Что такое вариатор и как он работает?

Главная особенность этой коробки – плавная бесступенчатая смена передаточного числа. То есть, если в других типах повышение или понижение числа выполняется на заданные значения, так называемые ступени, то в вариаторе их нет. Благодаря этому она способна более точно производить передачу усилия от силовой установки к ведущим колесам.

На автомобилях распространение получило два типа вариаторных КПП – клиноременные и тороидные, при этом первые более распространены.

Работа клиноременного вариатора построена на передаче передаточного числа при помощи специального ремня, установленного между двумя шкивами. Первый шкив является ведущим и связан он с силовой установкой, а второй – ведомый, обеспечивающий дальнейшую передачу усилия на колеса.

Схематичное изображение работы вариаторной коробки передач

Изменение числа производится за счет меняющегося диаметра шкивов. Для этого каждый из шкивов сделан разборным и состоит он из двух половин конической формы, которые посажены на вал. Схождение-расхождение этих половин позволяет менять диаметр в точке контакта шкива с ремнем.

Работает все так: при начале движения должно обеспечиваться максимальное тяговое усилие. Для этого половины ведущего шкива разводятся, а поскольку форма их коническая, то в точке контакта диаметр шкива будет минимально возможным. Половины ведомого же наоборот – сведены, что обеспечивает в месте взаимодействия ремня со шкивом максимальный диаметр. В результате для того, чтобы ведомый шкив сделал один оборот, ведущему необходимо их сделать несколько. Но при этом и нагрузка на двигатель минимальна.

Анимация илюстрирующая принцип работы вариаторной коробки передач

Читайте также: Что такое роботизированная коробка передач и чем она отличается от автоматической.

По мере набора скорости передаточное число должно меняться в меньшую сторону, что обеспечивает снижение тягового усилия, но повышает скорость вращения на ведомом валу. Для этого половины ведущего шкива начинают сходиться, что приводит к увеличению диаметра в точке контакта, а ведомого – расходиться.

При максимальном диаметре ведущего шкива и минимальном – ведомого, за один оборот первого, второй сделает их несколько, поэтому скорость вращения – максимальная, но и нагрузка на двигатель больше. Таким образом, за счет изменения диаметров достигается бесступенчатая смена передаточного числа.

В тороидном типе вариатора конструкция несколько иная. У него передача усилия выполняется роликами, зажатыми между валами, имеющими тороидную форму и расположенными на одной оси.

Nissan Motors Extroid CVT — Тороидный тип вариатора

Изменение передаточного числа обеспечивается за счет смены положения роликов. Максимальное тяговое усилие обеспечивается в положении роликов, когда они повернуты в сторону ведомого вала. За счет тороидной формы валов, у ведущего в точке контакта с роликом диаметр будет минимальным, а у ведомого – максимальный.

Для уменьшения передаточного числа и увеличения скорости вращения, ролики поворачиваются в сторону ведущего вала, при этом диаметры в точках контакта изменяются.

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.

Принцип работ

Вариативная КПП делится на несколько типов:

• цепные;
• клиноременные;
• тороноидальные.

Тороноидальные не так популярны, как клиноременные, в основном потому, что устанавливаются на заднеприводные и полноприводные автомобили, у которых двигатель находится продольно.

О коробке вариатор и сколько она служит, узнаем из видеоролика Вести РФ.

В настоящее время клиноременный вариант – самый популярный тип вариаторной коробки передач. Суть качественного ремня в том, что в разрезе он приобретает вид трапеции и вклинивается в шкив боковыми поверхностями. Чтобы понять устройство на основе работы этого ремня, представим перед собой две похожие трубки, которые находятся рядом в вертикальном положении. Если скрутить их друг с другом резинкой и начать крутить одну трубку, вторая повторит движения первой, причем подстраиваясь под ту же скорость, которой следует первая трубка.

Что такое коробка передач CVT и в чем заключается ее надежность, узнаем из видео Artur Bogomolov.

Если одну из двух деталей заменить трубкой большего размера, тогда их скорость будет заметно различаться: трубка с большим диаметром будет вращаться медленнее, что в целом нарушит ритм их слаженной работы. В этом и заключается принцип действия коробки передач: цилиндры постоянно изменяют свой размер, и за счет этого происходит работа.

Галерея «Типы вариаторных КПП»

На картинках можно увидеть виды коробок переключения передач.

Фото 1. Цепной вариатор

Фото 2. Схема тороидного вариатора

Фото 3. Цепь и клиновидный пояс

В составе КПП находятся конусообразные шкивы, которые «смотрят» друг на друга острыми концами и упираются в клиновидный ремень. Конусы сходятся и расходятся, изменяя размер поверхности шкивов. Когда они отстраняются друг от друга, ремень приобретает горизонтальное положение, становясь ребрами, и проваливается в середину шкива, охватывая меньший радиус его размера.

Если концы встречаются, ремень натягивается и охватывает больший радиус шкива. Работу шкивов тщательно контролирует гидравлическая система. Она наблюдает за тем, чтобы концы конусов равномерно сходились и расставались. Как в случае с примером, где фигурировали трубки, один из конусов является ведущим, а второй ведомым. Один шкив находится на основном валу, который идет от мотора. Второй шкив идет на валу от колес автомобиля.

Благодаря работе шкивов и их удобному расположению, получается бесступенчатая трансмиссия. Передаточное отношение имеет обширные «горизонты». Когда мы сдаем на машине назад, вариатор активирует узел, который задает кружение выходного вала в обратном направлении. Плюсы и минусы вариатора CVT в машине узнаем ниже.

Вариатор фирмы JATCO

Вариатор

Суть и смысл работы вариаторной коробки, которую обозначают как CVT, ничем не отличается от любой другой трансмиссии. Суть устройства заключается в том, чтобы преобразовать крутящий момент, который поступает от силового агрегата на колёса.

