Что такое трансмиссия CVT – разъясняем на пальцах

При описании технических характеристик автомобилей важным пунктом является тип коробки передач и число передач. С классической механической трансмиссией все понятно (не о ней речь). Про традиционную автоматическую трансмиссию (АКПП, «автомат») слышали, пожалуй, все. А вот что такое трансмиссия CVT, обычно именуемая «вариатором»…

Условно коробки передач можно разделить на два вида – те, с которыми нужный режим передачи тяги приходится выбирать вручную – МКПП, и те, которые делают это самостоятельно – АКПП.

В последних задача водителя – указывать технике, заблокировать ли трансмиссию, двигаться вперед, назад, или перейти на «нейтраль» – то есть просто выбирать режимы «P», «R», «N», «D»… Для управления режимами привычной многим АКПП служит всего один рычаг (и иногда дополнительные клавиши).

Но ведь и в машине с «вариатором» тот же самый рычаг! Да, но, это ещё не значит что эти совершенно разные коробки передач имеют сходное устройство.

Принцип действия главного узла, который используется сейчас в CVT – Continuously Variable Transmission (CVT – бесступенчатая трансмиссия – дословно, «постоянно изменяющаяся трансмиссия»), которую мы привыкли называть «вариатором», был описан ещё в 1490 году Леонардо да Винчи.

Первый патент на вариатор был оформлен в 1886 году, но с тех пор технология значительно продвинулась вперед.

Первые автомобили, в которых этот узел успешно применили, появился почти через 500 лет после этого – под известной сейчас «грузовой» маркой DAF (Нидерланды) когда-то производились и легковые автомобили, и именно на одной из таких голландских моделей в 1958 году впервые в мире стал серийно применяться вариатор.

Со временем не только европейцы, но и японцы стали интересоваться этим оригинальным типом коробки передач, и когда в 1990 году в США в продаже появилась первая машина с CVT, ей стала именно японская Subaru Justy GL. Со временем CVT избавились от своих «детских болезней», и вот теперь очень часто автомобили с вариаторами вытесняют с первых мест в рейтингах продаж своих «автоматных» собратьев.

В отличие от традиционных автоматических трансмиссий, в вариаторной коробке нет заданного количества ступеней. Самый известный тип вариатора работает на основе ворота, позволяющего без использования жестко заданных передач установить любой коэффициент передачи крутящего момента.

Если вас смущает слово «передача», которое продолжают использовать при описании CVT трансмиссий, то напомним, что в широком смысле «передача» – это отношение скорости колёсного вала к скорости двигателя. И хотя в вариаторном типе трансмиссии отсутствуют ступени, термин «передача» продолжает использоваться из удобства.

По сравнению с обычной трансмиссией, в которой используется достаточно сложное сочетание шестерней, тормозов, захватов и управляющих устройств, вариатор – это образец простоты.

В большинстве вариаторных трансмиссий есть три компонента:

1. Входной «движущий» ворот с изменяемым диаметром;
2. Выходной «движимый» ворот с изменяемым диаметром;
3. Металлический или резиновый ремень.

Кроме того, в CVT используется множество микропроцессоров и сенсоров, но эти три элемента – ключевые.

Ворот с изменяемым диаметром – сердце вариатора. Такой ворот состоит из двух 20 градусных конусов, направленный остриями друг к другу. В желобе между конусов протянут ремень. Обычно используются V-образные ремни, если они изготовлены из резины.

Когда конусы расположены дальше друг от друга и ремень находится в нижней части желоба, радиус петли уменьшается. Когда конусы расположены ближе друг к другу, ремень располагается выше, и, следовательно, радиус увеличивается. В вариаторах для изменения расстояния между половинками ворота используют гидравлический пресс, центробежную силу или пружины.

Вороты с изменяемым диаметром используются парами. Один ворот, называемый «движущим» (drive pulley или driving pulley), подсоединён к коленчатому валу двигателя.

Так же иногда используют слово «входной» т.к. через него в трансмиссию поступает энергия от двигателя. Второй ворот, называемый «движимым» (driven pulley), передает крутящий момент колесному валу.

Поэтому, его можно назвать «выходным» воротом.

Что бы сохранить натяжение ремня, когда один ворот увеличивает радиус, второй одновременно его уменьшает. Изменяя радиус воротов относительно друг друга, можно получить бесконечное количество ступеней.

Например, когда радиус «движущего» ворота уменьшен, а «движимого» увеличен, то скорость вращения снижается и мы получаем пониженную передачу.

Если радиус увеличен на «входном» вороте, а на втором снижен, то скорость вращения увеличивается и получается повышенная передача.

Простота и отсутствие ступеней делают CVT трансмиссию идеальной для многих видов техники, а не только автомобилей. Например, уже долгое время вариаторы используется в промышленных прессах, тракторах и скутерах. Во всех этих случаях в вариаторе использовались ремни из плотной резины, которые могли скользить и растягиваться, снижая эффективность.

Долгое время трансмиссии CVT не пользовались большой популярностью в связи с недолговечностью ремней – ведь даже самый прочный резиновый ремень в таком режиме долго не выдержит.

Использование новых материалов позволило сделать вариаторы еще более надежными и эффективными. Одним из важнейших моментов стало использование металлических ремней для соединения воротов.

Эти ремни состоят из нескольких тонких стальных полос (обычно 9 или 12), скрепленных металлическими зажимами. Металлические ремни не скользят и отличаются высокой прочностью, позволяя использовать вариаторы с двигателями высокой мощности.

Кроме этого трансмиссия с такими ремнями работает тише.

Сегодня всё больше крупнейших автопроизводителей (таких как General Motors, Audi, Honda, Nissan, Toyota и мн. др.) проектирует свои автомобили на основе вариаторной трансмиссии.

Что такое вариатор CVT и как работает вариатор CVT

Наверняка практически каждый автомобилист слышал про трансмиссию CVT, но сейчас не так много говорят об этой конструкции или обсуждают только поверхностно.

Трансмиссия с CVT что же это такое?

