Коробка вариатор — принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

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.

фото вариатор

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.

фото вариатора с ременным привидом

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.

фото вариатор с цепным приводом

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.

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.

фото ручки управления вариатором Ауди

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.

На каких авто самый лучший вариатор нт. Вариаторы: вся правда об их (не)надежности. Что может ломаться

Извечная проблема, я бы даже сказал для многих не решаемая. Я и сам сколько не рылся, не мог найти конкретной информации — что же лучше вариатор (CVT) или автомат (АКПП), вроде бы обе автоматические трансмиссии. Но одну покупают и любят, я имею в виду АКПП, а вот от другой сторонятся CVT! Но почему же так? Ведь если взять вариаторную коробку передач, то тут и разгон лучше, и нет рывков в переключении передач (да их как бы вообще нет), да и расход топлива с ней меньше! Так все же — какие есть различия, какая все же надежнее, у какой ресурс больше и легче ремонт? Ну что начинаем …

Прежде чем начать статью, хочу сказать – проводились исследования покупательской активности, автомат покупают практически в два раза чаще, чем вариатор. Примерные цифры такие:

  • АКПП – около 50% продаж.
  • CVT – около 27% продаж.
  • Роботизированные трансмиссии – около 23% продаж.

Кстати в последнее время «робот» стали покупать намного чаще, вот и наша ЛАДА ВЕСТА и ПРИОРА идут именно с роботизированными коробками. НУ да ладно, сейчас не про статистику, а именно про строение, надежность, разгонную динамику и КПД, а также расход топлива. Начнем, в нашей статье — с автоматической коробки передач (попросту автомат), ведь первым в широком применении в производстве автомобилей начали устанавливать именно его

Автомат

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Немного истории . Появился сначала в судостроении, в 1903 году. И изобретателем считается немец, профессор Феттингер, именно он впервые предложил гидродинамическую передачу, которая развязала бы винт и двигатель корабля, так на свет появилась гидромуфта, которая является самым важным элементом любого автомата. Позже в 1940 году американцы поставили первые автомобильные автоматические коробки передач Hydramatuc в автомобилях Oldsmobile. Нужно отметить, что конструкция практически не изменилась и по сей день. Автоматическая трансмиссия содержит два основных элемента, это гидротрансформатор и собственно сам редуктор. , принцип его работы заключается в плавном, без рывков, переключении передач. Редуктор — содержит все пары шестерен в постоянном зацеплении. Это позволяет получить один компактный законченный механизм, который имеет сразу несколько ступеней. Изначально переднего привода не было, автомобили были заднеприводными и при таком раскладе автоматические коробки имели всего три передачи, что вполне хватало, сейчас другие времена автомобили получили передний привод, поэтому и передач стало больше, есть 4, 5 и 6 скоростные варианты.

Техническая часть АКПП

Что и говорить, эта трансмиссия отточена годами, сейчас ее довели почти до совершенства (не все конечно, но многие). ДА и сама техническая часть довольна прочная.

Здесь крутящий момент от двигателя передается по средствам гидротрансформатора, как я уже писал в нем нет жесткого зацепления, по сути он работает от давления масла. Если нет жесткого зацепления, то ломаться тоже вроде как нечему, однако в строении есть валы с планетарной передачей, а также стальные диски с фрикционами.

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Фрикционы, заменяют собой сцепление, именно при их сжатии или разжатии, включаются нужные муфты, что соответствует передачам.

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Также важными составляющими являются насос высокого давления и гидроблок. Конечно, сейчас я рассказываю очень утрированно, однако обозначаю самые важные элементы.

Что может ломаться в АКПП

Все поломки автомата, как собственно и оппонента, происходят от несвоевременного обслуживания (всем советую прочитать статью – как правильно менять масло в автомате). Зачастую многие не меняют масло даже после большого пробега (в 100 000 км), забивается гидроблок, радиатор автомата, фильтр/а – это приводит к тому, что масляный насос не может подавать нормальное рабочее давление, из-за этого фрикционы начинают прокручиваться на металлических дисках (аналог «пробуксовывания» диска сцепления), передачи начинают не включаться, проявляется дергание между передачами и т.д.

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Именно поэтому при покупке советуют нюхать масло АКПП, потому как горелая ATF жидкость обозначает – что фрикционы пригорели и уже изношены! Если такой запах есть в коробке передач, то покупать такой авто, я бы не стал!

Конечно, если АКПП «запущена», то поломок может быть больше, это износ и планетарных шестерен, и износ фрикционной накладки гидротрансформатора, да еще много чего, у каждого производителя свои нюансы.

Ресурс автомата

Ресурс при должном обслуживании, может быть огромен! Лично мне встречались случаи, когда при смене масла через 40 000 километров, АКПП ходит по 400 000 км, причем это был самый обычный 4 ступенчатый вариант (на Nissan Note). Кстати именно на 4 передачи, старые версии, как я считаю самые надежные, особенно у Японских производителей.

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Чтобы продлить жизнь своей трансмиссии, нужно придерживаться нескольких правил:

  • Менять масло по регламенту, сказано в 60000 так и нужно! Можно даже раньше, скажем в 50000 км. Также нужно помнить необслуживаемых автоматов не бывает!
  • Менять вместе с маслом, масляный фильтр, это намного продлит ресурс.
  • Желательно снять радиатор АКПП и продуть его – промыть (маслом)
  • Очистить дно автомата, от всякой стружки, гари и прочего, очистить магниты.

Эти простые правила, сделают свое дело, ресурс увеличиться и намного, думаю сможете проходить около 300 000 километров. Из-за такой стойкости многие и выбирают именно такой тип трансмиссии.

Теперь хочу перечислить плюсы и минусы автоматической коробки передач

Плюсы автомата

1) Легкое управление автомобилем (не нужно думать, как тронуться и какую скорость включить, АКПП все сделает за вас)

2) Надежность. Этот вид трансмиссии при должном уходя может ходить более 300 000, это больше чем у оппонента.

3) Ремонт. Автомат хорошо изучен, его могут легко отремонтировать даже сторонние организации, много мастеров.

