и прочих скоростей. Коробка вариатор обладает огромным количеством передач, переход с одного режима на другой осуществляется совершенно незаметно и плавно. В процессе эксплуатации транспортного средства, оснащенного вариатором, водитель не ощущает рывков, толчков и пинаний. Независимо от того, трогается машина, разгоняется или тормозит, вариатор постепенно меняет передаточное отношение без резких движений, рывков.

Разновидности коробок-вариаторов

В зависимости от конструкции механизма и области применения, вариаторы CVT подразделяются на следующие виды:

1. Клиноременной вариатор.
2. Цепной.
3. Тороидальный.

Самый распространенный вариант исполнения – клиноременной вариатор.

Немного теории:

чтобы понять принцип действия клиноременной передачи, рекомендуется представить два шкива сложной конструкции, взаимно отдаленные на небольшое расстояние;
каждый шкив вариатора состоит из двух конусообразных дисков, верхушки которых сходятся и расходятся;
оба шкива огибает специальный ремень.

Устройство вариаторной коробки передач

В состав каждого шкива входят по два конуса 20°, которые отцентрированы вершинами относительно друг друга. Клиновидный ремень вариатора входит в меж-конусное пространство. Свое название ремень получил, благодаря оригинальной форме сечения в виде буквы V. Такой профиль позволяет увеличить площадь контакта, силу трения между ремнем и шкивами вариатора.

Сближение конусов приводит к увеличению диаметра шкива. Соответственно, при их разведении – он уменьшается (эффект переменного рабочего диаметра шкива). Шкивы переменного диаметра расположены строго попарно. Один из них – ведущий (входной), он является продолжением коленчатого вала силового агрегата. Ведущий шкив вариатора передает вращение на второй (ведомый) шкив, элементы коробки передач, трансмиссию, колеса автомобиля.

Существует термин «радиус основного тона», он характеризует расстояние от ремня до центров клиновидных шкивов. Когда шкивы вариатора разведены и находятся максимально далеко друг от друга, этот параметр минимален. При максимальном сближении конусов ремень перемещается к наружному краю, увеличивая радиус. Отношение радиусов основного тона, ведущего и ведомого шкивов, регулируется специальным устройством бортового компьютера.

Интересно: Если на одном из шкивов вариатора увеличивается радиус охвата, на другом, он синхронно уменьшается. Благодаря данному эффекту, ремень находится постоянно в натянутом состоянии. При взаимном изменении радиусов создается бесконечное множество передаточных отношений – от минимального до максимально высокого. Например, если радиус основного тона на ведущем шкиве очень маленький, на ведущем он приближается к максимуму. При этом скорость вращения выходного вала низкая, что соответствует пониженной передаче автомобиля. Для увеличения скорости машины достаточно сблизить конусы ведущего шкива вариатора.

Изменяя радиусы охвата на ведущем и ведомом шкивах, можно получить бесконечное множество значений передаточного числа вариатора. В коробке передач CVT шкивы, размещенные на ведущем и ведомом валах, оборудованы специальным гидроприводом, при помощи которого конусообразные половинки синхронно сдвигаются/раздвигаются. При этом передаточное число вариатора изменяется в широких диапазонах.

Чтобы обеспечить движение автомобиля в режиме заднего хода, в конструкцию коробки вариатор включен набор шестерен (планетарный механизм). При помощи включения зубчатых зацеплений в заданном порядке, выходной вал вариатора может изменять направление вращения.

Помимо трех основных компонентов, описанных выше, в состав системы электронного управления вариатора также входят различные датчики, микропроцессоры. Бортовой компьютер, встроенный в трансмиссию, управляет положением конусообразных шкивов вариатора, исходя из нагрузок и скорости передвижения транспортного средства.

