Чем отличается вариатор от автомата- В чем разница этих коробок передач

Управление автомобилем требует определённых знаний и навыков, особенно когда речь заходит о переключении передач с использованием механической коробки. Разработка и внедрение автоматических систем обеспечила доступ и комфорт в вождении, максимально упростив процесс.

Несмотря на удобство, техническая сторона до сих пор вызывает много вопросов, касающихся надёжности и долговечности агрегатов. Мало кто из пользователей знает, чем отличается коробка автомат от вариатора, хотя эти две системы наиболее востребованы и распространены. Единство преследуемой цели не смогло унифицировать конструкции механизмов, разница в принципе работы и технических решениях между вариатором и автоматом существенна. Оба варианта имеют положительные и отрицательные стороны, которые зачастую нивелируют друг друга, что еще больше усложняет процесс выбора.

Что бы иметь чёткое представление и знать отличие вариатора от автомата надо детально разобрать работу механизмов и их особенности. Наличие необходимых знаний поможет выбрать подходящую пользователю трансмиссию и исключит неприятности ошибочного решения.

Устройство автомата и вариатора

Автоматическая коробка переменных передач наиболее распространена среди трансмиссий автоматов, она состоит:

• Гидравлический трансформатор;
• Планетарная коробка;
• Устройство управления.

Гидравлический трансформатор предаёт импульс от силового агрегата к трансмиссии, кроме того, устройство способно менять момент, снижать вибрации и биение.

Конструктивно гидравлический трансформатор состоит:

• Колесо: насосное, турбинное, реакторное;
• Муфта: блокировочная, свободного хода;
• Корпус коробки.

Силовая установка через коленчатый вал воздействует на насосное колесо. После чего воздействие переходит на закрепленное неподвижно колесо-реактор, после на колесо-турбину, связанное с коробкой. Через лопасти колес проходят каналы, по которым циркулирует масло.

На определённых режимах гидравлический трансформатор блокируется, для этих целей предусмотрена блокировочная муфта. Вращение колеса-реактора обеспечивается муфтой свободного хода. Полости гидравлического трансформатора заполнены специальным маслом для автоматических трансмиссий.

Бесступенчатая трансмиссия, или вариатор, способна плавно изменять передаточные отношения в заданном промежутке. Международное обозначение, CVT (Continuously Variable Transmission).

Основное, чем отличается вариатор от автомата, оптимальное распределение мощности и нагрузки, от двигателя, к трансмиссии автомобиля. Благодаря таким возможностям обеспечивается топливная экономичность, изменение импульса происходит на всем протяжении диапазона оборотов, отсутствуют толчки, не чувствуется переключения передач.

В автомобилестроении популярны два вида вариатора:

1. Клиноременная бесступенчатая трансмиссия;
2. Тороидальный вариатор.

Конструктивно бесступенчатая коробка содержит:

• Механизм передачи импульса трансмиссии;
• Вариатор;
• Механизм реверса;
• Командный блок;

Устройство, соединяющее вариатор и силовой агрегат:

1. Автоматическое сцепление центробежного типа;
2. Сцепление на основе электромагнитов;
3. Сцепление мокрого типа с большим количеством дисков;
4. Гидравлический трансформатор.

В качестве устройства, соединяющего силовой агрегат и вариатор широкой популярностью пользуется гидравлический трансформатор. Главный плюс конструкции, высокая надежность и плавность переключения передач.

Клиноременная бесступенчатая передача конструктивно предусматривает использование двух шкивов, соединенных ремнём. Шкив, это конической формы диски, надетые на вал, имеющие угол наклона, равный 20-ти градусам. Диски способны сходиться и расходиться под действием гидравлики, благодаря чему меняется диаметр шкива.

Современные ремни, используемые в бесступенчатых трансмиссиях, выполнены из стальных полос, сложенных в десять и более слоёв. Усилие передаётся силой трения, которая возникает в точках контакта шкива ремня. Ремни надёжны, прочны, бесшумны.

Существуют бесступенчатые конструкции трансмиссий, применяющие цепную передачу. Стальная цепь представляет собой набор пластин, скрепленных осями. Такой конструктивный приём обеспечивает изделие большим радиусом изгиба (25 мм против 30 мм у ремня). Импульс от силового агрегата через конические диски на торцах цепи передаётся трансмиссии. Диски выполнены из прочной стали, для минимизации высоких напряжений в местах соприкосновения. Клиноременная бесступенчатая трансмиссия имеет максимальный КПД.