Трансмиссия CVT (также бесступенчатая трансмиссия или постоянно изменчивая трансмиссия) – вид трансмиссии, которая самостоятельно переключает передачи. Часто это устройство причисляют к новому поколению автоматических коробок передач.

На данный момент такая схема вариатора постоянно совершенствуется инженерами ведущих автомобилестроительных компаний, так как подобные механизмы позволяют значительно облегчить управление транспортным средством. Например, в машинах с такой системой только две педали.

В частности, компания «Форд» планирует в ближайшее время ввести ремень из особого полимера, благодаря чему срок службы этой детали увеличится на треть.

Строение бесступенчатой трансмиссии

Основными элементами такой конструкции являются два шкива – управляемый ведомый и ведущий входной. Они связаны ременной передачей, выполненной из прочных материалов. Ведущий входной шкив во время работы взаимодействует с коленвалом и заставляет двигаться кардан. Расстояние между основными элементами меняется регулятором.

Соединяются оба шкива с помощью ремня. С увеличением оборотов движка изменяется и частота вращения шкивов. Похожая система используется в бензопилах. Вместе с этим ремень выдавливается с первого положения и западает в соседнем шкиве. Этот процесс приводит к увеличению скорости. Также работу системы контролирует сложная электроника.

Ремень CVT

Ремень – один из основных элементов бесступенчатой трансмиссии. Для того чтобы добиться достаточной прочности этого изделия, инженерам потребовалось больше 10 лет непрерывных исследований. На самом деле «ремень» — просто устоявшееся название, к форме или строению этого механизма ремень в обычном понимании не имеет никакого отношения.

Даже при больших нагрузках этот элемент не рвётся, что и позволило использовать его в бесступенчатой трансмиссии. Специальный ремень имеет особую форму, которая придаёт ему большую прочность. Кроме этого, изделие состоит из стальных пластин особой прочности. Благодаря этому не возникает сохранения крутящего момента или проскальзывания.

Что даёт такое строение трансмиссии?

В первую очередь такая конструкция обеспечивает плавность хода. Поэтому передача изменяется в зависимости от того, с какой силой водитель давит на педаль газа. За это и отвечает электроника с целой системой специальных датчиков.

Они ежесекундно обрабатывают всю получаемую информацию и регулируют движение автомобиля. В то же время разгоняются автомобили с CVT заметно медленнее, что многие выделяют как минус такого устройства.

Тем не менее, машина с бесступенчатой трансмиссией не заглохнет в пробке или во время остановки на светофоре или пешеходном переходе.

Достоинства CVT

• Экономия топлива. Автоматическая коробка передач, как отмечают эксперты, отличается повышенным расходом топлива. CVT же помогает несколько сэкономить на бензине.
• Простая конструкция. Благодаря этому уменьшается вероятность серьёзной поломки. В механизме нет незначительных элементов, которые могут просто вывести систему из строя (в некоторой степени самой уязвимой частью является электроника).
• Простое обслуживание. В системе CVT не так много элементов, а большая часть запчастей имеет повышенную сопротивляемость износу.
• Длительный эксплуатационный срок. В зависимости от активности пользования автомобилем, система может прослужить больше 20 лет.
• Плавный набор скорости. Во многих ситуациях плавное ускорение оптимально. Например, оно уменьшает вероятность врезаться в автомобиль спереди на светофоре.
• Небольшое количество выбросов в атмосферу. По сравнению с другими конструкциями, CVT выделяет в атмосферу меньше вредных веществ. Особенно это важно в больших городах.

Недостатки CVT

• Необходимость регулярно менять ремни. Хоть конструкция трансмиссии и позволила увеличить эксплуатационный срок ключевых элементов, автовладелец должен каждые 130-140 тыс. километров заменять ремень.
• Работа только с охлаждающими маслами. Работающая трансмиссия создаёт довольно большую силу трения, поэтому обычные масла не годятся. Охлаждающие же имеют более высокую стоимость.
• Сложная электроника. Электронные системы, которые используются для контроля постоянно изменчивой трансмиссии, имеют довольно высокую стоимость. Кроме этого, в некоторых случаях неисправность одного датчика может вывести из строя всю систему.
• Небольшая известность в России. В РФ такая трансмиссия не пользуется большой популярностью. Поэтому есть не так много специалистов, которые разбираются в этой системе.
• Неприемлемость «грубого» стиля езды. Если водитель часто внезапно останавливается или резко поворачивает, то вариатор быстро выйдет из строя. А зачастую такой стиль является необходимостью, особенно в городах с активным дорожным движением.

Небольшая распространённость таких механизмов объясняется и недоверием автолюбителей к этой новой технологии. Наибольшей популярностью такая система пользуется среди поклонников скутеров.

Таким образом, у системы бесступенчатой трансмиссии есть как преимущества, так и недостатки. Многие считают, что автомобили с такими механизмами лучше всего подходят для девушек или людей с ограниченными возможностями. Этому способствует довольно медленный разгон машины и лёгкое обслуживание. Можно противопоставить то, что каждые 150 тыс. километров водителю придётся заменять ремень, а для неопытных автомобилистов это может стать проблемой. Тем не менее, большая часть водителей в год проезжают не больше 150. тыс. км, так что это обстоятельство почти не создаёт трудностей. Плюс для управления машиной необходимы только две педали, поэтому в стрессовой ситуации нельзя случайно нажать не на ту педаль вместо тормоза, что довольно часто встречается на российских дорогах. Другими словами, каждый должен решить самостоятельно, стоит ли ему переходить на автомобиль с CVT или нет.

Что такое Бесступенчатая коробка передач или Вариатор

В настоящее время увеличилась доля автомобилей, оборудованных вариатором или АКПП из-за комфортности при вождении. Надежность вариаторов повышается с каждой новой моделью, но требует тщательного обслуживания и определенной манеры вождения. CVT создан для плавного вождения в городских условиях и не ставится на мощные автомобили.

Отличие вариатора от автоматической КПП

Вариатор (CVT) многими людьми ошибочно относится к автоматическим КПП. Он является отдельной разновидностью трансмиссии.