4) Масло. Для автомата требуется специальное масло – это правда, но требования к нему гораздо ниже, чем для оппонента. ДА и стоит дешевле.

5) Мало электроники, да автоматы работают в купе с ЭБУ, но все же электронная составляющая всего около 20 – 30%. Остальное банальная механика.

6) Рывки и передачи. НА данный момент времени, появляются 6 – ти ступенчатые варианты (где-то слышал что есть и на 8 – 12 передач), так вот у них уже больший максимальный порог скорости, авто не будет реветь как потерпевший на 4 передаче, так же у них мягче переключения, уже почти не заметны.

Минусы автомата

1) Не имеет такой динамики, как скажем вариаторная трансмиссия, или механическая трансмиссия.

2) Ниже КПД. Что это значит? У автомата нет жесткого зацепления между, двигателем и трансмиссией, здесь все происходит при помощи гидротрансформатора, то есть давлением масла. Поэтому часть КПД тратиться на такую передачу.

3) Толчки при переключении. Потому как здесь есть передачи, у оппонента такого нет.

4) Трансмиссионного масла больше, чем у других трансмиссий, около 8 – 10 литров. Например, у вариатора 5 – 8 литров, у механической коробки 2 – 3 литра.

5) Больший расход топлива. ДА расходует больше чем вариатор, опять е из-за меньшего КПД.

Если подвести итог по АКПП, то получается — что надежность, перекрывает многие минусы, это низкий КПД, толчки при переключении (хотя сейчас они все менее заметны), больший расход топлива и меньшую динамику. Зато при правильно замене ATF жидкости, можете спать спокойно после 100 000 километров, чего не скажешь про оппонента.

Вариатор

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Немного истории . Сontinuosly Variable Transmission (CVT). Многие считают вариатор более поздним изобретением (если сравнивать с оппонентом), а вот нет. Принцип бесступенчатой трансмиссии изобрел еще Леонардо Да Винчи, аж в 1490 году, только внедрить его в массы он не смог, у него попросту не было такого двигателя внутреннего сгорания, которым обладают современные автомобили. Однако принцип двух конусов направленными в разные стороны сужающимися частями и натянутым между ними ремнем, предложил именно Да Винчи, такие конструкции применялись на мельницах, это уже и был примитивный вариатор. Далее про эту систему как-то забывают и только в начале 19 го века, принцип начинают применять на станках в промышленности, но до автомобильного варианта, еще далеко. Первым кто задумался применять это изобретение для автомобиля, был голландский инженер Хуберт ван Доорн, создавший бесступенчатую трансмиссию Variomatic. Эта трансмиссия устанавливалась на продукцию фирмы DAF, в 1958 году. Ставилась на автомобиль с двигателем 0,59 литра. Успех был ошеломляющий и затем уже многие производители задумались о установки бесступенчатой трансмиссии на свои модели. Вот короткий экскурс в историю. А сейчас принцип действия.

Техническая составляющая вариатора

Итак, бесступенчатый вариатор, одна из разновидностей автоматической коробки передач. Только в отличие от того от оппонента, вообще не имеет скоростей. В строении имеется два шкива, один ведущий, второй ведомый, расположены друг против друга, также стянуты ремнем, только вот ремень сейчас металлический, да еще и трапециевидный. Конусы вариатора, не цельные как было раньше, они имеют сдвижные половинки. Когда ведущий шкив раздвинут, ремень крутится по малому диаметру, опираясь гранями на его поверхность, своеобразная пятая – шестая передача. А вот если шкив сдвинут, а ремень вращается по большому диаметру, получается максимальное передаточное число, что соответствует первой передаче.

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Далее сдвигая шкив, можно максимально плавно уменьшать передаточное число, то есть максимально плавно переключать скорости (хотя их и нет), но передаточные числа соответствуют скоростям в обыкновенной автоматической коробке. Все это делает вариатор (CVT), очень эффективным звеном, между двигателем и колесами. Ведь здесь передается максимальное КПД, потому как передача крутящего момента от двигателя – трансмиссии – колесам, здесь жесткая, то есть передается механическими усилиями, а не давлением масла.

Что может ломаться

Вариатор очень требователен к обслуживанию. Масло меняется раз в 60 – 80 000 километров, как это регламентируют некоторые производители. ДЕЛАТЬ ЭТО СТОИТ ВСЕГДА! Потому как если вы не замените масло, то начинают проявляться проблемы и здесь они далеко не «детские».

  • Также забивается гидроблок, и масляный насос не может нагнетать нормальное давление.

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

  • От этого валы не могут нормально зажать или разжать ремень, он начинает в них пробуксовывать.
  • Когда буксует ремень, он очень сильно изнашивается. При высоких износах может порваться. И тогда мало не покажется, разлетается по всей коробке и разрушает все и вся!

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

  • Также задираются «зеркала» валов, что также негативно влияет на ремень.
  • Вариатор еще плох тем, что в нем очень много электроники, то есть он ей банально управляется, она может составлять до 50%!

Ресурс вариатора

Здесь также как и у автомата, нужно помнить о сменах масла, если этого не делать, то CVT может и до 100 000 недотянуть!

Но даже если вы все правильно делаете то при 120 – 150 000 километров, вам ЖЕЛАТЕЛЬНО, заменить ремень! Иначе он может порваться! А это уже серьезно!

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Таким образом, вариатор это более «беспокойная» трансмиссия, 300 000 километров на ней не пройти, банально меняя масло!

Плюсы вариатора

1) Динамичный разгон (быстрее, чем на АКПП)

2) Уменьшенный расход топлива (намного меньше, чем на АКПП)

3) Нет передач, а соответственно нет рывков переключения, что дает дополнительные преимущества по плавности и динамичности хода

4) Высокий КПД. Примерно на 5 – 10% больше чем у оппонента.

5) Легкое управление автомобилем (новичкам, не нужно познавать азы управления автомобилем, трогание и переключение передач, на механике)

Минусы вариатора

1) Сложный, очень сложный ремонт (до конца не изучен, поэтому ремонтом занимаются только официальные дилеры, а это очень не дешево). Реально найти мастера но CVT очень сложно, особенно в провинциальных городах.