Устройство клиновидного ремня

Ремень в клиноременном вариаторе CVT отличается сложным устройством. Благодаря использованию новейших материалов, ремни вариаторов очень надежны и эффективны. Вместо цепей и резиновых ремней, огибающих шкивы, в коробках вариатор применяются гибкие металлические ремни клиновидной формы (наборные металлические ленты).

Схема устройства металлического ремня вариатора:

Основой высокопрочного ремня вариатора служат тонкие полоски упругой стали (количество полос равно 9 – 15 штук), которые скреплены при помощи пластин сложной формы. Эти детали имеют форму трапеции, они плотно нанизаны на стальные ленты. Материал изготовления скрепляющих пластин – углеродистая легированная сталь высокой прочности.

Основные преимущества клиновидных стальных ремней:

1. Сверхвысокая прочность ремня вариатора.
2. Отсутствие эффекта проскальзывания.
3. Повышенная жесткость изделия при передаче усилий на сжатие (толкающий ремень).
4. Способность передавать максимальный крутящий момент от силового агрегата на ходовую часть.
5. При работе вариатора ремень не издает много шума.

Общий вид клиновидного ремня CVT:

Образец цепи, установленной в вариаторе авто фирмы АУДИ:

Клиновой ремень вариатора Audi изготовлен в виде широкой цепи, состоящей из отдельных стальных пластин.

Интересно: Для технического обслуживания клиновидной цепи вариатора используется специальный масляный состав. Смазочная жидкость способна изменять свои характеристики под воздействием повышенного давления в местах контакта пластин с поверхностью шкива. В результате чего, цепь вариатора CVT передает заданные усилия без проскальзывания и трения даже в условиях маленькой площади контакта.

Особенности управления коробкой вариатором

Когда автомобиль, оснащенный стандартной коробкой автомат, набирает скорость, приходится раскручивать обороты двигателя перед включением каждой передачи. Автомобиль с вариатором разгоняется при постоянных оборотах силового агрегата. На основании программы управления, выбранной водителем, вариатор самостоятельно изменяет передаточное число трансмиссии.

При подъемах на возвышенность, преодолениях преград или торможениях водитель нажимает на педаль газа, а вариатор автоматически снижает передачу. В это время диски шкивов синхронно передвигаются (сходятся/расходятся), занимают заданное положение, чтобы обеспечить требуемую величину момента кручения выходного вала вариатора.

При помощи электроники, коробка вариатор CVT может резко переключаться, например, перескакивая с виртуальной шестой на восьмую передачу. Или, по желанию водителя, можно постепенно переходить на следующий режим с имитацией последовательного переключения.

Где применяются вариаторы CVT

Благодаря простоте конструкции и комфортности управления, коробки передач вариаторного типа устанавливаются на автомобилях известных производителей: AUDI, INFINITY, NISSAN и др.

Вариаторы также нашли широкое применение в следующих механизмах и технических устройствах:

1. Сверлильные станки.
2. Тракторы и прочие сельхоз машины.
3. Мотороллеры.
4. Снегоходы.

Коробка вариатор, плюсы и минусы

При сравнении КПП вариаторного типа с классической коробкой автомат, выясняется, что АКПП состоит из многочисленных шестерен, валов, синхронизаторов, муфт, тормозов, гидравлической системы, плиты с масляными каналами и пр. Вариатор отличается простотой конструкции. В его состав входят только три основных компонента: ведущий и ведомый шкивы, а также приводной ремень.

Коробки вариаторы набирают популярность среди автопроизводителей и владельцев автомобилей, благодаря большому количеству достоинств:

1. Возможность набирать и снижать скорость без переключения режимов.
2. Плавность передвижения автомобиля при изменении скоростей вариатора.
3. Стабильность показателей мощности, вне зависимости от скорости машины.
4. Существенная экономия топлива.
5. Чуткая реакция электронной системы вариатора на изменения характера дороги (движение по скользкой дороге, на подъем, под уклон).
6. Отсутствие вынужденного замедления (авто не снижает скорость даже при преодолении подъемов).
7. Минимальные потери мощности вариатора, в сравнении с АКПП.
8. Отличная динамика разгона.
9. Стабильность оборотов двигателя.
10. Меньшие выбросы вредных веществ.
11. Простота устройства, минимальное количество рабочих элементов.