Реверс выполняется за счет применения планетарного редуктора. Конструктивно, бесступенчатая трансмиссия не способна на реверс без применения дополнительных механизмов.

Электронный командный блок управляет трансмиссией, за счёт смены размера шкивов от потребности режима работы силовой установки. Управляя сцеплением, регулируется работа планетарного редуктора.

Тороидальная бесступенчатая трансмиссия представлена двумя параллельными валами со сферическими поверхностями. Передаточное соотношение регулируется положением роликов, помещенных между валами. Импульс передаётся силами трения поверхностью ролика о поверхность колеса.

Как отличить коробку автомат от вариатора визуально? Отметим, что сделать это практически не возможно. Внешне рычаги управления ни чем не отличаются от автоматической коробки. Делается это с целью унифицировать изделия, и минимизировать дискомфорт при пользовании различными видами автоматических трансмиссий.

Несмотря на это, небольшие визуальные отличия присутствуют, так, бесступенчатая трансмиссия в сравнении с автоматом имеет меньше режимов переключения. Кроме того, на кузове транспортного средства пишется маркировка: «CVT» – вариатор; «AT» – автомат.

Как работает вариатор

Основное отличие вариатора от автоматической коробки передач в отсутствии у первого передач вовсе. Конструкция обладает бесконечным множеством передач, постоянно меняющимися в зависимости от расстояния между двумя валами.

Закон рычага, основополагающий принцип в работе вариатора, только вместо рычага применяются валы и ремень. Что бы лучше понять работу бесступенчатой трансмиссии, необходимо представить два параллельных вала, ведущий и ведомый, на концах обоих закреплены разнонаправленные конусы. Соединив наконечники ремнем или цепью, перемещая валы перпендикулярно ремню вдоль оси, получим конструкцию бесступенчатого вариатора.

Смещением одного из валов по оси вперед, или назад за счет конусных наконечников увеличивается или уменьшается радиус изгиба ремня. Например, что бы ведомый вал совершил 10 оборотов, ведущему надо будет сделать 2 оборота. Поменяв диаметры на валах, получим обратную ситуацию: ведомый вал будет делать 2 оборота, ведущий 10 оборотов.

Сравнивая коробку-вариатор и планетарную систему коробки автомат, бросается в глаза простота в конструкции бесступенчатой трансмиссии, чем объясняется разница в количестве всевозможных сложных систем у автомата в сравнении с бесступенчатой трансмиссией.

Основными компонентами бесступенчатой трансмиссии являются:

• Ремень, или цепь;
• Шкивы конусообразные, в количестве четырёх штук;
• Ведущий и ведомый валы;
• Командный блок.

Командный блок задаёт положение конусов, снимая показатели автомобиля. Три первых компонента, ключевые, они составляют основу любой бесступенчатой конструкции трансмиссии.

Плюсы и минусы автомата и вариатора

Каждый механизм, созданный человеком, обладает определёнными качествами, характеризующими его как с положительной, так и с отрицательной стороны. Практика использования автомата и бесступенчатого вариатора выявила немало положительного в их применении, однако, огрехи с обеих сторон так же присутствуют.

Преимущества и недостатки автоматической и бесступенчатой трансмиссий:

Чем отличается вариатор от автомата, какая коробка лучше и надежнее работает, что предпочесть?

При приобретении машины потребитель часто сталкивается с необходимостью выбора между механической и автоматической коробкой переключения передач. И когда сделать выбор между указанными вариантами не представляет большой трудности (потому что потребитель, как правило, осведомлен про все их преимущества и недостатки), то когда возникает вопрос о выборе между автоматом и вариатором, тогда трудностей возникает намного больше.

Нередко многие автолюбители даже не знают, в чем отличия между указанными КПП. Однако мы попытаемся заполнить этот пробел знаний, и выяснить для каких машин предпочтительным считается автомат, а для каких вариатор.

Главные отличия вариатора от автоматической коробки

Во-первых, присутствуют отличия в конструкторском плане. Многие знают, что автоматическая трансмиссия состоит из двух главных механизмов. Первый – это гидротрансформатор, который фактически выступает в роли сцепления. Второй – это редуктор вместе с блоком шестерен (он служит для переключения самих передач). А вариатор содержит блок с ведомым и ведущим шкивами, которые соединяются металлическим ремнем.

Механизм вариатора функционирует без всяких переключений, используя перемещения указанных шкивов, которые помогают машине набирать скорость (при этом совершенно не меняются обороты мотора). Силовой агрегат, который соединен с вариатором, обладает большим ресурсом, потому что он не работает на больших оборотах.