2) Замена ремня между шкивами, через 100 – 150 тыс. километров, тоже не дешево и делают далеко не все станции.

3) Сложная электроника, при ее выходе из строя, опять едем к официалам, опять платить дорого.

4) Масло, специальное и очень дорогое, купить не так просто, причем определенному производителю, нужно определенное масло, шаг вправо, шаг влево карается поломкой.

Подведем итог. Что же лучше? По своим, техническим особенностям, вариатор намного, опережает автомат, это и динамика разгона, и малый расход топлива, и «безрывковое» плавное переключение передач. Но ремонт — очень дорогой и опять, же не каждый автосервис за него возьмется, попросту нет специалистов. Также идет износ ремня, уже через 100 – 1200000 его желательно заменить, очень требователен к качеству масла! Автомат тут выигрывает, он более изучен и сделать, его можно быстрее и дешевле, неофициальные станции, давно их ремонтируют. Скажу так, если покупаете новую машину на гарантии, то вариатор, лучше, в случае чего, все поправит гарантия. А вот если вы покупаете машину уже после гарантии и за пробегом в 100 000 км, то лучше посмотреть в сторону автомата, ибо его легче и дешевле починить, да и ходит он в два раза (как минимум дольше).

Вот в этой статье — , также разбирали что лучше. Также читайте — (80 голосов, средний: 4,28 из 5)

Если конструкция механических передач у большинства автопроизводителей довольно схожа, то при выборе типа автоматических трансмиссий в последние годы наметилось четкое разделение идеологий. Компании Borg-Warner и LUK в данный момент делают ставку на роботизированные трансмиссии с двумя сцеплениями, Aisin развивает направление классических автоматов, а в ZF Group пошли дальше и начали выпускать 9-диапазонные АКП. Японская компания Jatco, активно сотрудничающая с Nissan, по-прежнему делает упор на эволюцию вариаторных трансмиссий. Эта тенденция в основном заметна по автопрому Страны восходящего солнца: большинство японских автомобилей с автоматическими коробками передач агрегатируются вариаторами CVT (Continuously Variable Transmission).

Вариатор CVT7 сочетает в себе 2-ступенчатый автомат и классический вариатор

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

CVT8 выпускается в двух исполнениях: с пределом по крутящему моменту в 250 Нм и 380 Нм

В чем причина популярности бесступенчатых трансмиссий? Как показывают исследования и данные самих производителей, такие агрегаты на данный момент являются наиболее экономичными, способными наиболее гибко передавать крутящий момент от ДВС к колесам, а также являются наиболее выгодными с точки зрения производства, положительно влияя на конечную стоимость автомобиля. К слову, даже большинство недовольств со стороны авто владельцев относительно монотонной работы двигателя, работающего в паре с CVT и зависающего на определенных оборотах, сошли на нет. Вариаторы сильно прогрессировали и по своему характеру стали больше напоминать классические автоматы, довольно удачно имитируя переключение передач, сохраняя при этом плавный темп ускорения и замедления автомобиля. Однако у владельцев то и дело возникают вопросы, касающиеся ресурса бесступенчатых трансмиссий: так ли они надежны на сегодняшний день, как традиционные АКП с гидротрансформаторами и планетарными передачами? По словам инженера по силовым агрегатам и трансмиссиям отдела технических исследований «Nissan Европа» Дмитрия Иванова, современные вариаторы Jatco серьезно прибавили в надежности и сейчас почти лишены каких-либо недостатков, которые были свойственны первым поколениям этих трансмиссий. «5 колесо» задало техническому эксперту наиболее волнующие автовладельцев вопросы:

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Инженер по силовым агрегатам и трансмиссиям отдела технических исследований «Nissan Европа» Дмитрий Иванов

— Какие типы и модели вариаторов сейчас используются в Nissan и на каких моделях?

В настоящее время модельный ряд автомобилей Nissan комплектуется тремя модификациями вариаторов. Это CVT7 и две модели CVT8. Вариатор CVT7 представляет собой гибридную установку, сочетающая в себе 2-ступенчатую автоматическую коробку передач и классический вариатор. Благодаря применению такой конструкции удалость достигнуть малых габаритных размеров и широкого диапазона передаточных чисел. Этот вариатор применяется на автомобилях Nissan Sentra, Tiida, Juke, Qashqai с двигателями объемом 1,2 л. Предел по крутящему моменту в данном случае составляет 180 Нм. Вариатор CVT8 в свою очередь имеет два исполнения. Первое предназначается для двигателей «среднего» объема с пределом по крутящему моменту в 250 Нм. В этом вариаторе в механизме привода используется стальной ремень (как и в первом вариаторе). Устанавливается эта трансмиссия на автомобили с двигателем объемом 2 л (Nissan Qashqai, X-Trail, Juke и Juke Nismo с двигателем MR16), а также на Nisan Teana с мотором 2,5 л. Для более мощных бензиновых и дизельных двигателей предназначен вариатор с пределом по крутящему моменту в 380 Нм. Главное отличие от предыдущего агрегата — использование цепи в механизме привода. Такой вариатор устанавливается на автомобили Nissan Teana 3.5, Pathfinder 3.5, Qashqai 1.6 dCi, Infiniti QX60. Также на базе этого вариатора была разработана модификация с электрической силовой установкой для гибридных автомобилей. В России с такой трансмиссией представлены гибридные Pathfinder.

— Каковы основные советы по эксплуатации автомобиля с вариатором? Каких рекомендаций следует придерживаться автовладельцам, чтобы продлить жизнь трансмиссии?

Основной совет, который эффективен не только для вариаторов, но и для всех автоматических трансмиссий, — стараться избегать интенсивных нагрузок (активные ускорения, движение с большой нагрузкой) в первые 5–10 минут после запуска двигателя. Особенно это важно для зимнего времени года: масло в вариаторе требуется хоть немного прогреть.

Насколько сильно страдает вариатор от сильных пробуксовок, допустим, в глубоком снегу? Как при этом ведет себя полный привод?