Различия АКПП и вариатора:

1. Конструкция. АКПП состоит из гидравлического трансформатора и планетарного узла. Гидротрансформатор заменяет сцепление и осуществляет переключение ступеней. Планетарная часть АКПП удерживает в постоянном закрепе все блоки шестеренок, что обеспечивает непрерывность и законченность агрегата с одновременным наличием нескольких передач. CVT – агрегат, функционирующий без смены ступеней, а передаточное число отдается двумя шкивами в виде конуса (ведущий и ведомый), располагающихся на противоположных сторонах и соединенных цепью или ремнем. Оба типа трансмиссии обеспечивают комфортное вождение из-за отсутствия постоянного переключения ступеней.
2. Эксплуатация. В АКПП более низкий КПД из-за утраты части энергии в гидромуфте, что сказывается в виде увеличенного расхода топлива и более низких динамических характеристик по сравнению с автомобилем, оборудованном вариатором. Управление CVT осуществляется при помощи электронного блока управления, который выбирает требуемое передаточное число под характеристики движения и этим обеспечивает щадящую работу ДВС, плавность как при начале движения, так и в разных режимах. За счет большего числа ступеней вариатор обеспечивает экономичную езду с отличными динамическими характеристиками. АКПП надежнее в работе с более длительным эксплуатационным ресурсом и менее требовательна к работе в трудных условиях. Вариатор создан для эксплуатации при плавном движении без резких перепадов скорости и по дорогам с хорошим покрытием. АКПП позволяет буксировать другие машины, ездить с прицепом, по бездорожью, без особого вреда для агрегата позволяет двигаться автомобилю в агрессивной манере.
3. Обслуживание. Вариатор требует регулярной замены масла, причем требования к маслу очень жесткие, нарушение которых приведет к дорогостоящему ремонту. Масло для такой трансмиссии стоит дороже, но для замены требуется меньший объем по сравнению с АКПП.
4. Ремонт. Ремонт обоих видов КПП – дорогостоящая процедура, но АКПП больше изучены и содержат меньше электроники, что удешевляет ремонт и делает его возможным вне официальных СТО. Ремень в CVT может не выдержать высоких нагрузок и оборваться. Вариатор сложнее в ремонте, который могут осуществить только официальные представители.

Что такое автоматический и ручной режим вариатора

Движение на автомобиле, оборудованном вариатором, может осуществляться как в автоматическом режиме, так и с ручным выбором режимов. Выбор режима осуществляется селектором, различные положения обозначены надписями.

1. «D» – направление движения транспорта вперед. Относится к основным режимам, при котором при помощи компьютера происходит смена передаточного соотношения с учетом условий движения. Электроника отслеживает функционирование как CVT, так и двигателя, обеспечивая их полноценную работу.
2. «R» – задний ход. Для его осуществления внесены конструкционные изменения в виде установки специальных узлов. Включение данного режима разрешено только в условиях полной неподвижности автомобиля.
3. «N» – нейтральная передача, при выборе которой происходит разрыв связи двигателя и КПП. Ее следует выбирать только при продолжительной остановке.
4. «P» – парковочный режим, при котором осуществляется блокирование ведомого конусного вала, исключающее любое движение транспорта. Следует выбирать только при оставлении автомобиля на стоянке. На многих автомобилях для выбора данного положения селектора следует помимо надавливания кнопки на рычаге нажимать на тормозную педаль и включать стояночный тормоз. Переход с этого режима осуществляется при выполнении тех же действий, только в противоположном порядке.
5. «+» и «-» – ручное управление, имитирующее переключение ступеней, хотя на самом деле управление вариатором происходит при помощи электроники и постоянном контроле работы CVT и ДВС компьютером.
6. «S» – спортивный режим езды. Предназначен для более динамичного передвижения транспорта при нажатии на педаль акселератора. Изменение динамических характеристик движения происходит при более медленном изменении передаточного соотношения, что на выходе дает повышение тяги вместе с увеличением оборотов.
7. «E» – экономичный режим езды, являющийся антиподом спортивного. В данном режиме осуществляется максимально полная связь ДВС с CVT, приводящая к снижению потребления топлива.
8. «L» – режим, предназначенный для тяжелых условий эксплуатирования автомобиля. При выборе данного режима обеспечивается максимальное передаточное соотношение на ведущие колеса. Движение при положении селектора на «L» должно осуществляться при буксировании прицепа или другого автомобиля, при передвижении по бездорожью и в других трудных условиях.

Покупать ли автомобиль с такой трансмиссией

Вариатор очень требователен к режимам эксплуатации, обслуживанию, но обеспечивает комфортную езду и легкость управления машиной даже для новичка.

Плюсы автомобиля с вариатором:

• плавность разгона, отсутствие рывков;
• минимальное время разгона из-за отсутствия ступеней;
• плавная езда без скатываний с горок;
• автомобиль с вариатором не глохнет при движении в городском режиме (пробки, светофоры);
• легкость управления автомобилем с CVT из-за отсутствия педали сцепления, простоты выбора режима езды под необходимые условия;
• работа CVT практически бесшумна, даже при спортивном режиме или передвижении в трудных условиях;
• пониженный расход топлива по сравнению с другими видами трансмиссий;
• сниженный выброс в окружающую среду вредных веществ.

Минусы автомобиля, оборудованного вариатором:

• данный вид трансмиссии не предназначен для продолжительного движения на максимально возможной мощности и на больших оборотах двигателя;
• к обслуживанию такой трансмиссии необходимо относиться щепетильно, своевременно менять трансмиссионную жидкость и фильтры, причем сэкономить на них не получится – для работоспособности агрегата требуются высококачественные расходные материалы;
• буксировка транспорта, оборудованного CVT, разрешается только при запущенном двигателе, в иных случаях придется прибегнуть к эвакуатору или буксировании методом частичной погрузки ТС;
• резкие маневры, включая разгон и торможение, уменьшают срок службы трансмиссии;
• CVT устанавливается на автомобиле с мощностью менее 220 л.с.;
• ремонт вариатора значительно дороже чем АКПП, осуществляют данную процедуру только у официальных дилеров в связи с ее сложностью;
• приобретение подержанного автомобиля с такой коробкой чревато значительными расходами на ремонт, поэтому машину с таким типом трансмиссии желательно покупать новую или выбирать со специалистом, разбирающимся в таких КПП, после покупки б/у автомобиля необходимо сразу произвести обслуживание агрегата;
• агрегат функционирует при помощи электронного блока управления, поэтому неисправность любого датчика отрицательно сказывается на функционировании всей трансмиссии и может привести к поломке, особенно при неисправности датчика скорости.