В результате, отличия между «автоматом» и вариатором (в техническом плане) сказываются и на специфике работы двигателя. Как, например, пользуясь лишь ощущениями от вождения, можно выяснить, вариатор или автомат установлен на автомобиль?

Автоматическая трансмиссия при достижении некоторого числа оборотов переходит на пониженную (или повышенную) передачу. При таком переходе иногда (современные автоматы почти избавились от этого недостатка и он проявляется нечасто) чувствуется слабый толчок, так же как при переключении механической трансмиссии.

При этом автоматическая коробка переключает передачу только при достижении определенного числа оборотов, которое установлено производителем и для каждой конкретной пары автомат-двигатель может отличаться. Обычно это в пределах 2000-4000 об/мин. На автомобилях, имеющих спортивный режим переключение передач может происходить на оборотах, близких к красной зоне шкале тахометра 5500-6000 об/мин.

А вот принцип действия вариатора выделяется тем, что он вообще не делает никаких переключений. Машина, укомплектованная вариатором едет плавно, постепенно набирая скорость и немного меняя обороты двигателя. Поэтому на машине с вариатором путешествовать намного удобнее и по городским улицам, и по шоссе. Фактически вариатор обладает бесконечно большим числом передач. И, пожалуй, это самое главное его отличительное свойство в сравнении с автоматической коробкой.

Главные преимущества вариатора в сравнении с автоматом

Во-первых, автоматическая коробка проигрывает в том плане, что нуждается в намного большем объеме масла и требует более частой его смены. Кроме того, ресурс автоматической трансмиссии в сравнении с вариатором намного меньше, что добавляет некоторые расходы. Также у «автомата» и потребление горючего значительно больше (из-за того, что мотор с АКПП достигает большего числа оборотов, чем с вариатором).

Это довольно существенный минус. Особенно с учетом сегодняшних цен на бензин. Во всем вышеперечисленном и заключаются отличия вариатора от автомата. Потому, когда вы размышляете над выбором коробки передач, тогда мы рекомендуем присмотреться к вариатору.

Недостатки вариатора в сравнении с автоматом

Но все-таки не для всех машин хорошо подходит вариатор. Такой вариант КПП идеально подходит для авто с двигателями, мощностью до 250 л.с. Данные автомобили, как правило, создаются для движения по городу и легкому бездорожью. Особенно их любит ставить на свои автомобили компания Nissan, не брезгует вариаторами и Audi.

Когда же мощность двигателя считается приоритетным условием, и когда нужно преодолевать серьезные препятствия, то выбрать стоит автоматическую коробку передач, что в общем-то и делается всеми производителями автомобилей.

Что же касается надежности, то оба варианта КПП в современном исполнении весьма надежны при правильной их эксплуатации.

Поэтому теперь, зная чем отличается вариатор от автомата, смущаться вариатора и презрительно фыркать на него не надо. В нем есть масса замечательных преимуществ. Если цените плавность хода, тишину и комфорт, то попробуйте проехаться на машине с вариаторм, например, на Nissan Murano. Скорее всего, вам очень понравится :).

Что выбрать: коробку-автомат или вариатор

На современном автомобильном рынке можно найти сразу несколько вариантов машин, использующих коробки передач с автоматическим переключением. В первую очередь к ним относятся классические гидромеханические автоматы и вариаторы, хотя существует еще и вариант с роботизированным переключением передач. Формально эти варианты схожи — при переключении передач не используется механическая энергия, то есть физическое усилие водителя. Однако конструктивно они значительно отличаются, что обуславливает различные достоинства и недостатки разных вариантов. Поэтому попробуем выяснить, чем отличаются классические автоматы от вариаторов и какая конструкция лучше.

Коробка автомат

С формальной точки зрения к коробкам типа автомат можно отнести любые КПП, в которых переключение передач происходит без участия водителя. Однако исторически такое наименование закрепилось за гидромеханической коробкой передач, появившейся еще в первой половине XX столетия. Первыми появились коробки с 4 передачами, современные АКПП могут насчитывать 6, 8 и даже 9 передач у самых продвинутых вариаций.

Краткий обзор

Классическая коробка-автомат состоит из нескольких блоков, обеспечивающих переключение передач без участия человека.