Ограничений по эксплуатации автомобиля на бездорожье производителем не предусмотрено. Автомобиль с вариатором можно использовать в глубоком снегу и грязи. С вариатором в этом случае ничего произойти не должно. Ограничения по проходимости, скорее всего, могут быть вызваны геометрической проходимостью или возможностями полного привода. Ярким примером вседорожного автомобиля в нашем модельном ряду можно назвать Nissan X-Trail предыдущего поколения (T31). Этот автомобиль разошелся огромным тиражом и зарекомендовал себя как весьма достойный «проходимец»: эти кроссоверы и по сей день беспроблемно эксплуатируются на всех дорогах и направлениях России.

— Каким образом сейчас проводится гарантийный ремонт вариаторов?

В данный момент применяется только агрегатный ремонт вариаторов. Это значит, что в случае возникновения неисправности требуется заменить агрегат в сборе. В скором будущем мы планируем предоставить возможность модульного ремонта агрегата трансмиссии: станут доступны основные узлы к замене (гидротрансформатор, блок клапанов и т. д.).

— Какие тесты и измерения проводит компания Nissan в плане проверки надежности вариатора и трансмиссии в целом?

Все автомобили Nissan (как с вариаторами, так и без) проходят пробеговые испытания в российских условиях эксплуатации. В среднем километраж тестовых автомобилей составляет 100 тыс. км. В ходе этих испытаний оценивается как работа автомобиля в целом, так и работа отдельных узлов, агрегатов, деталей, в том числе и трансмиссии. Кроме того, если необходимо провести отдельные испытания некоторых узлов, мы организуем специальные тесты, направленные именно на контроль работы этих агрегатов. Тесты могут быть самые разнообразные, и проводятся они как на дорогах общего пользования во всех регионах России, так и на всех полигонах компании Nissan. Например, зимой 2011 года был проведен тест трансмиссии на полноприводном автомобиле Nissan Teana во Владивостоке. Он проходил в городских условиях на подъемах большой крутизны, покрытых льдом. А в 2008 году компания проводила доводочные испытания трансмиссии автомобиля X-Trail в Сургуте в условиях глубокого снежного покрова. Так что уверен: поводов для беспокойства относительно ресурса трансмиссий у автовладельцев возникать не должно. Главное — ко всему подходить с умом и придерживаться рекомендаций завода-изготовителя.

В последнее время, в связи с развитием инверторной техники и частотного регулирования электромашин, нередко высказывается мнение о неперспективности вариаторного привода от электродвигателей с постоянной частотой вращения. Действительно, с помощью инверторной техники можно изменять частоту вращения электродвигателей или получать постоянную частоту тока от генераторов, вращающихся с переменной угловой скоростью. Но электромашины с инверторным регулированием отнюдь не заменяют собой их же, но с вариаторным приводом.

Дело здесь в том, что электромашины при инверторном регулировании должны выбираться исходя из максимального крутящего момента, проходящего через них. При заданной мощности это означает, что работа на минимальных частотах вращения требует электромашин с самыми большими габаритно-массовыми показателями. Усугубляет положение пониженная эффективность работы большинства электромашин на низких частотах тока.

Анализ показывает, что привод с электромашиной постоянной частоты вращения и вариатором существенно эффективнее привода от электромашин с частотным регулированием и машин постоянного тока, особенно по массе агрегата, и, разумеется, стоимости. Так, например, получить максимальный крутящий момент около 100 Нм при интервале рабочих частот вращения 200. 2200 об/мин можно с помощью мотор-вариатора с асинхронным электродвигателем мощностью 2,2 кВт общей массой 30 кг, электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением мощностью 3 кВт и массой 125 кг, а также асинхронного электродвигателя с частотным регулированием мощностью 30 кВт с инвертором общей массой около 200 кг. При этом КПД установок с асинхронным электродвигателем соизмерим и колеблется между 0,7 и 0,8 в зависимости от крутящего момента, а у электродвигателя постоянного тока он сильно падает, примерно до 0,3 при максимальном моменте.

Преимущество вариаторного привода наиболее отчетливо наблюдается при больших мощностях привода, когда массы агрегатов существенны, либо когда имеются жесткие ограничения к массам агрегатов. Например, согласно расчетам, наличие вариатора вместо инверторного регулирования на мощных, порядка мегаватта и более, ветроустановках позволяет снизить массу генератора в 2. 3 раза, а она сейчас порядка 10 тонн и выше. Масса же генератора существенно влияет на массу и стоимость вышки ветроустановки высотой около 120 м. К тому же ветроустановки обычно работают при мощностях менее 25% от установочной, а КПД инверторов при таких недогрузках гораздо меньше, чем у описываемого вариатора с оптимизированным, зависящим от мощности нажимом (сказанное относится к германским ветроустановкам, с которыми авторы знакомы по работе).

Очень полезен в понимании этого вопроса пример из автомобильной техники. Известно, что двигатель автомобиля, также как и электромашина с частотным регулированием, позволяет менять частоту вращения в широких пределах регулировкой подачи топлива. Однако попытка обойтись в приводе автомобиля без коробки передач, безразлично, ступенчатой или бесступенчатой, привела бы к хорошо понятному результату – двигатель стал бы иметь массу, соизмеримую с остальной частью автомобиля. Или автомобиль стал бы разгоняться с интенсивностью товарного поезда.

Прототипом нового вариатора является с нашей точки зрения наиболее перспективный планетарный дисковый вариатор по патенту Великобритании №1384679, F16H 15/50, 19.02.75 г. долгое время успешно выпускаемый, в частности, германской фирмой «Lenze» под названием «Disco» (рис. 1).