Вариатор имеет значительные различия по сравнению с АКПП как в конструкции, так в эксплуатации и обслуживании. Транспортное средство, оборудованное такой коробкой, рекомендуется использовать при движении в городе без существенных разгонов и экстренных торможений.

CVT крайне требователен к качеству трансмиссионной жидкости. Замену расходников в вариаторе следует производить своевременно. Соблюдение определенных рекомендаций при управлении автомобилем с CVT значительно отодвинет срок возникновения неисправностей.

Вариатор (CVT) – много плюсов и один недостаток

Вариатор помогает сэкономить топливо и повысить комфорт вождения. Кроме того, он проще и дешевле в производстве, чем обычные автоматические коробки передач. Однако бесступенчатые автоматические коробки передач так и не смогли завоевать рынок. Не каждого устраивает особенность работы вариатора, и – что еще хуже – иногда они ломаются.

CVT – это сокращение от английского Continuously Variable Transmission, что означает бесступенчатая коробка передач. Вариатор – во многих отношениях трансмиссия необычная. Вместо классических зубчатых колес здесь используется стальной ремень или цепь, которая движется между двумя парами конических колес, образующих шкив.

Колеса установлены парой на входных и выходных валах. Каждая коническая пара может сближаться друг с другом или расходиться, благодаря чему бесступенчато меняется радиус шкива, и достигается плавное изменение передаточного отношения. При этом крутящий момент непрерывно передается от двигателя к колесам.

При движении с постоянной скоростью мотор работает на необычно низких оборотах, что и способствует снижению расхода топлива и повышению уровня комфорта.

Пользователи автомобилей с CVT подчеркивают исключительную плавность движения – без толчков и рывков при старте. Вариаторы, как правило, меньше и легче классических автоматов.

Поэтому они часто применяются в небольших городских автомобилях, особенно японских марок.

Но если все так хорошо, то почему доля автомобилей с CVT так мала? Выделить главную причину довольно сложно. Но многих водителей не устраивает специфическая работа коробок этого типа.

Добавляешь газ, и двигатель, громко завывая, выходит на высокие обороты без заметного ускорения. Тихо становится лишь при движении с постоянной скоростью. Автолюбителей, любящих посильней вдавить педаль газа в пол, подобное поведение легкового автомобиля раздражает.

Впрочем, так ведут себя, главным образом, бесступенчатые коробки передач из 80-х и 90-х годов.

Примерно 10 лет назад на рынке стали появляться CVT с так называемыми виртуальными передачами. В таком случае каждой из передач назначено определенное взаимное положение конических колес. Выбрать необходимую передачу можно, например, с помощью подрулевых лопаток (весел).

Данное решение используется с 2005 года в автомобилях Audi, оснащенных бесступенчатой трансмиссией Multitronic. В обычном режиме коробка ведет себя, как классический вариатор, т.е. поддерживает высокие обороты при разгоне. А работу «автомата» CVT имитирует только после перехода в спортивный режим.

Конструктивные особенности.

Вариаторы, условно, можно разделить на две группы: со стальным ремнем и цепью. В бесступенчатых трансмиссиях присутствует и гидротрансформатор. Он нужен, прежде всего, для старта с места. Примечательно, но Multitronic обходится без него. В этих коробках используется пакет сцеплений и двухмассовый маховик.

Вариатор имеет ряд серьезных ограничений, которые инженеры пока так и не смогли обойти. Например, по конструктивным причинам, ни цепь, ни, тем более, стальной ремень не в состоянии передать высокий крутящий момент.

Из-за этого область применения CVT в настоящее время ограничена максимальным крутящим моментом двигателя на уровне 350-400 Нм. Впрочем, этот порог перекрывает показатели многих современных двигателей.

Тем не менее, в Audi уже начинают отказываться от использования бесступенчатых коробок «Multitronic».

В тоже время, другие производители упорно работают над усовершенствованием конструкции вариатора. Так Subaru демонстрирует все новые модели, оснащенные бензиновыми двигателями с турбонаддувом, полным приводом и бесступенчатой коробкой CVT (например, Lineartronic для Levorg).

Долговечность.

О проблемах Audi с коробками Multitronic производства Luk слышал, наверное, каждый, кто хоть немного интересуется автомобилями. В CVT старого типа (1999-2006 гг.) постоянно сбоит управляющая электроника, выходит из строя механическая часть и преждевременно изнашивается цепь.

Примечательно, что цепь использовали как раз для того, чтобы передать более высокий крутящий момент, но инженеры просчитались с ее прочностью. Со временем Немцы существенно доработали свои коробки, но проблемы все еще встречаются.

Гораздо меньше хлопот доставляют японские конструкции. Хотя, вариатор Jatco, используемый в различных моделях Nissan (например, Qashqai), тоже относится к группе риска. Общая проблема коробок CVT – это ограниченная доступность запасных частей и нежелание некоторых механиков связываться с вариаторами. Бесспорный лидер по части надежности – вариаторы Toyota (Lexus).

Бесступенчатая автоматическая коробка, несмотря на сравнительно простую конструкцию, довольно сложная и дорогая в эксплуатации. В дополнение к неисправностям электроники и ремней/цепей встречается и преждевременный износ маховика. Стоит отметить, что двухмассовый маховик используется лишь в некоторых автомобилях с CVT (Ауди).

Самое главное, не забывать о регулярной замене масла. К сожалению, не все производители ее рекомендуют. Если в сервисе Вам скажут, что менять масло в вариаторе не надо, то просто поищите другую мастерскую.

Что выбрать: вариатор или автомат

Автоматическая коробка передач может быть представлена роботизированной КПП, классическим автоматом и вариатором.