1. Планетарная коробка передач (планетарный редуктор) — основной узел АКПП, осуществляющий переключение передач и отвечающий за скорость движения автомобиля. Редуктор состоит из солнечной шестерни, планетарного водила, сателлитов и коронной шестерни.
2. Система гидравлического управления — отвечает за работу планетарного редуктора и управляет им.
3. Гидротрансформатор (гидромуфта) — передает крутящий момент от двигателя к планетарной коробке передач. Для передачи гидромуфта использует рабочую жидкость — трансмиссионное масло. Одновременно гидромуфта выполняет и функции сцепления. Размещается гидротрансформатор на маховике мотора.

Плюсы и минусы

Классическая АКПП — агрегат, чья конструкция проверена временем. Плюсы и минусы КПП гидромеханической конструкции АКПП ярко проявлялись еще на коробках первых поколениях. Современные автопроизводители совершенствуют конструкцию АКПП, поэтому на самых дорогих моделях ее недостатки сглажены.

К плюсам АКПП можно отнести следующие качества.

1. Надежная и испытанная временем конструкция. Современные гидротрансформаторы имеют ресурс использования в сотни тысяч километров пробега.
2. Удобство в использовании и простота ремонта. Конструкция АКПП довольна проста и хорошо изучена работниками автосервисов.
3. Возможность «переваривать» огромный крутящий момент.
4. Способность «переживать» кратковременную буксировку.
5. Наличие ручного механизма переключения передач.
6. Щадящее отношение к двигателю. АКПП переключает передачи раньше, чем обороты мотора достигают высоких чисел. Благодаря этому сохраняется ресурс силового агрегата.
7. Невысокая требовательность к трансмиссионному маслу. Классические 4-ступенчатые автоматы практически «всеядны» — вовсе не обязательно приобретать оригинальное масло, так что вполне допускается его замена аналогом. В то же время АКПП нового поколения с 8 или 9 передачами достаточно требовательны к качеству трансмиссионного масла.

Минусы коробки-автомат также ярко выражены. К ним относятся следующие недостатки.

1. Сравнительно низкий КПД. Из-за потерь в гидротрансформаторе АКПП использует меньший объем полезной мощности мотора. В этом коробка-автомат уступает и механической КПП, и вариатору.
2. Повышенный расход топлива. Этот недостаток напрямую связан с предыдущим. Для выдачи сравнимой мощности автомобиль с коробкой-автомат использует больший объем топлива.
3. Недостаточная динамичность. Разгон автомобиля с АКПП уступает машинам с механикой и вариатором.
4. Рывки при переключении передач. В процессе езды чувствуются заметные рывки, когда автомат переключает передачи. Особенно этот недостаток характерен для классического 4-ступенчатого автомата, на АКПП нового поколения с большим количеством передач рывки значительно смягчены.

Вариатор

Вариатор (CVT) — вариант бесступенчатой трансмиссии, в процессе работы которой не происходит переключения передач. Простейшие модели вариатора использовались на мельницах, затем — на различных станках. Легковые автомобили стали оснащаться вариаторами во второй половине XX столетия, а расцвет бесступенчатой трансмиссии наступил уже в XXI веке.

Краткий обзор

Существует немало разновидностей вариаторов, в легковом автомобилестроении чаще всего встречаются следующие разновидности:

• клиноременная трансмиссия;
• клиноцепная трансмиссия

Клиноременной вариатор — самая распространенная разновидность вариатора на сегодняшний момент. Крутящий момент от движка в них передается с помощью трапециевидного металлического ремня. Ремень надевается на два шкива — один ведущий, передающий усилия от силового агрегата, и один ведомый, передающий усилие к колесам. Изменение диаметров шкивов изменяет передаточные числа, примерно соответствующие диапазонам обычных передач в коробке. Принцип работы клиноцепной трансмиссии схож, однако в них ремень меняется на цепь.

Плюсы и минусы

Вариатор имеет множество преимуществ по сравнению с МКПП и даже гидромеханическим автоматом. Однако отдельные недостатки конструкции не дают ему полностью вытеснить другие варианты трансмиссий.

К положительным качествам вариатора относятся следующие преимущества.