Рис. 1. Вариатор «Disco» фирмы «Lenze»: 1 – ведомый вал; 2 – неподвижное кольцо муфты; 3 – диск сателлитов; 4 – нажимное кольцо муфты; 5 – ось сателлита; 6 – сателлит; 7 – упорное кольцо; 8 – внутреннее солнечное колесо; 9 – пакет пружин; 10 – вал электродвигателя

На валу 10 электродвигателя установлено внутреннее солнечное колесо 8 , вращающееся с практически постоянной угловой скоростью. Наружное солнечное колесо состоит из упорного кольца 7 и нажимного кольца муфты 4 . Между внутренним и наружным солнечными колесами находятся сателлиты 6 , установленные на осях 5 . Сателлиты свободно перемещаются в радиальном направлении в гнездах диска 3 , через который крутящий момент передается на ведомый вал 1 .

Изменение передаточного отношения в вариаторе «Disco» производится при работающей передаче принудительно, путем вращения через винтовую или червячную передачу. При вращении нажимного кольца муфты, имеющего как и неподвижное кольцо 2 , волнообразный профиль, происходит его перемещение в осевом направлении, вследствие чего изменяется зазор между нажимным и упорным кольцами. При уменьшении зазора сателлиты выдавливаются к центру, сжимая пакет пружин 9 . Передаточное отношение вариатора при этом уменьшается. При вращении нажимного кольца в другую сторону зазор увеличивается и промежуточные конические диски под действием пакета пружин устремляются на периферию, повышая передаточное отношение.

Следует заметить, что последние серии вариаторов «Disco» снабжены сервосистемой с дополнительным двигателем и приводом для автоматического изменения передаточного отношения, например, в зависимости от момента сопротивления на выходном валу.

Планетарная схема вариатора кроме высокой компактности обеспечивает повышенные значения КПД, особенно на малых передаточных отношениях, близких к единице (напомним, что при передаточном отношении, равном единице весь планетарный механизм работает как одно целое без потерь на прокручивание). Это свойство особенно важно для автомобилей, так как наибольшие мощность двигателя и время работы здесь происходит именно на таких передаточных отношениях, называемых в автомобилестроении «высшими». Следует отметить, что именно дисковый вариатор, в отличие от вариаторов других типов, наилучшим образом подходит для планетарной схемы, так как все его рабочие элементы вращаются в одной плоскости и не подвержены весьма высоким гироскопическим воздействиям, пагубно влияющим на подшипники сателлитов. Вариаторы же с гибкой связью практически непригодны для использования по планетарной схеме. По своей несущей способности и эксплуатационным показателям – это один из лучших вариаторов.

Однако вариаторам «Disco» присущи следующие существенные недостатки, анализ которых необходим для понимания работы нового вариатора.

Невозможность повышения передаваемого крутящего момента и мощности путем простого увеличения числа рядов дисков, так, как это делается в многодисковых вариаторах. Это происходит из-за того, что внешние и внутренние центральные фрикционные диски при изменении передаточного отношения перемещаются в противоположных направлениях. Например, при сближении внешних дисков, внутренние раздвигаются, и наоборот.

Внешние и внутренние фрикционные диски представляют собой жесткие, практически недеформируемые в осевом направлении элементы, из-за чего усилие нажима воспринимают при шести сателлитах лишь 70% точек контакта. Это вызывает падение КПД и допускаемых контактных напряжений, повышает вероятность заеданий и требует весьма точного выполнения дисков-сателлитов по толщине (жесткий допуск на разнотолщинность), что повышает стоимость изделия.

Весьма неблагоприятные условия нажима фрикционных дисков, связанные со способом регулирования передаточного отношения. Нажимы во внешнем и во внутреннем фрикционных контактах без учета центробежных воздействий в этих вариаторах одинаковы, причем они повышаются при увеличении частоты вращения выходного вала, то есть при уменьшении передаточного отношения («выдавливании» сателлитов к центру). В этом же положении максимальны центробежные эффекты сателлитов, дополнительно существенно нагружающие их зоны контактов с внутренними дисками. Анализ показывает, что требуемые, то есть оптимальные нажимные усилия прямо противоположны имеющимся, из-за чего при малых передаточных отношениях сильно – в десятки раз – перегруженными оказываются контакты сателлитов с внешними дисками. Следствия этих пережимов видны из рис. 2, на котором приведены экспериментальные зависимости КПД вариатора «Disco» и нового планетарного дискового прогрессивного вариатора от частоты вращения выходного вала. Наибольшее падение КПД наблюдается у вариаторов «Disco» в наиболее используемом, особенно для автомобилей, режиме максимальных частот вращения выходного вала (минимальных передаточных отношений).

Рис. 2. Экспериментальные графики зависимости КПД от частоты вращения выходного вала: 1 – нового планетарного дискового прогрессивного вариатора; 2 – вариатора «Disco» фирмы «Lenze»

Способ регулирования передаточного отношения вариаторов «Disco», определяемый их конструкцией, неприменим для их использования на автомобилях и других машинах с динамичным изменением режимов работы. Помимо неблагоприятных условий нажима дисков, вызываемых этим способом, даже при наличии сервосистемы изменения передаточного отношения, системы датчиков и электронного блока управления, реакция механизма на увеличения усилия прижима внешних дисков (а именно так происходит изменение передаточного отношения) наступает весьма нескоро. Перемещение сателлитов происходит из-за упругих деформаций стальных жестких дисков и осуществляется очень медленно – до 250 секунд. Оперативного изменения передаточного отношения путем непосредственного перемещения сателлитов здесь осуществить нельзя.

Между тем сама планетарная схема дискового вариатора настолько перспективна по сравнению с другими вариаторами, что авторы сочли целесообразным создать на этой основе вариатор, лишенный отмеченных недостатков и обеспечивающий следующие полезные свойства.

Многодисковость конструкции при совмещении по оси внешних и внутренних рядов фрикционных дисков. Это позволит повышать несущую способность вариатора пропорционально числу рядов дисков при незначительном увеличении его габаритов по длине.

Равномерность прижима всех зон контактов при любом числе сателлитов, что позволяет избежать заеданий при высоких значениях контактных напряжений, допустимых для точечного исходного контакта. Достигается это использованием упруго-податливых центральных фрикционных дисков, компенсирующих разнотолщинность сателлитов.