Но отличительной особенностью вариатора является то, что момент передаётся бесступенчато. Здесь предусмотрен определённый диапазон регулирования. Именно эта характеристика существенно отличается классический автомат от вариатора.

Что же касается аббревиатуры CVT, то она расшифровывается как Continuosly Variable Transmission. Перевести такое название можно как трансмиссия или коробка передач с непрерывно меняющимся крутящим моментом.

Вы уже примерно поняли, чем отличаются вариаторы от автоматов и какая основная разница между ними. Но этого объективно недостаточно, чтобы отдать какому-нибудь из двух вариантов предпочтение.

Также отличие вариатора от классического автомата заключается в конструктивных особенностях. Выделяют 3 основных типа CVT, которые бывают:

• цепными;
• клиноременными;
• тороидальными.

Если говорить про легковой автомобильный транспорт, то здесь самыми популярными и распространёнными оказались именно клиноременные разновидности вариаторной коробки передач.

1. В состав клиноременного вариатора входит клиновидный ремень. Он располагается непосредственно между двумя шкивами раздвижного типа. Во время движения транспортного средства эти шкивы постоянно сжимаются и разжимаются, обеспечивая тем самым изменения в показателях передаточного числа. Основной задачей вариатора является создать плавное и бесступенчатое изменение крутящего момента. Подобные системы активно используются на легковых автомобилях, в составе снегоходов, двухколёсных технике и пр.
2. Следующей разновидностью вариаторной коробки являются цепные CVT. Передача мощности здесь осуществляется за счёт скошенных торцов оси цепных звеньев. А само тянущее усилие передаётся с помощью специальной цепи. Такие вариаторы не получили широкого распространения, хотя иногда встречаются.
3. Тороидные вариаторы заменили шкивы на диски конусовидной формы. А вместо ремня здесь задействовали специальные ролики. Они характеризуются тем, что могут передавать достаточно большой крутящий момент. Но, чтобы создать подобные детали для компоновки вариаторной коробки, необходимо обязательно использовать сталь высокопрочных сортов. Это негативно сказывается на стоимости, из-за чего многие автопроизводители отказались от идеи установки подобных CVT на свои транспортные средства.

Учитывая очевидные отличия в конструкции и принципе действия, несложно понять, в чём заключается разница между двумя видами рассматриваемых КПП. При этом коробка автомат и вариатор являются достойным решением, каждое из которых имеет свои сильные и слабые стороны.

Если говорить о преимуществах, характерных для вариаторных или бесступенчатых коробок передач, то здесь основным достоинством считается обеспечение непрерывного изменения крутящего момента. Тут отсутствует момент задержки, который характерен для АКПП, где происходит переход с одной передачи на другую. Бесступенчатость и непрерывность вариатора способствует появлению других преимуществ в виде более эффективного расхода топлива и улучшения динамических характеристик мотора. Машины с CVT потребляют меньше горючего и обеспечивают лучшую динамику при разгоне.

При этом вариатор имеет и некоторые очевидные недостатки. Начать следует с того, что CVT не предназначены для использования на мощных двигателях. Установка на автомобиль с повышенной мощностью не даёт использовать потенциал коробки. Она будет быстро разрушаться и изнашиваться.

CVT можно считать сравнительно новой разработкой в сфере автомобильных коробок передач. Потому инженеры пока не придумали, как повысить устойчивость вариатора к высоким нагрузкам, буксировке и активной езде при повышенных оборотах. В подобных условиях ремень вариаторной коробки быстро изнашивается, и происходит поломка всей трансмиссии. Ремонтировать и восстанавливать CVT довольно дорогое удовольствие, превышающие зачастую затраты на ремонт классического автомата.

Достоинства и недостатки вариатора

Любое изобретение имеет какие-то недоработки, не стал исключением и CVT. Его слабые стороны пытаются устранить, а пока они существуют, стоит о них знать:

1. Такие коробки передач не устанавливают на мощные авто, хотя уже есть несколько экземпляров именно с ними.
2. Ремонт CVT требует больших материальных затрат, и к тому же его осуществляют не на всех СТО. Очень сложно найти специалиста, который бы хорошо разбирался в устройстве данного типа.
3. Работа вариатора зависит от показаний множества датчиков, и если вдруг выйдет из строя хотя бы один из них, то это может привести к неправильной работе всей системы трансмиссии.
4. Такой аппарат требует заполнения внутренней его части специальной жидкостью, которая отличается высокой стоимостью в сравнении с аналогами, предназначенными для АКПП. А также ее уровень необходимо постоянно контролировать.
5. Трансмиссия испытывает большие нагрузки.
6. С данной коробкой передач существуют определенные ограничения по буксировке автомобилей, а также при использовании прицепов.

Но машина с вариатором имеет множество существенных преимуществ:

1. Удобство поездки на автомобиле с бесступенчатой КПП.
2. Плавность движения машины – стремительный разгон и торможение не вызывает рывков, как при использовании других коробок передач.
3. Стабильность показателей при достаточно продолжительном движении.
4. За счет оптимальной нагрузки на двигатель и продуманности работы автомата происходит существенная экономия топлива.
5. Уровень вредных веществ, создаваемых отработанными газами ниже, чем в автомобилях с АКПП И МКПП.
6. Безопасность езды на обледенелых дорогах, так как вариатор исключает пробуксовку колес.
7. Электронное управление работой двигателя увеличивает срок его износа, предотвращает от частых ремонтов.
8. Авто с вариатором ездит намного тише, чем с обычными коробками.

Несколько слов о масле и фильтрах

Большинство производителей заверяет, что масло в коробку передач вариатора заливается навсегда. Однако этот факт в корне неверен. Наши дороги и погодные условия (снег, дождь, сильные морозы, плохие дороги и пробки) создают повышенную нагрузку на устройство, поэтому фильтры и масло рекомендуется менять каждые 40000 километров пробега.