1. Высокий КПД трансмиссии. У вариатора нет расходов мощности на переключение передач, так что используется больший объем мощности, поступающий от двигателя.
2. Меньший расход топлива — этот плюс вытекает из предыдущего. Для достижения нужных показателей скорости вариатор использует меньший объем бензина.
3. Большая экологичность — меньший расход топлива определяет и меньшее количество вредных выбросов в выхлопе автомобиля.
4. Плавный разгон с лучшими показателями ускорения. Вариатор позволяет быстрее разгонять машину, так как нет затрат времени на переключение передач. Так что по динамическим характеристикам вариатор выигрывает и у МКПП, и уж тем более у коробки-автомат.
5. Отсутствие рывков. Так как у вариатора нет передач, то движение происходит плавно. Ускорение на автомобиле с вариатором напоминает езду на электромобиле или, например, троллейбусе. Это обеспечивает максимальный комфорт езды на машине с вариатором.
6. Дополнительный, но немаловажный плюс — отсутствие отката назад при трогании на неровной поверхности. Автомобиль с вариатором не заглохнет при трогании на горке и не откатится назад, что особенно важно для начинающих водителей.

Однако есть у вариатора и немало минусов, из-за которых он проигрывает другим типам трансмиссий.

1. Вариатор невозможно установить на двигатели большой мощности — клиноременная или клиноцепная трансмиссия не способна передавать крутящий момент от двигателей мощностью более 220 л. с.
2. Несмотря на хорошие динамические характеристики вариатор не подходит для спортивного типа езды. Он «не любит» высоких оборотов двигателя, резких ускорений, пробуксовок и т. д.
3. Недостаточная надежность конструкции — наличие большого количества электроники приводит к усложнению системы. Поэтому поломка вариатора — достаточно распространенное явление. Кроме того, ремонт вариатора обходится дорого, к тому же настоящих специалистов по подобному типу трансмиссии не так много.
4. Меньший ресурс коробки — ремень вариатора рекомендуется менять после пробега в 150 тыс. км вне зависимости от его физического износа.
5. Требовательность к обслуживанию. Вариатор можно заправлять только оригинальным трансмиссионным маслом, которое обходится дороже аналогов.
6. Вариатор не позволяет буксировать прицеп или другой автомобиль.

Сходства

Главное сходство коробок-автомат и вариаторов — отсутствие механического воздействия для переключения передач при движении автомобиля. Вариатор в принципе не имеет передач, а передаточные числа на нем изменяются в постоянном автоматическом режиме. За переключение передач и выжимание сцепления в АКПП отвечает гидротрансформатор, поэтому физических усилий водителя не требуется.

Различия

Различий у двух типов трансмиссий на самом деле больше, чем кажется на первый взгляд.

1. Гидромеханический автомат универсален — его можно устанавливать на автомобили любого размера и направленности: от городских машин до спорткаров. Вариатор не подходит для мощных седанов, внедорожников или спортивных автомобилей. Его стихия — семейные и городские автомобили, а также кроссоверы.
2. Вариатор обеспечивает большую мягкость хода и комфортность поездки. Автомат также более комфортабелен при езде, чем автомобили с МКПП, однако уступает вариатору из-за ярко выраженных рывков.
3. Конструкция автомата имеет большую надежность и больший ресурс. Вариатор чаще ломается, требует особого обслуживания и выходит из строя раньше.
4. Вариатор более экономичен, так как потребляет меньше топлива, чем автомат.

Что лучше: автомат или вариатор

Однозначного вывода о том, какой тип трансмиссии лучше, сделать нельзя. АКПП и вариатор значительно различаются и в целом предназначены для различного типа автомобилей. Вариатор подходит для спокойного вождения, автомат более универсален. Он также достаточно комфортабелен, но позволяет ездить в спортивных режимах, буксировать прицепы, передвигаться по легкому бездорожью и т. д.

У обоих видов трансмиссий есть свои поклонники, и их аргументы звучат достаточно убедительно. Можно сказать, что для современного уровня технологий вариатор и коробка-автомат практически равны в своих преимуществах. Однако это относится только к АКПП с количеством передач не меньше 6 — старые добрые 4-ступенчатые автоматы уже значительно проигрывают современным вариаторам.

В целом сейчас на рынке установилось равновесие — вариаторы заняли свою нишу в виде семейных автомобилей и кроссоверов. Классические коробки-автомат хоть и уступили отдельный сегмент рынка вариаторам, прочно удерживают свою нишу, особенно в доле дорогих и спортивных автомобилей. Изменить ситуацию может дальнейшее совершенствование вариаторов — повышение надежности, увеличение ресурса и наделение способностью «переваривать» большой крутящий момент сделает их безусловным лидером среди различных видов трансмиссий.

https://motoran.ru/transmisii/variator-ot-avtomata
https://autodromo.ru/articles/chem-otlichaetsya-variator-ot-avtomata-kakaya-korobka-luchshe-i-nadezhnee-rabotaet-chto

Что выбрать: коробку-автомат или вариатор