Приобретая машину, автолюбитель задумывается, какой коробке передач отдать предпочтение; что лучше: вариатор или автоматическая коробка передач.

Выбирая между вариатором и автоматом, необходимо знать, чем они отличаются, учитывать их плюсы и минусы, а также понимать, какое из устройств надежнее.

Вариаторная коробка передач

Как и любая другая коробка передач, вариатор – это устройство, преобразующее крутящий момент, поступающий от двигателя к колесам.

Передача момента осуществляется бесступенчато, в определенном диапазоне регулирования.

Довольно часто вариатор обозначают аббревиатурой «CVT» (Continuously Variable Transmission), что в переводе с английского означает «трансмиссия с непрерывно изменяющимся крутящим моментом».

Типы CVT

В зависимости от устройства выделяют следующие основные типы вариаторов:

• цепные;
• клиноременные;
• тороидальные.

Наибольшее распространение получил клиноременный вариатор CVT.

Клиноременный вариатор CVT состоит из клиновидного ремня, расположенного между двумя раздвижными шкивами.

В процессе движения автомобиля шкивы то сжимаются, то разжимаются, обеспечивая изменение передаточного числа.

Главная цель вариаторной коробки – обеспечение плавного бесступенчатого изменения крутящего момента. Это актуально для легковых автомобилей, мотороллеров, снегоходов и прочей техники.

В цепном вариаторе CVT мощность передается скошенными торцами осей звеньев цепи, а тянущее усилие передает цепь. В тороидных вариаторах вместо шкивов используются конусовидные диски, вместо ремня – ролики. Они способны передавать больший крутящий момент. Для изготовления деталей для данного типа CVT требуется высокопрочная сталь, что в итоге влияет на его стоимость.

Преимущества и недостатки CVT

Главным преимуществом вариаторной коробки передач является возможность обеспечить непрерывное изменение крутящего момента. Это позволяет достичь лучших показателей расхода топлива и динамики автомобиля.

К недостаткам вариатора относятся:

1. Невозможность его установки в автомобилях с мощным двигателем.
2. Максимальные нагрузки, буксировка или систематическая езда на высоких оборотах приведут к быстрому износу ремня вариатора, а соответственно и к поломке CVT.

Управление АКПП осуществляется селектором переключения, расположенным на центральном тоннеле или на рулевой колонке (в американских автомобилях). Перемещение селектора в определенное положение позволяет выбрать нужный режим движения. Дополнительно возможно выбрать особые режимы работы АКПП: зимний, спортивный, экономичный. Разница в расходе топлива при обычном, спортивном и экономичном режимах очевидна.

Классическая АКПП состоит из планетарной коробки передач, системы управления и гидротрансформатора. Автомат может применяться в легковых и грузовых автомобилях, а также автобусах.

Гидротрансформатор состоит из насосного и турбинного колес с расположенным между ними реактором. Насосное колесо связано с коленвалом двигателя, турбинное — с валом КПП. Реактор в зависимости от режима работы свободно вращается или блокируется при помощи обгонной муфты.

Передача крутящего момента от двигателя к КПП происходит потоком жидкости (масла), выбрасываемым лопатками насосного колеса на лопасти турбинного. Зазоры между насосным колесом и турбиной минимальны, а их лопасти имеют специфическую форму, формирующую непрерывный круг циркуляции масла.

Таким образом, между двигателем и трансмиссией отсутствует жесткая связь, что способствует плавности передачи тягового усилия.

Гидротрансформатор преобразует скорость вращения и передаваемый крутящий момент в ограниченном диапазоне, поэтому к нему присоединяют многоступенчатую планетарную коробку передач. Она же обеспечивает движение задним ходом.

Переключение передач происходит под давлением масла с помощью фрикционных муфт. Давление между фрикционами в соответствии с алгоритмом работы коробки распределяется при помощи системы электромагнитных клапанов (соленоидов) под контролем блока управления.

Минусами автоматической коробки являются ее высокая стоимость, а также повышенный расход топлива.

Сравнительная характеристика двух видов коробок передач

Какое устройство лучше: вариатор или автомат? Проведем сравнительную характеристику, позволяющую выявить отличия и определить, какая из коробок лучше и надежнее.

Разница между вариатором и автоматом с экономической точки зрения

Какая коробка лучше с точки зрения стоимости эксплуатации: вариатор или автомат? Сравним некоторые показатели.

1. Трансмиссионная жидкость. Замена масла в CVT происходит чаще, и стоит оно дороже.
2. Расход топлива. Топливо в машине, оснащенной вариатором, расходуется экономичнее.
3. Ремонт. Техническое обслуживание и ремонт вариатора обходятся гораздо дороже эксплуатации автомата. CVT является достаточно сложным и «чувствительным» механизмом.

Хотя обслуживать CVT стоит дороже, сама же коробка дешевле автомата. А при правильном использовании коробки она сможет прослужить долго и без ремонта.

Какое устройство лучше с точки зрения надежности

С целью определения степени надежности устройств зададим ряд тяжелых условий:

• возможность буксировки;
• бездорожье;
• высокие скорости;
• спортивная езда.

Вариатору не справиться с тяжелыми условиями. Его ремень не выдержит нагрузок. Здесь лучше справится автомат. Стихия CVT – плавное движение без резких ускорений.

Как определить, какое устройство установлено в автомобиле

1. Необходимо изучить техническую документацию машины. Обозначение вариатора– CVT, автомата – АТ.
2. Пройдите тест-драйв. Если установлен вариатор, то вы не почувствуете переключений передач.Автомат можно «слушать», следить за его работой по тахометру. CVT работает в одной тональности, размеренно.Однако, возможно наличие специального режима, имитирующего смену передач и позволяющего водителю чувствовать их переключение.

Подведем итог

Сегодня АКПП встречается гораздо чаще, чем CVT. Но у последнего есть большой потенциал. АКПП надежнее применять в автомобилях с высокими мощностями и способных к буксировке прицепов. С точки зрения экономии предпочтительнее выглядит вариатор.