Если этого не сделать, то на элементах конструкции начнут скапливаться масляные отложения, а фильтр забьется различным мусором. В результате упадет давление в насосе, что приведет к появлению толчков и рывков во время движения, а в особо тяжелых случаях вариатор просто перестанет работать.

Вариатор коробка передач что это такое? Принцип работы CVT

Для начала нужно разобраться, вариатор коробка передач что это такое, что же входит в бесступенчатый механизм коробки и как эти составные части между собой взаимодействуют.

Для лучшего восприятия условно поделим вариаторную коробку передач на две части. Основные узлы и вспомогательные.

К основным следует отнести:

• Ремень;
• Шкивы;
• Валы.

Принцип работы вариатора понять не сложно. На двух валах надето по два конусообразных шкива, которые могут перемещаться (сдвигаться и раздвигаться) а между ними натянут и зажат с двух сторон металлический ремень клинообразной формы.

Вот как раз ремень и передает усилие от ведущего вала, связанного с двигателем, к ведомому, который идет уже на колеса.

Передаточное число меняется в зависимости от того на сколько эти шкивы сближены, поскольку меняется число оборотов одной пары шкивов по отношению ко второй.

Шкивы двигаются в большинстве случаев гидроприводом управляемым электроникой. В итоге, мы имеем плавное изменение передаточного числа без рывков и фиксированных значений.

Вместо ремня может выступать металлическая цепь клинообразной формы, в основном это автомобили AUDI.

Такое решение позволяет передавать большую мощность, но все равно оно ограничено, где-то на отметке в 300 л.с. Поскольку повышение мощности далее негативно сказывается на ресурсе агрегата.

Еще одним из видов вариаторов будет тороидный, где связующим звеном между шкивами служит металлический вал (вариаторы Nissan). Как видим каждый из производителей старается, как то улучшить систему передачи мощности, но единого стандарта пока не изобретено.

Вспомогательные механизмы бывают следующие:

• Сцепление;
• Планетарная передача.

Сцепление в вариаторной коробке передач нужно чтобы соединять двигатель и коробку передач при начале движения и работе двигателя в режиме «нейтраль». На большинстве бесступенчатых вариаторах устанавливается гидротрансформатор, реже многодисковое сцепление.

Планетарная передача в бесступенчатой трансмиссии необходимо для реализации заднего хода, так как шкивы могут вращаться только в одну сторону. Так же могут присутствовать другие узлы и агрегаты, не влияющие коренным образом на работу механизма.

Хотя, если честно говорить, есть один элемент, который при пробуксовке в жаркий день и долгом стоянии в пробке просто незаменим. Это радиатор охлаждения, так как крутящий момент передается с помощью трения то и масло в такой коробке довольно ощутимо нагревается. Кстати не все автомобили оснащены системой охлаждения вариатора.

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.

Читайте также: Что такое АКПП Tiptronic и как она работает

Чем вариатор отличается от других видов трансмиссий?

Самая популярная КПП – механика. Она состоит из трех валов (ведущий, промежуточный и зависимый), если машина заднеприводная, а двигатель находится в продольном положении. В случае с передним приводом у коробки насчитывается два вала: входящий и выходящий.

В классике переключение контролируется гидроблоком, а в современных вариантах – электроникой.

КПП автомат имеет несколько возможностей передвижения:

• экономная езда;
• обычная езда;
• спортивная езда.

Классика зарекомендовала себя надежностью. Такая коробка передач выжимает без проблем до 400 тысяч км пробега. Условие – правильная эксплуатация. Как и с другими вариантами КПП, в радиатор нужно заливать качественную ОЖ. Среди автоматических коробок передач есть вариант с ручным переключением, которое так любят многие автолюбители.

КПП «Робот» — своеобразный гибрид. Это механика, где передачи переключаются электроникой. Здесь есть две педали и сцепление, но нет гидротрансформатора. Эта коробка передач характеризуется рывками при переключении скоростей. Это особенно заметно на фоне вариатора, у которого нет ни рывков, ни толчков.

В последнее время на рынке появилась новинка — автомобиль, где есть два сцепления в КПП. Одно из них несет ответственность за четные передачи, другое – нечетные. Это нововведение исключило временные «провисания» робота, когда переключение передач длилось до 3 секунд.

Сравнение двух КПП

Чтобы определить фаворита этой пары, следует провести объективную сравнительную характеристику. Она также даст понять, как можно визуально отличить вариатор от автомата.

Изначально основной упор при сравнении нужно сделать на эксплуатационные характеристики. Потребителей справедливо интересует вопрос о том, что же надёжнее: автомат или вариатор. Также многим хочется узнать, кто окажется фаворитом в таком показателе как экономичность.

Начнём с показателем экономичности. Тут следует учесть одновременно несколько параметров, чтобы оценка оказалась максимально объективной и справедливой.

• Трансмиссионное смазочное масло. В каждой коробке передач, включая автомат и вариатор, обязательно используется смазочная жидкость. Периодически требуется менять масло в коробке. Хотя в руководстве по эксплуатации некоторых машин с АКПП указано, что масло заливается на весь срок службы и замене оно не подлежит. Это довольно спорный вопрос, во многом зависящий от конкретных условий эксплуатации, состояния коробки и срока службы самой машины. Если же сравнивать вариатор и классическую АКПП, в коробке CVT менять трансмиссионную смазку нужно чаще. При этом сама жидкость для вариаторных коробок передач стоит дороже, нежели смазка ATF, предназначенная для автомата.
• Показатели расхода топлива. Изучив плюсы и минусы, которые характеризуют автомат и вариатор, вы наверняка заметили, что к числу преимуществ CVT относится высокая эффективность расхода горючего. Поэтому по этому пункту перевес на стороне вариатора. Даже самые современные коробки автомат не могут продемонстрировать аналогичную экономичность, как машины с CVT.
• Ремонт и обслуживание. Вечных и бессмертных коробок передач не существует. Это факт. Каждая трансмиссия в какой-то момент требует проведения ремонтных работ, технического обслуживания и профилактики. С позиции эксплуатационных расходов вариатор оказался значительно дешевле. Всё дело в том, что в состав конструкции CVT входят сложные, дорогостоящие и чувствительные механизмы. Они чаще выходят из строя, а потому требуют больше денег от автовладельца.