Оптимизированный автоматический прижим фрикционных дисков, зависящий от передаточного отношения вариатора. Это позволяет учитывать изменяющийся коэффициент упругогидродинамического (УГД) трения во фрикционных контактах, также зависящий от передаточного отношения вариатора. Анализ показывает, что для большого числа важнейших применений вариаторов этот способ прижима фрикционных элементов наиболее подходит.

Это относится, например, к приводам от электромашин переменного тока с практически постоянной частотой вращения. Обеспечивая наилучшие показатели при максимальной мощности, такой способ прижима практически не снижает эффективности и при уменьшении потребляемой мощности в 2. 3 раза, так как пережим в это число раз очень незначительно снижает КПД (сравните с пережимом в десятки раз у вариаторов «Disco»).

Это же относится к наиболее массовому и перспективному потребителю вариаторов – автомобилю. Не вдаваясь в нюансы этого достаточно сложного вопроса, отметим, что на режимах полной подачи топлива, а именно на этих режимах работают современные системы автомобильных трансмиссий с вариаторами, зависимость прижима дисков от передаточного отношения наиболее эффективна. На частичных режимах подачи топлива предполагается работать только в редких случаях, да и при этом КПД самого двигателя снижается настолько резко, что незначительное снижение КПД вариатора из-за пережима дисков здесь окажется практически незаметным.

На таких потенциально массовых потребителях вариаторов с высоким КПД как ветроэлектростанции, предполагаемый способ нажима наилучший, так как здесь все силовые параметры вариатора, в том числе и нажим, зависят от частоты вращения ветроколеса, а это при постоянной частоте вращения генератора означает, что и от передаточного отношения вариатора.

Главное, на наш взгляд, свойство – это саморегулируемость, адаптивность, или используя применяемый для вариаторов термин – «прогрессивность». Это свойство особенно ценно тогда, когда оно достигается не использованием дополнительных сложных, дорогих и ненадежных силовых сервосистем с датчиками, электронными блоками управления и серводвигателями с исполнительными механизмами, а органически свойственно данной конструкции вариатора. Это достигается в конструкции нового вариатора объединением систем нажима и изменения передаточного отношения. К тому же предусмотрена возможность принудительного (по желанию оператора) изменения на ходу степени этой прогрессивности или «мягкости» зависимости частоты вращения от момента сопротивления на выходе. Разумеется, предусмотрено и непосредственное принудительное изменение передаточного отношения, в том числе в ряде случаев и на неподвижном вариаторе, что принципиально невозможно на вариаторах «Disco» и на подавляющем большинстве других фрикционных вариаторов.

Эти свойства нового вариатора, работа над которым ведется в Московском государственном индустриальном университете (МГИУ) около 20 лет, отражены в патентах России .

Принципиальная схема вариатора представлена на рис. 3. На этой схеме вариатор включает всего два ряда центральных фрикционных дисков – неподвижных внешних 9 , установленных в корпусе 18 , и внутренних 5 с зажатыми между ними сателлитами 7 при помощи тарельчатых (или просто плоских дисковых) пружин 4 и 8 , соответственно. Однако по схеме понятно, что этих рядов может быть сколь угодно много, сколько выдержат по прочностным и жесткостным показателям оси сателлитов 10 , и их подшипники 6 . Не исключаются и промежуточные поддерживающие опоры на осях 10 , преимущественно при числе рядов выше четырех. Число сателлитов в одном ряде преимущественно шесть, как и в вариаторах «Disco», хотя для мощных устройств с малым диапазоном варьирования (например, для мощных ветроустановок), их может быть до 12 . Подшипники 6 осей 10 находятся на одном конце поворотных рычагов 19 , на других концах которых размещены противовесы 11 , одна группа которых снабжена роликами 12 , находящимися в фасонных прорезях 20 диска 13 , связанного с выходным валом 17 .

Рис. 3. Схема нового планетарного дискового прогрессивного вариатора: 1 – ось поворотных рычагов; 2 – водило; 3 – входной вал; 4 – тарельчатая пружина; 5 – внутренний центральный фрикционный диск; 6 – подшипники сателлитов; 7 – сателлит; 8 – плоская дисковая пружина; 9 – неподвижный внешний центральный фрикционный диск; 10 – ось сателлитов; 11 – противовес; 12 – ролик; 13 – прорезной диск; 14 – рычаг; 15 – пружина; 16 – рычажный механизм; 17 – выходной вал; 18 – корпус-эпицикл; 19 – поворотный рычаг; 20 – фасонная прорезь прорезного диска; ЖСМ – жидкий смазочный материал.

Поворотные рычаги 19 сидят на осях 1 , закрепленных в водиле 2 . Ролики 12 отжимаются на периферию пружинами 15 , усилие которых может изменяться принудительно с помощью рычажного механизма 16 , воздействие на который осуществляется рычагом 14 . Рычаг может передвигаться как вручную (например, с помощью винтового механизма, если нужно принудительно устанавливать нужные передаточные отношения), так и с помощью усилителей, имеющих упругую характеристику (например, пневмокамер, управляемых от пневмосистемы). Следует отметить, что вариатор является прогрессивным и без механизма изменения усилия пружин. Но тогда он будет иметь всего одну «мягкую» рабочую характеристику, например, как у гидротрансформатора или электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. Описанный механизм изменения усилия пружин (как в сторону его уменьшения, так и увеличения) изменяет лишь степень «мягкости» характеристики вариатора, позволяя работать на любом режиме, что особенно важно для автомобильной автоматической трансмиссии. В таком случае рычаг 14 будет связан с педалью управления скоростью автомобиля, с дополнительным усилителем или без него.

При изменении крутящего момента на выходном валу 17 , ролик 12 , находящийся до этого в прорези 20 в уравновешенном состоянии, под действием усилий пружин 4 , 8 , 15 , тангенциальных усилий рабочего момента и других усилий в механизме вариатора, изменяет свое положение в прорези, меняя при этом передаточное отношение. Нажимные пружины 4 и 8 при этом упруго деформируются за счет расклинивающего действия сателлитов, что при вращении фрикционных дисков связано с ничтожным сопротивлением трению, и имея специально подобранные характеристики «сила-деформация», обеспечивают оптимальный по КПД нажим фрикционных дисков, с запасом β = 1,25. 1,5. Прорезь 20 может быть выполнена и такого профиля, когда она лишь уменьшает или полностью устраняет усилие перевода ролика 12 при изменении передаточного отношения. Таким образом, свойство прогрессивности является как бы «врожденным» свойством, присущим конструкции вариатора, и достигается лишь подбором формы прорези 20 и жесткости пружины 15 .