Вариатор или автомат? Выбор за вами. И он будет зависеть от характеристик устройств, являющихся для вас приоритетными. Любите плавную городскую езду на небольшом легковом автомобиле? Ваш выбор – CVT. Если же вы предпочитаете спортивную езду или часто пользуетесь прицепом – тогда вам лучше подойдет автомат.

Коробка передач CVT: что это такое?

С развитием автомобилестроения все больше вариантов и нововведений деталей конструкции придумывают производители. Этот нюанс не обошел и коробку передач. Сначала была прямая, потом механическая на две, три, четыре ступени и так далее, затем стали появляться коробки автомат, которые стали весьма популярными.

Но прогресс не стоит на месте. Следующим поколением автоматических коробок переключения передач стали бесступенчатые КПП, или вариаторы. В этой статье рассмотрим, что такое вариатор, его функции и принцип работы, чем он отличается от обычной коробки автомат, а также плюсы и минусы.

Что такое коробка CVT?

CVT – это вид трансмиссии, которая переключает передачи плавно, без участия водителя. Ее еще называют следующим поколением коробки автомат. Она меняет передаточное число незаметно и беспрерывно. В последнее время автопроизводители все больше работают над совершенством и разработкой новых вариантов вариатора.

Принцип работы

Вариативная КПП состоит всего с трех элементов:

1. ремень, который может быть резиновый, металлический или полевидный (специально сделан и разработан, в основе которого лежит твердый метал, прочная резиновая обмотка и пропитан специальным веществом, которое имеет свойство охлаждать ремень);
2. ведомый шкив. Вращается за счет ведущего шкива и передает вращение на карданную передачу;
3. ведущий шкив. Он связан в коленвалом и вращает ведомый шкив.

Типы вариаторов

• гидромеханическая. Составляющей этой КПП является гидромуфта и механическая часть коробки;
• электрическая. Состоит из электромоторов, которые установлены на каждое колесо;
• вариативная. Состоит из механической КПП, по принципу передачи передаточного числа с помощью регулируемых валов и ремня.

Чем отличается вариатор от автоматической коробки передач?

Автоматическая коробка изменяет частоту вращения коленвала, вариатор этого не делает, весь процесс происходит на одном количестве оборотов двигателя. Таким образом в техническом плане отличаются эти КПП.

В плане ощущений при переключении автомата слышится щелчок или толчок при смене передачи, на вариаторе же это отсутствует, поскольку переключения скоростей нет. Также отсутствует звук набирания оборотов ДВС, как и при езде на коробке автомат.

Еще одним отличием является то, что на АКПП есть определенное количество передач, а на вариаторе оно отсутствует. По большому счету вариатор имеет бесконечное число ступеней.

Плюсы и минусы CVT

Основными достоинствами являются:

• высокая динамика движения;
• экономия горючего;
• плавный разгон;
• отсутствие толчков при переключении передачи;
• отсутствие шума коробки и ДВС;
• не требует переключать передачи;
• надежность и простота конструкции;
• легкий ремонт и обслуживание;
• небольшой вес;
• стоимость ниже обычной АКПП;
• увеличенный срок эксплуатации.

Недостатки CVT:

• низкий темп набора скорости;
• нужно лить только масла, которые охлаждают, поскольку высокая сила трения;
• требуется бережное отношение к ремню или цепи;
• обслуживание вариатора дороже, нежели других КПП;
• каждые 130-140 тыс. км нужно менять ремень;
• малое количество времени бесперебойной работы.

Взглянув на все плюсы и минусы можно сказать, что вариатор имеет много положительных моментов, но и не меньше отрицательных. При бережной эксплуатации и своевременном ТО, CVT прослужит долго и надежно.

По мнению многих экспертов эта КПП идеально подходит для девушек и людей с ограниченными физическими возможностями.

Предложения производителей в вариативных коробках

На данном этапе несколько производителей работают над совершенствованием бесступенчатой коробки. Основной проблемой остается ремень и цепь, которые имеют повышенный износ.

Компания Toyota разработала новый вид цепи, который состоит из легкого и прочного метала, а сверху покрыт резиной высокого качества. Весь этот элемент покрывают специальным полимером, который служит для снижения нагревания.

Этот ремень для коробок CVT сейчас только на стадии тестирования, но производитель обещает в случаи успешных испытаний запустить его в массовое производство, что значительно повлияет на время проведения ТО и износ деталей.

Также Форд запустил новый вид ремня для CVT на основе секретного полимера. Срок службы данной детали по техническим данным составляет 200 000 км, что на 50 тыс. км больше, нежили существующие.

Вывод

Рассмотрев все, от конструкции до технологии, можно сказать, что на данном этапе содержание CVT КПП обходится довольно дорого и ее нужно эксплуатировать в бережном режиме. Но производители обещают устранить этот недостаток, что в свою очередь повлияет на стоимость и срок эксплуатации.

Коробка передач CVT

Приобретая современный автомобиль, каждый покупатель знакомится с конструкцией трансмиссии и коробки передач. Многие автомобилисты подробно изучают разновидности механических, автоматических коробок передач и особенности их эксплуатации.

Автопроизводители предлагают новые модели с бесступенчатыми коробками передач. Однако, не все автолюбители слышали о КПП CVT и знают, что это такое.

В статье представлено краткое описание устройства, принципа работы, основных преимуществ и недостатков уникальных коробок перемены передач, оборудованных вариатором.

Устройство бесступенчатой коробки передач

Дословный перевод аббревиатуры CVT звучит – коробка, «непрерывно изменяющая передачи».

CVT коробка передач отличается от механических либо автоматических механизмов плавным изменением передаточного числа, отсутствием определенного количества фиксированных положений на каждой передаче.

Новая коробка CVT в автомобиле отличается упрощенной конструкцией. Чтобы понять, что такое коробка передач CVT и как это работает, нужно изучить прилагаемую инструкцию по эксплуатации нового авто с коробкой передач – вариатором.

Трансмиссия CVT состоит из двух конусообразных шкивов, то есть колес – ведущего и ведомого. Их соединяет ременная передача специальной конструкции.

Конструкция и принцип функционирования ременной передачи:

• цепь либо ремень представляет собой сборную конструкцию, состоящую из отдельных металлических элементов повышенной прочности;
• каждый элемент – это сегмент небольшого размера, выполненный в форме клина;
• клинышки поочередно нанизаны на металлический жгут, обладающий высокой прочностью и устойчивостью против износа.

Как работает коробка передач CVT

Диски ведущего шкива вращаются от коленчатого вала силового агрегата. Ведомое фрикционное колесо передает высокий крутящий момент на колеса автомобиля. При этом используются специальные приводные ремни.

При работе двигателя, когда увеличивается количество оборотов при разгоне или изменяются другие параметры двигателя внутреннего сгорания, клиновидный ремень меняет степень натяжения – натягивается или ослабляется. Это приводит к изменению диаметра ведущего шкива,передаточное отношение в коробке передач при этом увеличивается или уменьшается соответственно.

Ведомое фрикционное колесо меняет параметры под воздействием сил инерции и пружин, входящих в его конструкцию. Весь процесс, в том числе и скорость вращения, число оборотовшкивов, регулируются при помощи системы электронного управления коробкой передач.

Ведущий и ведомый шкивы вариатора состоят из подвижных конусообразных дисков. Если диски максимально раздвинуты, ремень огибает наименьший диаметр, что соответствует нижней (первой) передаче. Когда диски постепенно сдвигаются, ход ремня увеличивается за счет большего диаметра. При максимальном сближении подвижных элементов шкива машина движется на самой высокой передаче (пятой).

Поочередное сдвижение и раздвижение дисков шкивов приводит к перемене передаточного отношения и соответственно, скорости автомобиля.

Преимущества вариатора

Бесступенчатая коробка переключения передач в транспортном средстве – это огромный прорыв в современной автомобильной промышленности. В сравнении с механической и автоматической коробками передач, клиноременной вариатор отличается большим количеством положительных характеристик:

1. Плавное возрастание скорости, отсутствие резких рывков и провалов.
2. Машина разгоняется намного быстрее, т.к. водитель не переключает скорости (динамичный разгон).
3. С такой коробкой передач двигатель не глохнет на холостом ходу (на светофорах, пешеходных переходах и пр.).
4. Благодаря большому числу передач в коробке-вариаторе, двигатель внутреннего сгорания постоянно работает в щадящем режиме.
5. Автомобиль, оборудованный коробкой-вариатором, потребляет меньше топлива.
6. Управление автомобилем осуществляется при помощи двух педалей.
7. При разгоне машины отсутствуют шумовые эффекты.
8. Плавность хода.
9. Минимальное количество выхлопных газов, загрязняющих атмосферу.

Отрицательные стороны машин с коробкой CVT

При множестве плюсов, автомобили, оборудованные коробкой передач вариаторного типа, пока не завоевали соответствующей популярности среди потребителей. Многие автомобилисты не решаются садиться за руль таких машин, т. к. вариаторы не лишены существенных недостатков:

• автомобили, оборудованные бесступенчатыми трансмиссиями, не могут ездить на длительные расстояния при максимальной скорости и мощности движка;
• большая прихотливость вариатора требует частой замены трансмиссионного масла и масляного фильтра (в среднем через 30 000 км пробега);
• чтобы увеличить срок эксплуатации клиноременной передачи, необходимо использовать дорогостоящую смазочную жидкость;
• коробка-вариатор быстро выходит из строя при интенсивном, грубом стиле вождения, резких поворотах, экстренном торможении;
• коробка передач CVT устанавливается на автомобилях с силовым агрегатом, мощностью не более 220 л. с.;
• высокая стоимость сложных ремонтных работ вариатора;
• после прохождения каждых 120 тысяч км рекомендуется менять дорогостоящий металлический ремень на новый экземпляр;
• дефицит запасных частей для CVT коробки передач;
• недостаточное количество квалифицированных автомехаников, разбирающихся в особенностях новых коробок передач;
• сложная система управления – устройство теряет стабильность при выходе из строя любого электронного датчика.

Автолюбители, привыкшие развивать большие скорости на машинах, оборудованных АКПП и МКПП, не спешат пересаживаться на автомобили с новым устройством.

Чем коробка-вариатор отличается от трансмиссий других видов

Вариатором оснащены только элитные дорогостоящие транспортные средства. С его строением еще не все ознакомлены и поэтому плохо представляют, как работают бесступенчатые КПП и чем они отличаются от механических и автоматических коробок передач. При ближайшем рассмотрении становится понятно, главное отличие состоит в устройстве и принципе действия каждой конструкции.

Коробка-автомат состоит из гидротрансформатора и редуктора. Плавное переключение передач в автоматической коробке осуществляется, благодаря гидротрансформатору, который заменил сцепление. В редукторе АКПП шестеренки на каждой ступени попарно сцеплены между собой. В сравнении с коробкой вариаторного типа, автомат выдает более низкий КПД.

Потери в гидротрансформаторе являются причиной роста потребления горючего.

В отличие от автомата, клиноременной вариатор не имеет ступеней. Бесступенчатый механизм не переключает передачи в привычном понимании.

Изменение скорости автомобиля производится, в результате сложного взаимодействия двух конусообразных шкивов, соединенных металлическим ремнем оригинальной конструкции.

Системой электронных датчиков осуществляется контроль за степенью натяжения трапециевидного ремня. От величины данного параметра зависит скорость движения транспортного средства.

При управлении автомобилем, оборудованным коробкой-вариатором, водитель не отвлекается на переключение передач, не ощущает механических рывков, обороты двигателя остаются постоянными.

Что такое вариатор cvt? Устройство вариаторной коробки передач

Современному автолюбителю, который хорошо разбирается в нынешнем поколении автопрома, хорошо известны основные типы трансмиссии: классическая «механика», автоматическая и с недавнего времени роботизированная коробка передач. Читая материалы, посвященные выходу новых авто мы чаще всего, сталкиваемся именно с этим трио, не подозревая что вариантов доступного выбора гораздо больше. Для примера возьмем автоматическую трансмиссию. Кроме стандартного АКПП на несколько диапазонов, в этом сегменте существует вариатор cvt. Но почему о нём известно не так много? Попытаемся разобраться с подобной технологией, попутно разобрав её плюсы и минусы.

• Что такое вариаторная коробка передач
• Техническая составляющая вариатора
• Преимущества автомобиля с вариаторной коробкой передач
• Минусы вариаторной коробки передач
• Ресурс вариатора и что может ломаться

Что такое вариаторная коробка передач

Довольно часто можно услышать предположение, что это новый вид трансмиссии, которую сейчас активно применяют на новых моделях машин. Что такое вариатор на самом деле знают немногие.

Вариатор CVT (Continuously Variable Transmission «CVT») – это передающее устройство между мотором и колесами, разработанное и примененное еще в 1886 году (первый прототип был и вовсе описан известным инженером, и конструктором Леонардо Да Винчи). В таком типе трансмиссии, в отличие от ступенчатой системы АКПП, нет привычной коробки передач. Принцип работы вариаторной коробки напоминает работу стандартного ворота, а основная особенность её состоит в возможности плавной перемены передач вращения, ведущего и ведомого валов.

Однако утверждать, что варитор cvt это простой механизм из-за отсутствия ступеней и диапазонов – заведомо ошибочно. В сравнении с автоматической трансмиссией стандартного образца, вариаторная обладает непростым сочетанием из воротов и ремней, которые со стороны кажутся «первобытным» механизмом. А современные наработки в этой сфере, ко всему прочему оснащены неисчислимым количеством микросхем и сенсоров, значительно усложняя конструкцию устройства.

Техническая составляющая вариатора

Чтобы лучше понять устройство вариаторной коробки передач, необходимо четко ознакомится с 3 самыми основными частями, использующимися в конструкции вариатора. В абсолютном большинстве таких типов устройств встречаются:

• движущий (входящий) ворот;
• движимый ворот (выходящий);
• металлические или резиновые ремни скрепления.

Чтобы понять, что значит вариаторная коробка передач, достаточно будет разобрать несложный механизм работы подобного устройства. Оба ворота имеют изменяемый диаметр действия. Расположены шкивы друг напротив друга, и скреплены V-образным ремнем. Конусы вариатора, в отличие от обычного «автомата», имеют сдвигаемые части. Если входящий ворот раздвигается, ремень совершает движение по пути малого диаметра, опираясь гранями по его поверхности. На практике это соответствует 5-6 передаче. А вот если ситуация противоположная, и ворот сдвинут, то в действие первая передача.

Вся хитрость в использовании подобного устройства состоит в том, чтобы удачно и плавным образом совершать переключение передаточного числа. При достаточной плавности действия различия между привычными ступенями не будут заметны. Кроме того, передача крутящего момента по пути двигатель-трансмиссия-шасси происходит не с помощью давления масла, а с помощью кинетической силы механизмов.

Преимущества автомобиля с вариаторной коробкой передач

Активное изучение такой технологии началось еще в XIX веке. С тех пор, устройство вариаторной коробки передач постоянно улучшалось, а сам метод управления транспортного средства с помощью него постепенно выходил на новый уровень. Однако, потенциальную выгоду увидели в нём недавно, когда начали оснащать современные модели подобным типом трансмиссии. На сегодняшний день, наиболее крупные автомобильные производители в лице GM, Audi, Nissan, Toyota и многих других, оснащают свои флагманы именно таким типом трансмиссии.

Использования вариторной коробки передач подразумевает выгоду сразу в нескольких направлениях, как в целях личной экономии водителя, так и в сохранении ресурса всего автомобиля. Наиболее основными из них есть:

• автомобиль гораздо быстрее разгоняется (в сравнении со стандартными АКПП);
• высокие показатели КПД (на 5-10% выше чем у АКПП);
• простота в управлении автомобилем (в сравнении с системой, использующейся в МКПП);
• уменьшенные показатели расхода топлива (в сравнении с МКПП и стандартной АКПП);
• ровная и плавная езда, благодаря незаметному переключению скоростей (без рывков и провалов между переключениями диапазонов скорости).

Минусы вариаторной коробки передач

Однако питать ложные надежды в «совершенности» такого приспособления также не нужно. Среди всего прочего, минусы вариаторной коробки передач существенны, особенно для потенциального рядового автолюбителя. Наиболее основными являются:

• сложный ремонт. Несмотря на такой несложный механизм, нарушить работу воротов легко, если не имеешь достаточного опыта в обращении с вариатором. Официальных сервисных центров, занимающихся ремонтом такого типа трансмиссии днём с огнём не сыщешь (хотя тенденция в последнее время склонна к изменениям), не говоря уже о городах с населением меньше миллиона;
• низкий ресурс ремня (о котором мы поговорим чуть позже), требует периодичной его замены. Приемлемые варианты для замены найти не так-то просто, не говоря уже о потенциальной стоимости такого ремня;
• микрочипы и датчики на устройстве при ремонте могут влететь в круглую сумму. Их заменой займутся далеко не все мастерские в городе;
• использование определенного дорогостоящего масла в обслуживании коробки. Хорошие варианты приходиться долго искать, так как разный производитель требует индивидуальный тип масляной жидкости.

Ресурс вариатора и что может ломаться

Это отдельный пункт, который требует особого разбора. Дело в том, что даже отличающийся по конструкции и принципу действия вариатор сvt всё же, как и его «автоматический» собрат, нуждается в периодическом обслуживании и замене расходуемых жидкостей.

Но в отличие от того же «автомата», использование ремневого трапециевидного захвата двоих воротов подразумевает его сервисную замену. Если исправно проверять свою коробку, проводить диагностическую замену масла, ресурс вариатора, а если быть точнее, то ремня составит порядком 120-160 тысяч километров. Дальнейшая эксплуатация ремня по истечению ресурса его действия чревата разрывом последнего, что в свою очередь может привести к аварийным и катастрофическим последствиям.

Источник http://avto-ritet.ru/avto/chto-takoe-transmissiya-cvt-razyasnyaem-na-paltsah.html
Источник Источник Источник http://automotolife.com/services/chto-takoe-variator-cvt