Относительно последнего пункта нужно внести одну поправку. Стоимость самой коробки CVT ниже, если сравнивать с конкурентом в лице АКПП. Но обслуживать дешевле классический автомат.

Эксплуатационные затраты на ремонт и обслуживание во многом зависят от того, как автовладелец будет относиться к машине и следить за состоянием трансмиссии. Даже при наличии вариатора в случае правильной эксплуатации, отсутствии перегрузок и агрессивного вождения, CVT прослужит очень долго и не потребует больших финансовых вложений в течение длительного срока службы. Но если говорить сугубо про ремонтопригодность и стоимость обслуживания, преимущество всё равно будет на стороне классической автоматической коробки.

Теперь следует сравнить кандидатов на предмет их надёжности. Во многом надёжность трансмиссии проявляется в её возможности сохранять свою работоспособность в тяжёлых условиях эксплуатации. К таковым относятся:

• буксировка;
• высокая скорость;
• езда по бездорожью;
• агрессивный стиль вождения.

Тут очевидное преимущество на стороне классического автомата. Именно обычные автоматические коробки намного лучше справляются с подобными тяжёлыми условиями эксплуатации. Разумеется, они уступают механике, но в сравнении с вариатором оказываются предпочтительнее.

Важно понимать, что слабым местом вариатора является его ремень. Его текущая надёжность на достаточно низком уровне применительно к жёстким и сложным условиям езды на машине с CVT. В подобных представленных условиях долго он не выдерживает, происходит обрыв и поломка. CVT подойдут тем, кто предпочитает ездить плавно, аккуратно, не совершая резких ускорений или торможений, за исключением экстренной необходимости.

Поняв разницу между вариаторами и автоматами, можно сделать определённые выводы. Причём каждый автолюбитель воспринимает представленную информацию по-своему.

Вариаторная коробка передач

Дополнительно многим интересно, как узнать, стоит на машине автомат, или же вариатор. Есть несколько способов идентификации типа используемой коробки передач. Визуально представленные коробки действительно похожи друг на друга.

1. Визуальный метод. Первым делом можно оттолкнуться от внешних особенностей. Но это один из самых неочевидных способов для того, как определить использование автомата или вариатора на машине. Некоторые CVT имеют соответствующую маркировку на селекторе, потому рекомендуется внимательно изучить рычаг коробки передач. На классических автоматах используются не только обозначения P, R, N и D, но также часто встречаются маркировки типа 2, 3 и L. У вариаторов же применяется лишь режим L. Хотя многое зависит от конкретной коробки, и далеко не всегда такой метод определения будет правильным.
2. Техническая документация. Если вы не знаете, как сугубо по рычагу отличить коробку вариатор от автомата, тогда проще всего заглянуть в документы на автомобиль. Откройте раздел с коробкой передач. Если у вас автомат, тогда увидите соответствующую маркировку AT. Для вариаторов всегда используется обозначение CVT.
3. Реальные условия эксплуатации. Проще говоря, тест-драйв. На вариаторных коробках передач процесс переключения скоростей не ощущается. Поэтому коробка и называется бесступенчатой. В случае с автоматом можно ощутить или же заметить по стрелке тахометра, как обороты меняются с некоторой задержкой в момент перехода с одной передачи на другую. Хотя новые вариаторы начали оснащать специальным режимом, который предназначен для имитации изменения передачи.
4. Тест на пригорке. Ещё один способ достаточно быстро определить, какая коробка оказалась в вашем распоряжении. Для этого нужно выехать на участок дороги с небольшим подъёмом, и остановить там полностью автомобиль. Затем отпустите педаль тормоза и не давите на газ. Селектор остаётся в положении Драйв (D или Drive). Если автомобиль будет постепенно двигаться в подъём, у вас точно автомат. В случае с вариатором машина сначала немного будет откатываться назад, а затем остановится. Но такой тест актуален для тех вариаторных коробок, где отсутствует система противоотката.

В самой сложной ситуации, когда документов нет, никаких обозначений на селекторе не предусмотрено, и вы сами путём тестирования точно определить коробку не можете, отправляйтесь на СТО или в ближайший автосервис, где квалифицированный мастер ответит на все интересующие вас вопросы.

Принцип работы вариатора и его устройство

Бесступенчатая коробка плавно изменяет крутящий момент в заданных промежутках регулирования. Это достигается за счет ее особой конструкции, которая состоит из следующих компонентов:

• вариатора;
• механизма сцепления;
• аппарата для передачи реверса;
• процессора с исполнительным устройством.

В качестве автоматического сцепления выступают разные виды устройств. Без них крутящий момент сразу же передавался бы на колёса, а так указанный узел будет отвечать за плавную передачу движения. Сцепление может быть:

• центробежным – технология «Transmatic»;
• мокрым многодисковым – представители «Multimatic» и «Multitronic»;
• электромагнитным — вариатор «Hyper»;
• гидротрансформаторным.

Последний вид применяется на большинстве авто. Он обеспечивает плавную работу двигателя без рывков и продлевает жизнь вариатору. На высоких оборотах входит в режим полного зацепления, при котором исключается проскальзывание. Но часть его мощности может уходить в нагрев. А бывают случаи, что он перегревается, об этом становиться известно по зажигающейся красной лампочке на приборной доске.