Опытный образец описанного вариатора в виде мотор-вариатора был рассчитан и спроектирован авторами данной работы и изготовлен на АМО ЗИЛ по совместному тематическому плану с Московским государственным индустриальным университетом (МГИУ). При расчете вариатора были использованы созданные при участии авторов методики и программы . Проектирование вариатора осуществлялось в системе трехмерного моделирования CATIA (рис. 4). Заметим, что опытный образец мотор-вариатора, имеющий самостоятельное значения для общепромышленного назначения, для АМО ЗИЛ является первым этапом создания автоматической бесступенчатой коробки передач, в частности для автобуса ЗИЛ-3250.

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Рис. 4. Изометрия мотор-вариатора

Для испытаний мотор-вариатор был снабжен тормозным устройством с водяным охлаждением тормозного барабана и с возможностью регулирования тормозного момента (рис. 5).

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Рис. 5. Общий вид мотор-вариатора с тормозным устройством

Испытания опытного образца показали, что вариатор действительно является прогрессивным, имея «мягкую» характеристику, представленную на рис. 6.

Рис. 6. Зависимость крутящего момента на выходе М вых от частоты вращения выходного вала n 2 и передаточного отношения i мотор-вариатора

При этом на высоких передаточных отношениях, в данном случае кинематическом, равном i = 9, а реальном около i = 13, проскальзывание достигало 35%, а значение передаваемого крутящего момента все возрастало. Эту необыкновенную «живучесть» фрикционного вариатора мы объясняем высоким значением фактора верчения при высоких передаточных отношениях данного вариатора. Похожий эффект возрастания коэффициента УГД-трения при высоких значениях проскальзывания и фактора верчения был получен проф. H. Vojacek в трибологической лаборатории в г. Гмунде, Германия . Как известно, при малых значениях фактора верчения уже небольшие значения скольжения вызывают падение коэффициента УГД-трения и буксование фрикционной передачи, что показано многочисленными испытаниями на роликовых стендах.

Концепция нового прогрессивного вариатора в его автомобильном назначении в качестве автоматической бесступенчатой коробки передач была описана в , в качестве составной части автомобильного гибрида в , и в качестве нового перспективного типа движителя автомобиля, где вариатор встроен в ступицу ведущего колеса – вариоколеса, в .

Наиболее крупной спроектированной конструкцией на основе разработанного вариатора является вариатор-мультипликатор для ветроустановки мощностью 680 кВт. Следует заметить, что сдвоенный вариатор такой мощности с одним механизмом управления, расположенным в середине, может передать мощность 1,5 МВт, что достаточно для самой распространенной в перспективе модели ветроустановки. Следует отметить, что как мощность, передаваемая через каждую зону контакта при этом, так и особенно мощность потерь, переходящая в тепло, здесь значительно меньшие, чем способна передать зона контакта даже меньшего размера, что показано испытаниями на стендах .

В качестве жидкого смазочного материала (ЖСМ) предполагается использование как моторного масла (например, для коробки передач к автобусу ЗИЛ-3250, имеющей большой запас по мощности), так и специально разработанных трактантов «Santotrac» и «Variotrac», широко выпускаемых в США и Германии, а также отечественного трактанта ВТМ-1. Заметим, что использование трактантов существенно повышает несущую способность, долговечность и КПД вариаторов и перспективы их применения сомнений не вызывают.

  1. Многодисковый планетарный вариатор / Н.В. Гулиа. – Патент России №2140028; 26.05.98.
  2. Автоматическая бесступенчатая передача / Н.В. Гулиа. – Патент России №2138710; 16.06.98.
  3. Гулиа Н.В., Юрков С.А., Петракова Е.А., Ковчегин Д.А., Волков Д.Б. Методика расчета основных параметров фрикционного дискового вариатора // Справочник. Инженерный журнал. – 2001. – №1. – С.30. 39.
  4. Vojacek H., Traktionsfluide Struktur und Eigenschaften vor alle Reibungsverhalten, Elmatik GmbH, 8036 Herrsching 2/BRD, 1985.
  5. Отрохов В.П., Гулиа Н.В., Петракова Е.А., Юрков С.А. Бесступенчатая коробка передач для ЗиЛ-5301 // Автомобильная промышленность. – 1998. –№7. – С.16. 18.
  6. Гулиа Н.В., Власов А.Е., Юрков С.А. Механическая бесступенчатая передача для грузовых автомобилей и автобусов. Перспективы использования // Грузовик & Автобус, троллейбус, трамвай. – 1999. – №12. – С.7. 12.
  7. Гулиа Н.В., Юрков С.А. Гибридные силовые агрегаты для городских автобусов // Грузовик & Автобус, троллейбус, трамвай. – 2000. – №1. – С.10. 14.
  8. Гулиа Н.В., Юрков С.А. Новая концепция электромобиля // Автомобильная промышленность. – 2000. – №2. – С.14. 17.
  9. Гулиа Н.В., Мартин Ф., Юрков С.А. Вариоколесо и его перспективы для автомобилей // Автомобильная промышленность. – 2000. – №10. – С.19. 21.
  10. Елманов И.М., Колесников В.И. Термовязкоупругие процессы трибосистем в условиях упругогидродинамического контакта. – Ростов-на-Дону: Центр Высшей школы, 1999. – 173 с.

Это образчик среди трансмиссий по эффективности передачи крутящего момента, но у этого типа коробок передач есть один нюанс, который многих подбешивает, а иногда просто становится опасным для жизни, резкое ускорение на автомобиле оборудованным вариатором невозможно, здесь нужны именно шестерни.