Благодаря сравнительно небольшому количеству составляющих, вариатор имеет намного меньший вес, чем аналогичная коробка автомат.

Вариаторы обладают простой конструкцией, но это не исключает необходимости регулярного технического обслуживания. Больше всего хлопот и неприятностей доставляет ремень вариатора CVT. Кроме компьютерной диагностики, здесь требуется производить замену клиновидных или цепных ремней после каждого пробега, равного 50 – 60 000 км. Бывают случаи, когда ремень вариатора нужно менять намного раньше. Все зависит от марки машины, модели вариатора, условий эксплуатации автомобиля.

Наряду с очевидными преимуществами, коробка вариатор обладает определенными недостатками:

• Вариатор плохо переносит усиленные нагрузки.
• Его редко устанавливают на внедорожники, которые эксплуатируются на тяжелых трассах.
• Сравнительно небольшой срок эксплуатации.
• Трудно найти квалифицированного специалиста по ремонту и восстановлению работоспособности вариаторов.
• В мастерских автосервиса часто предлагают полностью заменить поломанный вариатор на новый дорогостоящий механизм. Стоимость нового вариатора составляет более 30% от общей цены на автомобиль.

Внимание: Многие водители отмечают в поведении вариатора некоторую медлительность при переключении передач – эффект задумчивости. Не всех автовладельцев удовлетворяет задержка в одну-две секунды.

Устройство тороидального вариатора

В отличие клиноременной конструкции, вариатор тороидального типа состоит из двух дисков, выполненных в виде вогнутых криволинейных поверхностей. Вращение от ведущего элемента на ведомый передается при помощи специального ролика скользящего действия. При его наклоне и перемещении к наружному диаметру ведомого диска происходит увеличение передаточного числа. Соответственно, при наклоне ролика в противоположную сторону и смещении к центру диска, передаточное отношение вариатора снижается.

Схема устройства и принципа действия тороидального вариатора:

Основные требования к тороидальным вариаторам: высокий коэффициент полезного действия, длительный срок эксплуатации. Чтобы обеспечить выполнение поставленных задач, при изготовлении элементов вариатора используются дорогостоящие материалы, современные технологии.

Тороидальные вариаторы отличаются относительной простотой, однако, такие вариаторы редко применяются в современном автопроизводстве. Это объясняется следующими факторами:

• повышенная требовательность к точности изготовления рабочих элементов;
• прочности поверхностного слоя сопрягаемых дисков и роликов;
• использование дорогих технологий при изготовлении узлов и деталей;
• сложность настроек;
• высокая стоимость специальных смазочных материалов.

Как работает тороидальный вариатор

Глядя на схему тороидального устройства, может показаться, что оно не относится к механизмам вариаторного типа. Здесь отсутствует ременная передача, шкивы не перемещаются относительно друг друга (не сходятся и не расходятся), валы стоят неподвижно. Но, если проанализировать принцип действия данного механизма, получается, что он очень похож на классический вариатор:

1. Ведущий диск вариатора прочно сидит на выходном валу двигателя внутреннего сгорания.
2. Ведомый – передает вращение на приводной вал главной передачи.
3. Ролики передают момент вращения от силового агрегата на ведомый диск.
4. Передаточное число изменяется, в зависимости от угла наклона роликов и места контакта с дисками.

Благодаря двум степеням свободы, ролики вариатора могут крутиться вокруг своей оси, а также совершать наклоны в вертикальном направлении. В результате происходит их контакт с дисками на различных уровнях.

Источник Источник http://neauto.ru/vsja-pravda-o-nadezhnosti-variatorov/
Источник Источник Источник http://motoran.ru/transmisii/chto-takoe-variator