Работа вариатора осуществляется с помощью электронного блока. Он отвечает за следующие функции:

• управление сцеплением;
• изменение передаточного отношения между валами вариатора;
• контролирование работы планетарного редуктора;
• обеспечение действия реверсивного аппарата.

К электронному блоку передается информация от множества датчиков. Поэтому его работа взаимосвязана с показателями оборотов двигателя, давления в шинах, ABS и т. д. Сбор информации фильтруется в аппарате, и он автоматически настраивается на нужное передаточное число.

Но вариаторы не могут самостоятельно производить задний ход авто, поэтому для этих целей предусмотрен планетарный редуктор. Принцип действия, которого схож с работой в автоматической коробке.

Водитель при управлении транспортом с CVT проделывает практически те же действия, что и при использовании АКПП. Но они немного упрощаются, он выбирает только режим, а остальное выполняет за него удобное устройство вариатора. Также оно позволяет повторить некоторые манипуляции, возможные в привычных КПП. Например, можно зафиксировать определенное передаточное соотношение. Некоторые водители не чувствуют разгона машины, и потому относят постоянную частоту оборотов коленвала к недостаткам аппарата, но к этому надо привыкнуть и со временем удобство бесступенчатой коробки станет очевидным.

Вариатор, робот или автомат: что выбрать?

В заключение статьи ответим на вопрос, задающийся на многих форумах. На самом деле здесь все зависит от ваших предпочтений.

Робот – лучший выбор для тех, кто хочет получить преимущества механики и управляемость АКПП.

Автомат – отличный и проверенный временем вариант. У таких автомобилей нет проблем с ремонтом, да и стоимость их ниже, однако при переключении передач на некоторых моделях все еще могут наблюдаться толчки или пробуксовки.

Вариатор – оптимальный выбор, если вы хотите получить хорошую управляемость, оптимальный расход топлива и максимальную оптимизацию. Однако такие автомобили все еще недостаточно распространены в России и, следовательно, имеются сложности при их ремонте (высокая цена расходников и трудности с поиском мастера).

Как видите, объективно самого лучшего варианта не существует, однако, вариатор имеет большие перспективы в развитии и поэтому можно обратить внимание на автомобиль именно с такой КПП.

Коробка вариатор: преимущества и недостатки

Сегодня многие автомобили оснащаются вариаторами, которые постепенно начинают вытеснять автоматические коробки передач. Поговорим поподробнее о том, какие преимущества и недостатки у вариаторов и стоит ли приобретать машину, оснащённую такой трансмиссией.

Особенности конструкции

Вариаторы представляют собой, по сути, модернизированные коробки передач, у которых имеется два подвижных вала, с натянутым между ними ремнем, позволяющим без разрыва мощности увеличивать или уменьшать передаточное соотношение с коленвала. Подобная конструкция позволяет исключить толчки и рывки при разгоне и торможении автомобиля.

Несмотря на кажущуюся сложность такая бесступенчатая коробка вариатор по своей конструкции не сложнее стандартных АКПП. Она полностью управляется автоматикой, имеет несколько подвижных валов и приводов, которые отвечают за передачу мощности. Такие вариаторы универсальны в использовании, с одинаковым успехом они могут устанавливаться на мощные кроссоверы или внедорожники, так и на городские малыши.

Все вариаторные трансмиссии классифицируют на три основных типа:

1. Гидравлические.

2. Тороидальные.

3. Клиноременные.

Последние в силу простоты конструкции, надежности и эффективности получили наибольшее распространение на рынке. Они позволяют лучше реализовать мощность двигателя, при этом одновременно существенно уменьшается расход топлива.

Если изначально конструкция вариатора состояла из двух подвижных валов и прочно натянутого между ними ремня, то в последующем появились модернизированные варианты с планетарной передачей, что расширило рабочий диапазон приблизительно на 20%. При этом такие трансмиссии отличаются компактными габаритами, что позволяет устанавливать их даже в небольшом по размеру подкапотном пространстве городских малолитражек.

В прошлом из-за сложности использования автоматические коробки передач на мощных автомобилях устанавливались на автомобилях крайне редко. Такие трансмиссии попросту не выдерживали огромную мощность спорткаров и многолитровых дизельных двигателей, которые часто устанавливались на крупных внедорожниках. Использование вариатора позволило решить данные проблемы, такая коробка передач с легкостью справляется с тягой в 1000 ньютон метров и более.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом вариаторов является плавное изменение крутящего момента, что достигается за счёт изменения длины контактирующей поверхности ремня с окружностью вала. Первоначально в вариаторах использовались резиновые ремни, что позволяло несколько сократить расходы на производство коробки передач. Однако в последующем такая конструкция не отличалась прочностью и требовала частого ремонта и обслуживания. Сегодня же применяются металлические ремни, которые практически не требуют какого-либо обслуживания и замены.

К преимуществам трансмиссий этого типа можно отнести возможность экономии топлива, по сравнению с использованием классических автоматических коробок передач. Это достигается за счёт отсутствия разрыва мощности и оптимального использования силового агрегата. Такие коробки передач обеспечивают безразрывное увеличение мощности, соответственно достигается комфорт в движении без рывков и толчков, что характерно для работы АКПП, в особенности в спортивном режиме.

Для любителей динамики и драйва классические вариаторы, которые управляются автоматикой, получили специальную функцию симуляции действий АКПП, когда скорости могут повышаться и понижаться с заметными толчками и рывками при переключении. Также доступен виртуальный режим кикдауна, при котором обеспечивается максимально возможная скорость ускорения автомобиля.

Современные вариаторы отличаются компактными габаритами, могут быть с легкостью установлены вместе с двигателями, которые монтируются поперечно и продольно в подкапотном пространстве. Такая коробка передач позволяет лучше передавать мощность двигателя. Благодаря своей универсальной конструкции она применяется как с двигателями внутреннего сгорания, так и на гибридных автомобилях, где применять классическую механику или автоматические коробки передач бывает затруднительно.

И всё же, как и у любой технологии, у вариаторов имеются свои определенные недостатки. В первую очередь это обязательное требование по квалифицированному обслуживанию трансмиссии. Отдать такой автомобиль в ремонт или в сервис в гаражную мастерскую или к мастерам, которые имеют отдаленное представление о конструкции таких автомобилей, это значит в последующем столкнуться с необходимостью дорогостоящего и сложного ремонта техники.

Замена масла в таких коробках передач осуществляется каждые 50 тысяч километров пробега, причём требуется использовать дорогую синтетику для трансмиссий, а всю работу проводить исключительно в фирменных сервисах.

Несмотря на надежность таких коробок передач, они всё же могут выходить из строя, требуя дорогостоящего ремонта. Часто начинает глючить автоматика, в итоге появляются заметные задержки с повышением мощности, трансмиссия может держать автомобиль на постоянных оборотах, что существенно ухудшает динамику машины, требуя незамедлительного ремонта.

Часто такие вариаторы устанавливаются на японских среднеразмерных кроссоверах и легковых автомобилях, оснащенных двойным сцеплением. Это достаточно сложная конструкция, которая плохо переносит активную манеру езды, требуя бережного обращения. Ремонт такого двойного сцепления и вариатора может обойтись автовладельцу в крупную сумму, сопоставимую с покупкой новой АКПП.

Подведем итоги

Коробки передач вариаторы — это универсальные в использовании трансмиссии, которые за счёт уникальной конструкции позволяют поднимать мощность автомобиля, не размыкая привод обеспечивая комфорт на борту и экономя топливо. Однако такие коробки передач имеют определенные недостатки, в первую очередь это сложности с обслуживанием и ремонтом. Также необходимо учитывать определенные особенности эксплуатации таких автомобилей, которые плохо переносят резкое ускорение и активную манеру езды.

5 кроссоверов с самым надежным вариатором

Место

Наименование

Характеристика в рейтинге

Топ-5 кроссоверов с самым надежным вариатором

1	Toyota RAV4	Самый большой ресурс вариатора
2	Mitsubishi Outlander	Невысокий расход топлива
3	Nissan X-Trail	Эффективная работа на полном приводе
4	Subaru Forester	Широкие возможности настроек
5	Nissan Qashqai	Плавный разгон

Вариатор – подвид АКПП, придуманный много лет назад, но широкое распространение получил только сейчас. Он не предусматривает неприятных толчков при трогании и «переключении» (в устройстве попросту нет таковых переключений). Вариатор плавно и непрерывно меняет передаточное число, учитывая замедление или разгон авто. Такой тип коробки передач «заточен» для поездок по городу с редкими вылазками на дачу или природу.

Вариатор не подходит тем, кто любит искупать машину в грязи, динамично стартовать на светофорах и часто пробуксовывать. К тому же, у него относительно небольшая «перевариваемая» мощность мотора. Поэтому, не случайно эта коробка в первую очередь устанавливалась на автомобили бюджетного класса. Мы же рассмотрим рейтинг кроссоверов разных марок с самыми надежными вариаторами, учитывая мнения экспертов и отзывы многочисленных пользователей.

История создания вариатора

Стенд, наглядно демонстрирующий работу вариатора

Вариатор – это далеко не новшество. Идея бесступенчатой коробки передач пришла в голову самому Леонардо да Винчи более пятиста лет назад. Впервые же патент на вариатор был зарегистрирован в конце XIX века. Тем не менее, такой тип трансмиссии не сразу начали использовать на автомобилях. Причиной этому была высокая цена, большие размеры и небольшой срок эксплуатации.

С тех пор вариатор претерпел глобальные изменения. Однако еще долгое время такой тип КПП использовали только на скутерах, мопедах и снегоходах. Основной причиной такого положения дел был ремень, который не выдерживал больших нагрузок и быстро рвался. В настоящее время эту проблему частично решили. Сегодня многие автоконцерны, такие как Дженерал Моторс, Хонда, Ниссан специализируются на разработке трансмиссии типа CVT.

Коротко о истории создания бесступенчатой коробки передач

Вариаторные коробки передач иногда называют бесступенчатыми или по английской аббревиатуре CVT.

Изобретение вариаторной передачи датировано 1886 годом, когда и был выдан патент на этот механизм. Но активно стали ее применять только более полвека спустя, в 50-ых годах, для привода вспомогательных двигателей электрогенераторов в авиационной промышленности.

Затем вариаторные коробки передач начали устанавливать на скутеры, так как позволяли упростить управление коробкой передач. На автомобили же бесступенчатые трансмиссии пришли вместе с моделью 600 от голландской компании DAF.

Рекомендуем: Проверка стартера

Именно эта машина, с еще резиновым ременным приводом считается родоначальником бесступенчатых трансмиссий в автомобильной промышленности.

В конце 80-ых, марки Ford и Fiat так же налаживают производство вариаторных коробок передач но уже с металлическим ремнем, а после них и все остальные мировые бренды подтягиваются к этому тренду.

Целый ряд автопроизводителей выпускает вариаторные коробки и конечно присваивает им свои названия:

• Multimatic — Honda;
• Lineartronic — Subaru;
• Hyper, Xtronic – Nissan;
• Autotronic – Mercedes;
• Multidrive -Toyota;
• Durashift CVT, Ecotronic — Ford;
• Multitronic – Audi.

Как работает вариатор?

Традиционные трансмиссии используют строго определенный набор передач. К примеру, на механике задано 5 передачных чисел, на автомате их до 8. Эти коэффициенты включаются в зависимости от дорожной обстановки: с низкой передачи, как правило, начинается движение; средние включаются во время ускорения и т.д. В обычных КПП мы не можем изменить количество передач. К примеру, нет такой передачи, как 2,5 или 3,75. Автомобиль должен ехать на второй либо третьей передаче. Вариатор – коробка передач с бесчисленным количеством коэффициентов. Это значит, что трансмиссия может выбрать любое значение от минимального и до максимального.

АКПП вариатор устроен следующим образом: два шкива переменного диаметра соединены ремнем, который испытывает наибольшую нагрузку. По этой причине ремень на современных вариаторах трудно назвать ремнем. Эта запчасть представляет собой металлическое массивное устройство, которое очень напоминает гусеницу. Один шкив в вариаторе соединен с двигателем и является ведущим, когда как другой (ведомый) с колесами. Шкивы представляют собой конусы, которые острыми вершинами «смотрят» друг на друга. Эти конусы постоянно находятся в движении. При сближении шкивов ремень начинает двигаться по большому периметру, когда как при их раздвижении по малому. За счет такого устройства передаточные числа меняются плавно и в весьма широком диапазоне.

Типы вариаторов

Внутренне устройство клиноременного вариатора

Вариаторы можно классифицировать на три типа:

• Клиноременные являются самыми распространёнными. Его устройство и принцип работы были рассмотрены нами выше.
• Тороидальные в отличие от клиноременных имеют два вала с особой тороидной поверхностью и между ними проходит не ремень, а ролики. От положения этих роликов и зависит передаточное число вариатора.
• Гидростатические вариаторы работают абсолютно по другому принципу. Эта технология базируется на насосах переменного объема, которые транспортируют жидкость в гидростатические моторы, которые, в свою очередь, превращают эту жидкость во вращательное движение.

Вариатор — принцип действия, типы вариаторов

конструкторские усовершенствования стали причиной того, что появилось несколько принципов работы этого устройства:

Клиноременная конструкция. Вращение коленчатого вала передается на движители с помощью одного или двух прочных ремней. Изготовляются по специальной технологии для обеспечения высокого рабочего ресурса. Такая ременная передача смонтирована на двух шкивах, состоящих из пар конусных дисков.

Хитрость такого конструкторского решения заключается в переменном диаметре шкивов. Уменьшение и увеличение размера конусов происходит при участии гидравлической системы, центробежной силы и пружинных опор. Конусы размещены под уклоном, позволяющим минимально снизить силу трения.

Одни из первых таких трансмиссий часто выходили из строя по вине выработки ремня. Современное автомобилестроение производит ременные передачи по инновационным технологиям, обеспечивающим ресурс работы до 2000000 пройденных километров. Изготавливают ремни путем плетения специальной проволоки, набора и скрепления между собой стальных пластин. При этом такая передача обладает хорошей гибкостью. Именно эти технические решения позволили отнести такую КПП в разряд отдельных типов трансмиссий.

Вариаторы с клин-цепным приводом. В качестве ремня используется звеньевая цепь, имеющая хорошую гибкость. При этой системе конусные шкивы выполняют из специальных видов стали по причине высоких нагрузок. Такая схема и принцип действия вариатора имеют высокий КПД. А все потому, что потери энергии значительно снижаются.

Преимущества и недостатки вариатора

Преимущества вариатора позволили этой модели бесступенчатой трансмиссии выйти в серийное производство.

• Автомобиль, оснащенный вариатором, набирает скорость плавно, без каких-либо рывков и скачков.
• Вариатор позволяет машине экономить время при разгоне, так как такой КПП не требуется переключать скорости.
• В отличие от механических коробок, вариатор плавно начинает движение, не откатывается на подъемах и не глохнет в пробках или на светофорах.
• Как и в автоматических КПП, автомобиль с вариатором имеет всего две педали и им также легко управлять.
• Даже при разгоне вариатор не издает много шума.
• Благодаря плавному ходу и динамичному разгону вариатор расходует меньше топлива, чем привычные нам коробки передач.
• Вариатор выпускает в атмосферу намного меньше вредных веществ в отличие от своих собратьев – автомата и механики.

Наряду с преимуществами вариатор имеет и свои недостатки, которые могут стоить водителю больших хлопот.

• Автомобиль с бесступенчатой трансмиссией не может длительное время двигаться с максимальной мощностью и на высоких оборотах.
• Вариатор требует пристального внимания. Менять масла и фильтры придется довольно часто, как минимум один раз на каждые 30 000 километров.
• В вариатор необходимо заливать специальную жидкость, которая влияет непосредственно на работу самого ремня. Стоит она недешево и в настоящее время ее не так-то просто приобрести.
• Грубая эксплуатация (резкие движения, экстренное торможение) может способствовать быстрой поломки вариатора.
• Бесступенчатую КПП можно устанавливать только на легковые автомобили мощностью до 220 лошадиных сил.
• Ремонт вариатора может обойтись несколько дороже того же автомата. К тому же найти в России специализированные СТО и опытных мастеров, которые бы разбирались в устройстве вариатора, довольно сложно.
• Если хотя бы один из датчиков выйдет из строя, это может негативно отразиться на работе всей КПП.

Вариатор в мировом автомобилестроении

В мировой практике вариаторы все чаще устанавливаются на современные автомобили. Очень популярен CVT в японском и немецком автомобилестроении.

Многие производители, разрабатывая новые модели бесступенчатых КПП, позиционируют их на рынке под собственными названиями, но сущность механизма, в целом, остается неизменной. Наиболее популярны следующие модели:

• Для японских автомобилей — Multimatic (Honda), Multidrive (Toyota), Lineartronic (Subaru), Xtronic (Nissan);
• Для немецких моделей — Multitronic (Audi), Autotronic (Mercedes-Benz);
• В США вариаторы известны, как Durashift CVT или Ecotronic (Ford).

Отечественные автолюбители относятся к CVT довольно скептически. Это обусловлено рядом недостатков:

• Передача крутящего момента в вариаторе происходит за счет силы трения, а потому их не используют в автомобилях с мощными двигателями;
• Высокая стоимость обслуживания — дорогостоящее масло и фильтр;
• Плохая ремонтопригодность;
• Буксировать автомобиль, на котором установлен вариатор CVT, можно только на эвакуаторе, либо с помощью частичной погрузки ведущей оси.

Вместе с тем неоспоримы и преимущества вариатора:

• Плавность движения;
• Хорошая динамика разгона;
• Экономичный расход топлива;
• Простота конструкции;
• Низкий вес;
• Относительно невысокая стоимость.

Автомобили, на которых установлен вариатор CVT, в большей степени предназначены для передвижения по городу, где механизм полностью раскрывает свои плюсы, обеспечивая максимальный комфорт. Они стали хорошей альтернативой гидромеханической АКПП, хотя срок службы вариатора чуть ниже и редко превышает 150 000 км.

Рекомендуем: Какое моторное масло лить в двигатель: синтетику или полусинтетику?

(3 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка…

Советы по эксплуатации вариатора

Вариатор значительно упрощает управление авто, но требует ухода

Если Вы являетесь обладателем автомобиля, оснащенным вариатором, или только задумываетесь об этом, тогда Вам необходимо знать некоторые правила его эксплуатации.

• Регулярно следите за уровнем жидкости и масла, а также не забывайте проверять все фильтры. В случае необходимости меняйте их вовремя.
• В холодное время года автомобиль необходимо не спеша прогреть. И делать это следует либо в нейтральном положении, либо в движении на очень маленькой скорости. В парковочном же состоянии масло в двигатель не поступает.
• Следует пристально следить за работой всех датчиков и регулярно проверять, нет ли обрыва в проводке.

Вариатор: отзывы владельцев

Судя по отзывам тех автолюбителей, которые только планируют приобрести автомобиль, но не могут выбрать – вариатор или АКПП, можно сказать, что народ еще с большим недоверием относится к бесступенчатым трансмиссиям. Однако водители, которые уже опробовали это новшество на себе, оставляют самые положительные комментарии. По их мнению, такие автомобили лучше разгоняются, тише едут и меньше топлива расходуют. Среди минусов отмечают дорогую жидкость для вариатора, непростой ремонт и то, что к такому автомобилю нужно еще привыкнуть.

Трансмиссия XTRONIC CVT

Вариатор Toyota Prius

Автоконцерн Ниссан уже не первый год занимается разработкой вариаторов для своих машин. В 2013 году компания представила миру усовершенствованную модель бесступенчатой коробки передач XTRONIC CVT. Эта трансмиссия была предназначена специально для двигателей средней мощности и объемом до 3,5 литров. Новая трансмиссия по сравнению с предыдущей моделью КПП экономила примерно на 10% больше топлива, потери на трение также уменьшились почти на 40%.

Новая технология позволила увеличить срок эксплуатации этой системы, детали уже не так быстро изнашивались. XTRONIC CVT уже начали устанавливать на такие автомобили в линейке Nissan, как Altima американского происхождения и Teana, модели из Поднебесной. Работа вариатора на этих автомобилях происходит в тандеме со специальной системой «Adaptive Shift Control», которая подстраивается под индивидуальный режим управления водителя.

Вариатор, его применение, положительные факторы

Обеспечивается плавным передаточным отношением и плавный набор хода авто, нет рывков. Узлы трансмиссии служат более длительный срок, чем в ступенчатой коробке передач. Когда сравнивать вариатор с АКПП, то конструкция их проще, что позволяет делать ремонт своими руками.

Вариатор на автомобиле нежелательно часто использовать на максимальных нагрузках, не стоит применять на этих авто и «спортивный» режим вождения, с частыми рывками, торможениями. Идеальное и долговременная работа его, это когда машина эксплуатируется в спокойном вождении, плавно.

На современных автомобилях применяется два вида вариаторов:

Клиноременная передача состоит из 2 шкивов, между которыми натянут ремень особенного изготовления. Первый шкив соединяется с двигателем машины (ведущий), второй шкив (ведомый) соединяется с ведущими колесами автомобиля. Применяются раздвижные шкивы, они состоят из 2 половинок, когда они сближаются, ремень выталкивается, а когда раздвигаются, он проваливается. Происходит синхронное изменение радиусов вращение, с увеличением на одном шкиве, делается уменьшение на другом шкиве. Этим достигается плавность передаточного отношения .

Несмотря на простоту, применение вариатора в автомобилях началось недавно, этому способствовало изобретение специального ремня. Простой ремень для этих целей не годится.

Ремень для вариатора с клиноременной передачей
делается из 2 металлических лент. на которые нанизываются пластинки, из металла имеющие специальную форму. Когда звенья ремня прижимаются друг к другу, происходит передача усилия толканием их ведущим шкивом.
В некоторых технических самоходных машинах применяется цепная передача вместо клиноременной, отличий по принципу работы нет, кроме одного, цепь передает тянущее усилие и мощность через торцы осей звеньев цепи, выполненных в скошенном виде.

Для большей передачи крутящего момента применяются торовые вариаторы, по сравнению с клиноременными передачами. Для них сохраняются недостатки, имеющиеся в клиноременных передачах, усилие как в одной, так и во второй передаче происходит при помощи трения.

https://scart-avto.ru/remont/chem-ploh-i-nadezhen-li-variator-plyusy-i-minusy-variatornoy/
https://cartechnic.ru/articles/korobka_variator_preimuschestva_i_nedostatki
https://gt-models.ru/avtomodeli/samyj-nadezhnyj-variator.html