Подумали об этом деле в Тойота и решили, а почему бы действительно не поставить на свою CVT трансмиссию первую передачу? Обычную скорость на валу с шестеренкой, которая бы дала подходящий разгонный импульс для автомобиля. Поскольку на низких скоростях или при начале движения приводной ремень находится в самой неэффективной позиции, на которой крутящий момент будет максимально высоким, а передача будет невероятно низкой. Это нужно было обойти.

Сказано — сделано. Новая вариаторная трансмиссия от теперь обзавелась первой передачей, точно такой же как на стандартной механической или автоматической трансмиссии. Этот дополнительный элемент стал в CVT-трансмиссии не только эффективным средством, помогающим разогнать автомобиль быстрее, но и позволил уменьшить сложность и повысить надежность вариатора, что на первый взгляд кажется странным. Вроде конструкция же усложнилась, добавился новый элемент, однако специалисты считают, что такой симбиоз пойдет коробке передач только на пользу.

Подробно и доходчиво о системе вариатора от Тойота (включаем субтитры и перевод, если необходимо):

Говорим про «Ниссан» с автоматической коробкой передач — предполагаем бесступенчатую трансмиссию CVT. Японцы перевели на вариаторы практически всю линейку своих моделей, от компактных Juke, Qashqai и Sentra до полноразмерных Murano и Pathfinder. У вариаторов есть свои приверженцы и противники, хотя, как обычно, все сводится к вопросу привычки и «религии».

Главными преимуществами такого типа коробки перед классическими автоматами и «роботами» считаются плавность работы, экономичность и адекватная стоимость при производстве.

Сами вариаторы для машин концерна Renault-Nissan традиционно поставляет компания Jatco. Примечательно, что, например, один лишь Qashqai оснащается аж тремя разновидностями трансмиссии CVT в зависимости от силового агрегата. Маломощному мотору 1,2 DIG-T (115 л.с.) полагается один вариатор, атмосфернику 2,0 л (144 л.с.) — другой, а самый выносливый тип CVT устанавливается в паре с турбодизелем 1,6 л (130 л.с.). Такой вариатор имеет цепной механизм привода и способен переварить до 380 Нм крутящего момента, поэтому аналогичную коробку можно найти даже у Infiniti QX60.

Вот что пишет о «Кашкае» сам производитель:

Nissan Qashqai можно укомплектовать передним или полным приводом, механической коробкой переключения передач или вариатором Xtronic. В любом случае Вы получите отличную динамику в сочетании с экономным расходом топлива и высокими показателями экологичности.

Усовершенствованный вариатор Xtronic позволяет получить еще больше удовольствия, обеспечивая динамичный разгон без рывков и отзывчивость на педаль газа, вместе с тем повышая топливную экономичность.

Nissan всегда стремится совершенствовать свои продукты и производственные процессы, чтобы соответствовать времени и потребностям своих клиентов. Qashqai теперь также производится в России, благодаря чему мы смогли создать автомобиль, готовый к российским условиям.

Из маркетинговых материалов компании Nissan.

В целом бесступечатые коробки CVT зарекомендовали себя надежными агрегатами даже в российских дорожно-климатических условиях. Однако «вспышки» массовых неисправностей иногда встречаются на отдельных моделях определенных годов выпуска. Внезапные поломки CVT на маленьких пробегах (20-70 тысяч км) встречались и у Juke, и у X-Trail и у вышеупомянутого Qashqai. «Предсмертными» симптомами владельцы и сервисмены называют толчки при имитации переключения ступеней, посторонние звуки во время движения и плавающие обороты двигателя.

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Иногда все проблемы решались переустановкой программного обеспечения трансмиссии у дилеров, но нередко приходилось «приговаривать» коробку и производить замену. К счастью, официалы не портят жизнь обладателям дефектных «Ниссанов» и без лишних уговоров меняют агрегат CVT в рамках гарантийного срока.

А во сколько обойдется замена бесступенчатой трансмиссии в том случае, если придется платить за это из своего кармана? Ведь в официальном сервисе не производят дефектовку и модульный ремонт CVT, а меняют коробку целиком. Ее ресурс составляет около 150-200 тысяч км. Причем, остается немало владельцев, кто пользуется услугами официалов и за пределами гарантии.

Коробка вариатор - принцип работы, чем хорош, минусы плюсы АКПП, ремень, замена масла

Чтобы выяснить расценки, мы по традиции обратились к официальным дилерам марки Nissan в Москве, а калькуляцию составляли для дизельного «Кашкая» 1,6 л (130 л.с.) 2017 года выпуска. Выяснилось, что бесступенчатая трансмиссия CVT в сборе с гидротрансформатором и блоком клапанов стоит 413 709 рублей, а срок ожидания агрегата составит не более 5 рабочих дней. Все работы по замене коробки, заливу трансмиссионного масла и адаптации обойдутся еще в 27 500 рублей. Итоговая сумма — 441 209 рублей!

Работы по установке

Явно не на такие расходы рассчитывали покупатели Nissan Qashqai, когда покупали сравнительно доступный кроссовер! Выходит, что вариатор у «Ниссана» стоит примерно столько же или даже дороже, чем пресловутые «роботы» DSG и Powershift. Радует лишь тот факт, что отремонтировать CVT можно за гораздо меньшие деньги (50-90 тысяч рублей), а расценки на восстановленную трансмиссию в сборе на свободном рынке варьируются от 80 до 130 тысяч в зависимости от продавца и типа CVT.

Отдельно отметим, что компании Nissan и Jatco постоянно дорабатывают конструкцию бесступенчатых коробок передач, и с каждым годом процент их поломок постоянно снижается. А владельцам нам остается лишь посоветовать менять масло в CVT не реже одного раза в 60 тысяч км (даже если производитель называет вариатор необслуживаемым), а также регулярно обновлять ПО у дилеров при выходе свежих заводских «прошивок».

Источник http://povozcar.ru/cvt-transmission.html
Источник Источник http://autoglim.ru/tuning-cars-with-their-hands/na-kakih-avto-samyi-luchshii-variator-nt-variatory-vsya-pravda-ob-ih/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: