Как это устроено: коробка-вариатор

Что такое коробка CVT, и чем она отличается от традиционной трансмиссии?Такой вопрос может заинтересовать как уже существующих автовладельцев с данным видом передачи крутящего момента так и будущих. Данный тип коробки передач подразумевает отсутствие фиксированных передаточных чисел. Это дает плавность хода, а также позволяет использовать двигатель в оптимальных режимах. Другое название такой коробки — вариатор. Далее рассмотрим плюсы и минусы коробки передач CVT, нюансы ее использования, а также отзывы автомобилистов, уже являющихся владельцами машин с бесступенчатой трансмиссией.

Определение

Аббревиатура CVT (Continuously Variable Transmission — англ.) переводится как «постоянно изменяемая передача». То есть, ее конструкция подразумевает возможность плавного изменения коэффициента передачи между ведущим и ведомым шкивами. Фактически это означает, что коробка CVT обладает множеством передаточных чисел в определенном диапазоне (границы диапазонов задают минимальный и максимальный диаметры шкивов). Эксплуатация вариатора во многом схожа с использованием автоматической коробки передач. Об их отличиях вы можете почитать отдельно.

На сегодняшний день существуют следующие типы вариаторов:

• лобовые;
• конусные;
• шаровые;
• многодисковые;
• торцовые;
• волновые;
• дискошариковые;
• клиноременные.

Коробка CVT (вариатор) используется не только в качестве трансмиссии легковых автомобилей, но и других транспортных средств — например, скутеров, снегоходов, квадроциклов и так далее.

Самым распространенным типом коробки CVT является фрикционный клиноременной вариатор. Это обусловлено относительной простотой и надежностью его конструкции, а также удобством и возможностью использования в автомобильной трансмиссии. На сегодняшний день преобладающее большинство автопроизводителей, выпускающих машины с коробкой CVT, используют именно клиноременные вариаторы (исключение составляют некоторые модели “Ниссан” с коробкой CVT тороидального типа). Далее рассмотрим конструкцию и принцип действия клиноременного вариатора.

Вариатор CVT

Аббревиатура CVT означает «Continuously Variable Transmission», что переводится как «непрерывно изменяющая передачи». Для многих больше на слуху название «вариатор», хотя по сути это одно и то же.

Вариатор CVT представляет собой единственный вид трансмиссии, способный плавно менять коэффициент передачи на протяжении всего диапазона изменения скорости.

То есть, в отличие от знакомых нам механической и автоматической трансмиссии, у CVT нет нескольких определенных числовых значений скоростей (первая, вторая, третья и т.д.). Такую систему еще называют бесступенчатой.

Принцип работы системы в двух словах можно описать так:

В большинстве случаев современные устройства CVT снабжаются клиноременными передачами. На шкивах крепятся раздвижные валы, благодаря им меняется передаточное число путем плавного сдвижения и раздвижения элементов.

В состав автоматической коробки передач CVT входят следующие компоненты:

• сверхпрочный ремень (из металла, резины или ремень полевидного типа);
• ведомый шкив (соединен с колесами, передает вращение к карданной передаче);
• ведущий шкив (находится в связке с коленчатым валом, проворачивает ведомый шкив).

Бесступенчатая коробка передач CVT вошла в автомобильную индустрию совсем недавно. Это устройство считается следующим поколением АКПП – она работает без участия человека и плавно меняет значение передачи. Тем не менее, многие относятся к подобному «прогрессу» довольно скептически.

Фактически автомобилисты поделились на два лагеря – сторонников и противников вариатора. Разберем основные преимущества и недостатки CVT.

Работа коробки CVT

Клиноременной вариатор состоит из двух основных частей:

• Трапециевидный зубчатый ремень. Некоторые автопроизводители вместо него применяют металлическую цепь или ремень из металлических пластин.
• Два шкива, образованных конусами, направленными друг к другу остриями.

По мере того, насколько близко находятся друг к другу соосные конусы, диаметр окружности, которую описывает ремень, уменьшается или увеличивается. Перечисленные части являются исполнительными механизмами CVT. А управляет всем электроника на основе информации, поступающей от многочисленных датчиков.

Принцип работы вариатора

Устройство бесступенчатой CVT трансмиссии

Так, если диаметр ведущего шкива будет максимальным (его конусы будут расположены максимально близко друг к другу), а ведомого минимальным (его конусы максимально разойдутся), то это означает, что включена самая «высокая передача» (соответствующая 4-ой или 5-ой передаче в традиционной трансмиссии). И наоборот, если диаметр ведомого шкива будет минимальным (его конусы разойдутся), а ведомого максимальным (его конусы сомкнутся), то это соответствует «самой низкой передаче» (первой в традиционной трансмиссии).

Для езды задним ходом в вариаторе используются дополнительные решения, обычно планетарный редуктор, так как традиционный подход в данном случае нельзя использовать.

В связи с проектными особенностями конструкции вариатор можно использовать лишь на сравнительно небольших машинах (с мощностью двигателя до 220 л.с.). Это связано с большими усилиями, которые испытывает ремень во время работы. Процесс эксплуатации автомобиля с трансмиссией CVT накладывает некоторые ограничения на водителя. Так, нельзя резко стартовать с места, долго ехать на максимальной или минимальной скорости, буксировать прицеп, ездить по бездорожью.

Плюсы и минусы коробок CVT

Как и всякое техническое устройство, вариаторы имеют свои преимущества и недостатки. Но справедливости ради необходимо учесть, что в настоящее время автопроизводители постоянно совершенствуют эту трансмиссию, поэтому со временем картина наверняка изменится, и недостатков у вариаторов будет меньше. Однако на сегодняшний день коробка передач CVT имеет следующие плюсы и минусы:

Преимущества	Недостатки
Вариатор обеспечивает плавность набора скорости без рывков, характерных для МКПП или АКПП.	Вариатор сегодня устанавливают на машины с мощностью двигателя до 220 л.с. Это связано с тем, что очень мощные моторы оказывают чрезмерное воздействие на приводной ремень (цепь) вариатора.
Более высокий коэффициент полезного действия. Благодаря этому экономится топливо, а мощность двигателя быстрее передается на исполняющие механизмы.	Вариатор очень чувствителен к качеству трансмиссионного масла. Как правило, необходимо покупать только оригинальные качественные масла, которые гораздо дороже их бюджетных аналогов. Кроме этого, менять масло надо чаще, чем в традиционной трансмиссии (примерно через каждые 30 тысяч километров пробега).
Значительная экономия топлива. Она становится результатом высокого КПД и плавного набора оборотов двигателя и скорости (в традиционной трансмиссии значительный перерасход происходит во время переключения передач).	Сложность устройства вариатора (наличие “умной” электроники и большого количества датчиков) приводит к тому, что при малейшей поломке одного из многочисленных узлов вариатор будет автоматически переведен в аварийный режим или выведен из строя (принудительно или аварийно).
Высокая экологичность, которая является результатом меньшего расхода топлива. А это означает, что машины, оборудованные вариатором, удовлетворяют современным высоким европейским требованиям экологичности.	Сложность ремонта. Зачастую даже незначительные проблемы с эксплуатацией или ремонтом вариатора способны привести к ситуации, когда трудно найти мастерскую и специалистов по ремонту этого агрегата (особенно это актуально для небольших городов и поселков). А стоимость ремонта вариатора куда выше, чем традиционных МКПП или АКПП.
Электроника, которая управляет вариатором, всегда выбирает оптимальный режим работы. То есть, трансмиссия всегда работает в наиболее щадящем режиме. Соответственно, это положительно сказывается на износе и сроке эксплуатации агрегата.	На машине с вариатором нельзя буксировать прицеп или другое транспортное средство.

На машине с коробкой CVT нельзя буксировать прицеп или другое транспортное средство. Также нельзя буксировать и саму машину, если у нее выключен двигатель. Исключение составляет случай, если вывесить на эвакуатор приводную ось.

CVT коробка передач: плюсы и минусы

В поддержку нового типа КПП обычно приводятся аргументы, представленные ниже.

Плюсы CVT КПП:

• Плавное ускорение, без рывков и так называемых «провалов».
• Из-за отсутствия необходимости переключать передачи машина набирает скорость заметно быстрее.
• Во время набора скорости нет шума.
• По сравнению с механикой, вариатор гораздо более плавно трогается с места.
• Из-за множества значений скорости мотор не будет глохнуть даже в пробке.
• В машине с CVT установлено всего две педали управления.
• Коробка-вариатор гораздо более экономична.
• Благодаря особенностям устройства выброс в атмосферу вредных веществ ниже, чем у АКПП и МКПП.

Несмотря на столь значимые преимущества, некоторые автовладельцы выступают категорически против коробки вариатора. Причины тому представлены ниже.

Минусы CVT КПП:

• Машина с трансмиссией типа CVT не может долго ехать на предельных оборотах.
• Вариатор считается достаточно прихотливым в обслуживании (например, менять масло и фильтры нужно каждые 30 тыс. км).
• Для обслуживания применяется дорогостоящая смазка, которая влияет на долговечность ремня.
• Вариатор не терпит грубую и интенсивную манеру вождения, и в результате частых резких торможений и разворотов может повредиться.
• CVT устанавливается только на машины с моторами до 220 л.с.
• Ремонт вышедшего из строя вариатора стоит немало, а специалистов в данной области найти сегодня достаточно сложно.
• Из-за сложно устроенной электроники даже повреждение одного датчика выведет из строя всю КПП.

CVT коробка передач – отзывы

Отзывы о коробке-вариаторе преимущественно положительные, что совсем не удивительно – их используют в основном те, кто перед покупкой тщательно взвесил все «за» и «против» и сделал выбор в пользу CVT коробки передач. Многие отмечают плавный набор скорости, которого удалось достичь благодаря отсутствию ступеней. При этом, правда, старт может показаться слегка «задумчивым».

Что касается опасений, связанных с дорогим обслуживанием – большинство автомобилистов утверждают, что сведения о высокой стоимости запчастей и ремонта сильно преувеличены и в действительности обслуживание CVT обойдется примерно в ту же сумму, что и обслуживание автомата.

Мы разобрали тип коробки передач CVT – что это такое, какими особенностями обладает данная КПП, ее преимущества и недостатки. Благодаря сложному устройству и гибкой настройке бесступенчатая трансмиссия дает абсолютную плавность хода автомобилю и не дает двигателю глохнуть даже во время стояния в пробке, что является большим преимуществом. Основным недостатком такой системы становится ее дорогостоящее обслуживание и ремонт. В итоге, делать выбор в пользу коробки передач CVT, остановиться на более привычном и похожем на нее автомате или отдать предпочтение простой и понятной механике, каждый решает сам. Выбирать следует, исходя из привычного стиля вождения и требований, которые вы предъявляете своему автомобилю.

Возможные проблемы эксплуатации

На практике владельцы автомобилей, оборудованных трансмиссией CVT сталкиваются с тремя основными проблемами.

1. Износ подшипников конусов. Причина этого явления банальна — попадание на рабочие поверхности продуктов износа (металлической стружки) или мусора. О проблеме автовладельцу расскажет появившийся гул, доносящийся из вариатора. Это может случиться на разных пробегах — от 40 до 150 тысяч километров. По статистике, этим очень грешит Nissan Qashqai. Чтобы избежать такой проблемы необходимо регулярно проводить замену трансмиссионного масла (в соответствии с рекомендациями большинства автопроизводителей это нужно делать через каждые 30…50 тысяч километров пробега).
   Редукционные насос и клапан
2. Выход из строя редукционного клапана масляного насоса. Об этом вам сообщат рывки и подергивания автомобиля как во время трогания и торможения, так и при спокойной равномерной езде. Причина поломки, скорее всего, будет крыться в тех же продуктах износа. Из-за их появления клапан заклинивает в промежуточных положениях. Следовательно, давление в системе начинает скакать, диаметры ведущего и ведомого шкивов рассинхронизируются, из-за этого ремень начинает проскальзывать. При ремонте обычно меняют масло и ремень, а шкивы шлифуют. Профилактика неисправности та же — вовремя меняйте трансмиссионное масло и фильтра, а также пользуйтесь качественными маслами. Помните, что в вариатор необходимо заливать трансмиссионное масло типа CVT (оно обеспечивает необходимую вязкость и “липкость”). Вариаторное масло отличается обеспечением стабильной работы “мокрого” сцепления. Кроме этого, оно более липкое, благодаря чему обеспечивается нужное сцепление между шкивами и приводным ремнем.
3. Проблемы с рабочей температурой. Дело в том, что вариатор очень чувствителен к диапазону рабочих температур, в частности, к перегреву. За это отвечает температурный датчик, который в случае превышения критического значения переводит вариатор в аварийный режим (устанавливает ремень в среднее положение на обоих шкивах). Для принудительного охлаждения вариатора зачастую используют дополнительный радиатор. Чтобы не перегревать вариатор, старайтесь в течение длительного времени не ехать с максимальной или минимальной скоростью. Также не забывайте чистить радиатор охлаждения вариатора (если он есть на вашем автомобиле).

Принципиальное устройство

Как уже было указано выше, бесступенчатая коробка передач устроена довольно сложно. Так как изменения коэффициента передачи в ней происходит плавно и непрерывно, коробка передач должна быть оснащена рядом дополнительных элементов, которые отличают этот агрегат от всех остальных. К основным элементам вариаторов принято относить:

1. Механизм включения: фрикцион с дисками и электромагнитная муфта / гидротрансформатор;
2. Первичный и вторичный шкивы;
3. Ремень;
4. Систему управления;
5. Узел, ответственный за задний ход;
6. Главную передачу;
7. Дифференциал.

Сразу отметим, что перечень элемент бесступенчатой трансмиссии не дает представления о том, как эта трансмиссия должна работать. Дело в том, что CVT правильнее всего классифицировать по типу передачи. Такая классификация даст читателю представления о том, чем будут отличаться одни бесступенчатые коробки передач от других. Начнем с наименее распространенных типов:

• Трансмиссия с электрической передачей. Двигатель в ней вращает генератор, тем временем как электромоторы отвечают на вращение колес. Такая трансмиссия используется в транспорте от Белаз, а также моделях ЗИС-154 и ДЭТ-250. Это передача для узкоспециализированного транспорта;
• Гидродинамическая передача (гидротрансформатор). Устройство из колес с лопатками, которые перебрасывают масло друг между другом. Устройство незначительно увеличивает момент (максимум до 2,5), зато работает довольно плавно. По факту, это основа современных АКПП;
• Гидрообъемная передача. В такой передаче двигатель обеспечивает вращение гидронасоса, которой перегоняет масло в гидромоторы – они и вращают колеса. Такая передача по-прежнему находит применение, например, в зерноуборочных комбайнах.

Особняком стоит вариатор, который и является наиболее распространенным типом бесступенчатой трансмиссии. Суть работы вариатора сводится к передаче крутящего момента посредством промежуточного тела, в качестве которого обычного выступает ремень. Промежуточное тело можно перевести в любую из точек переменного радиуса одного или сразу двух колес: ведущего и ведомого. Таким образом и удается изменить передаточное отношение, однако в подробностях принцип работы такой системы мы рассмотрим чуть позже. Сегодня наиболее распространенным в автомобилестроении является бесступенчатая коробка передач, использующая клиноременной механизм. Обычно ее называют просто клиноременным вариатором. О нем подробнее.

Дополнительные сведения о вариаторе

Многие специалисты считают, что коробка передач CVT (вариатор) — это наиболее совершенный вид трансмиссии на сегодняшний день. Поэтому есть все предпосылки к тому, что вариатор постепенно вытеснит АКПП, как последняя уверенно вытесняет МКПП со временем. Однако, если вы решите купить машину, оборудованную вариатором, то вам необходимо помнить следующие важные факты:

• вариатор не предназначен для агрессивного стиля езды (резкого набора и сброса скорости);
• на машине, оборудованной вариатором, категорически не рекомендуется продолжительное время ехать на предельно малых и предельно высоких скоростях (это приводит к значительному износу узла);
• ремень вариатора боится значительных ударных нагрузок, поэтому рекомендуется ездить лишь по ровной поверхности, избегая проселочных дорог и бездорожья;
• в вариаторе обязательно необходимо своевременно менять трансмиссионное масло (а использовать лишь качественное оригинальное масло).

Перед покупкой машины с коробкой CVT вам необходимо быть готовым к условиям ее эксплуатации. Она обойдется вам дороже, однако это стоит того удовольствия и комфорта, который предоставляет вариатор. Тысячи автомобилистов на сегодняшний день пользуются вариаторной трансмиссией, и их количество только растет.

Отзывы о CVT коробке передач

Напоследок мы собрали для вас реальные отзывы владельцев автолюбителей, чьи машины оборудованы вариатором. Представляем их вашему вниманию с тем, чтобы у вас сложилась максимальная четкая картина о целесообразности выбора.

Положительные отзывы	Отрицательные отзывы
К вариатору надо привыкнуть. У меня было субъективное впечатление, что как только отпустишь газ, то машина останавливается гораздо быстрее чем на автомате (скорее всего так, торможение двиглом происходит). Вот это мне было необычно, я люблю до светофора докатываться. А из плюсов — на двигле 1.5 динамика чумовая (не по сравнению с Супрой, а по сравнению с обычными машинами с 1.5) и расход топлива небольшой.	Все кто хвалят вариатор, никто не может вменяемо объяснить, чем он лучше современной, тоже плавной 6-7ми ступенчатой настоящей гидромеханики, т.е ответ прост ничем, даже хуже (написано выше в статье). Просто эти люди купили вариатор не потому, что он лучше автомата, а потому, что тот авто, который они решили купить не шёл с настоящим автоматом.
Вариатор экономичнее автомата (сравниваю не с селикой а с любой другой машиной с движком 1.3	Вариатор не вселяет надежд. Интересная, конечно, разработка. Но, учитывая, что весь мировой автопром уходит от улучшения надёжности в современных агрегатах, то от от вариков (впрочем, как и от роботов) ничего ждать не приходится. Разве что переходить на потребительское отношение к авто: купил, 2 года покатался по гарантии, слил, купил новую. К чему нас и ведут, собственно.
Плюсы — более быстрый и уверенный разгон по сравнению с автоматами и механикой ( если на механике не мастер спорта по автогонкам). Экономичность.( Фит-5,5 л, Интегра-7 л, обе по трассе)	Зачем нужен вариатор, когда давно изобретён «классический» автомат — плавный и супернадёжный? Напрашивается только один вариант — чтобы уменьшить надёжность и наварится на продаже з/ч. И так типа, 100тыс. машина проехала — всё, пора на помойку.
Прошлую зиму ездил на цивике с вариатором, никаких проблем на гололеде не было. Вариатор действительно экономичнее и динамичнее автомата. Главное чтобы он достался тебе в хорошем состоянии. Ну а немного более дорогое обслуживание это плата за удовольствие от вождения	Короче, вариатор = геморрой, маркетинговая мулька для одноразовых автомобилей.
Седьмой год на вариаторе — полет отличный!	Старый автомат надежен как ак47, нафик эти варики

Как видите, большинство людей, хотя бы один раз попробовавших ездить на вариаторе, по возможности не отказываются далее от этого удовольствия. Однако выводы делать лишь вам.

Итоги

Вариатор хотя и более сложный и дорогой в обслуживании, но все же на сегодняшний день является самой лучшей трансмиссией для машин с двигателем внутреннего сгорания. А со временем цена на автомобили, оборудованные им, будут лишь снижаться, а надежность такой системы расти. Поэтому описанные ограничения будут убраны. Но на сегодняшний день не забывайте о них, и используйте автомобиль в соответствии с рекомендациями производителя, и тогда коробка СВТ будет также долго служить верой и правдой как и сам автомобиль.

Обзор вариатора Nissan Qashqai

Клиноременные вариаторы широко применяются на многих автомобилях Ниссан, в том числе и на кроссовере Кашкай. Такая коробка обеспечивает высокую экономичность, а также является недорогой в производстве, что положительно сказывается на стоимости автомобиля. Однако эксплуатация и обслуживание вариаторов имеют ряд важных особенностей, о которых ниже.

Устройство и принцип работы

Сколько служит вариатор?

Замена масла на Кашкай-2

Комментарии и Отзывы

Устройство и принцип работы

Вариатор Ниссан Кашкай имеет внутреннее обозначение CVT (Continuously Variable Transmission, трансмиссия с непрерывно изменяемым передаточным числом) и производится японской компанией Jatco. На автомобилях Кашкай старой модели J10 применялся клиноременной вариатор RE0F10A или JF011E, на новый Кашкай J11 ставится модернизированный вариатор JF016E. Главным отличием является передаточное число главной пары (6.466 и 6.386 соответственно) и диапазон передаточных чисел (2.349 – 0.394 и 2.631 – 0.378 соответственно).

В конструкции такой коробки имеются два независимых шкива, установленных на подшипниках и оснащённых двумя конусами каждый, причём узкие стороны конусов расположены напротив друг друга. Один шкив соединён с коленчатым валом двигателя, второй шкив стоит на валу, выходящем к коробке дифференциала. Подача крутящего момента от коленчатого вала двигателя идёт через гидротрансформатор. Между шкивами установлен стальной пластинчатый ремень, с помощью которого передаётся крутящий момент. Для передачи момента на ведомый вал используется планетарная передача. Ремень может передвигаться по боковой поверхности конусов, тем самым постоянно изменяя передаточное отношение.

Валы вариатора Ниссан Кашкай в сборе с приводным ремнём

При старте с места ремень расположен на ведущем шкиве на минимальном диаметре (конусы разведены), а на ведомом — на максимальном (конусы сведены). Изменение расстояние между конусами осуществляется шаговым электродвигателем и датчиком частоты вращения, установленными в корпусе гидроблока.

Положение конусов при старте Положение конусов при максимальной скорости

1. Неподвижный конический шкив ведущего вала.
2. Подвижный конический шкив.
3. Подвижный конический шкив ведомого вала.
4. Стальной ремень.
5. Неподвижный конический шкив.
6. Планетарный редуктор со встроенным многодисковым тормозом.

С ведущего вала с помощью пары косозубых шестерён вращение передаётся на дифференциал. По мере разгона передаточное число меняется таким образом, чтобы поддерживать наиболее выгодные, с точки зрения динамики и расхода топлива, обороты двигателя. Для переключения направления движения в конструкции вариатора используется многодисковый тормоз.

На схеме ниже показано, как работает современный вариатор. Красными стрелками обозначено направление движения крутящего момента от двигателя.

1. Ведущий вал.
2. Цепь привода масляного насоса (может быть от пары шестерён).
3. Гидротрансформатор.
4. Дифференциал.
5. Стальной ремень вариатора.
6. Конусы вторичного вала.
7. Ведомый вал.
8. Планетарный редуктор.
9. Конусы ведущего вала.

Важнейшим показателем эффективности любой коробки передач является силовой диапазон, который представляет собой отношение высшей и низшей передач в коробке. В современных многоступенчатых автоматических коробках значение диапазона не превышает значения в 9 единиц, в то время как последние образцы CVT позволяют получить значение около 12 единиц.

Сколько служит вариатор?

Из-за двух случаев массовых выходов из строя вариаторов Ниссан Кашкай за ними закрепилась репутация крайне ненадёжных агрегатов с малым ресурсом. Первые проблемы были на машинах 2012 года с атмосферным мотором 1,6 литра. Причиной стала не отлаженная кинематическая схема работы вариатора под двигатель малого объёма. Вторая проблема возникла в 2014 году на новом Nissan Qashqai J11 из-за новой прошивки блока управления. Было выпущено две версии прошивки PM463 и PM551, которые исправили ситуацию. Начиная с 2014 года на вариаторы Ниссан Кашкай завод даёт гарантию на 100 тыс. км пробега. При этом фирма Jacto, которая поставляет эти агрегаты Ниссан, даёт гарантийный пробег 120 тыс. км.

Последующая эксплуатация машин показала, что вариатор вполне надёжен и спокойно ходит без ремонта более 200 тыс. км. По отзывам владельцев двигатель Кашкая раньше уходит на капитальный ремонт, чем регулярно обслуживаемый вариатор.

Основные неисправности

Из-за особенностей конструкции вариатора все неисправности можно разделить на механические и электронные. При возникновении проблем в электронных блоках управления на комбинации приборов загорается предупреждающая лампа. При электронных ошибках вариатор блокируется на фиксированном положении, что позволяет добраться на машине к месту ремонта.

К проблемам электронного характера следует отнести:

• выход из строя блоков управления коробки;
• отказ шагового электродвигателя;
• заклинивание электромагнитных клапанов основной магистрали.

Основной причиной механических проблем на Кашкае является нерегулярная замена масла и жёсткая эксплуатация коробки в условиях бездорожья и низких температур. Как правило, при механических проблемах коробка не переходит в аварийный режим с загорающейся индикацией на комбинации приборов. Исключением является перегрев масла в коробке.

Механическими проблемами вариаторов Ниссан Кашкай являются:

• загрязнённый маслорадиатор, который расположен перед радиатором охлаждающей жидкости и последующий перегрев масла в коробке;
• рывки при разгоне автомобиля являются признаком попадания грязи под клапан масляного насоса;
• проскальзывание ремня по коническим поверхностям с образованием большого количества стружки;
• износ и гул подшипников валов вариатора.

Видеоролик с описанием типичных проблем вариатора (автор carosokin).

Устранение проблем

Поломки в электронике коробки определяются во время компьютерной диагностики. Некоторые ошибки носят случайный характер и после обнуления больше не возникают. Для устранения других требуется вмешательство в механическую часть вариатора для ремонта и замены узлов. Большинство возникающих механических неисправностей можно устранить своими руками, но только при частичном или полном разборе коробки.

Если отремонтировать приспособление не удается, то может потребоваться его замена. Пока вариатор находится на гарантийном сроке его без проблем можно поменять в официальном сервисе Nissan. В случае, когда гарантия закончилась, сам вариатор и работы по его установке и адаптации обойдутся достаточно дорого.

Обслуживание

Для увеличения продолжительности службы вариатора необходимо вовремя проводить техобслуживание. Все необходимые работы можно провести на СТО или же выполнить самостоятельно.

Замена масла

Замена масла производится в соответствии с инструкцией в среднем через 60 тысяч км пробега. Но для большей надёжности коробки срок службы масла следует уменьшить в два раза. Оригинальное масло — Nissan CVT Fluid NS-2 (код для заказа KLE52–00004, для замены необходимо 8 литров).

Поскольку при замене стекает только 2/3 объёма масла, то смену можно повторить. Такое мероприятие желательно проводить на машинах с большими пробегами. Вторая замена повышает количество свежего масла приблизительно до 80%.

После замены на Ниссан первого поколения, например, 2008 года необходимо обнулить данные в блоке управления коробкой от датчика старения масла. Обнуление проводится с помощью диагностических сканеров NIssan Consult III или Launch X431 Diagun. Пренебрежение этим пунктом приведёт к работе насоса вариатора с повышенным давлением.

Замена масла на Кашкай-2

Автомобили 2013, 2014, 2015, 2016 и 2021 годов относятся ко второму поколению Ниссан Кашкай, в конструкции вариатора которых произошли некоторые изменения. В коробке используется более современное масло Nissan CVT Fluid NS-3 (оригинальный код KE909–99943), для полной замены требуется 12 литров.

Также можно сбросить счётчик старения масла. Хотя в новых версиях сервисной литературы Ниссан указывается, что показания этого счётчика не влияют на работоспособность коробки.

Замена фильтра

В коробке установлены два фильтра — многоразовый грубой очистки (номер детали 31728–1XZ0D), установленный в нижней части вариатора и одноразовый бумажный (номер 31726–1XF00) для тонкой очистки. Замену фильтра тонкой очистки можно произвести только сняв поддон двигателя, поэтому его замену целесообразно совместить со сменой масла в картере коробки. Фильтр грубой очистки требует замены редко, в основном при сильном повреждении фрикционов (выгорании).

Замена ремня

Замена ремня представляет собой весьма сложную и трудоёмкую операцию, которую самостоятельно может выполнить только опытный специалист. Работа по замене ремня может быть выполнена без снятия коробки с автомобиля. При покупке ремня следует учитывать, что единственным поставщиком детали является фирма «Бош».

Краткий алгоритм замены следующий:

1. Слить масло и снять поддон картера.
2. Снять боковую крышку вариатора.
3. Снять гидроблок в сборе.
4. Вынуть ведущий и ведомый валы вместе с ремнём из второй половины корпуса вариатора.
5. Затем развести конусы на валах на максимальное расстояние и снять ремень.
6. Установить новый ремень и произвести обратную сборку.

Правила эксплуатации

Вариатор Ниссан Кашкай требует определённых правил при движении машины:

• следует ездить плавно, избегая резких разгонов и торможений;
• не пытаться вытащить застрявшую машину путём раскачки. Вариатору требуется полностью остановиться и только потом можно осуществлять переключение на другой режим;
• когда силовой агрегат функционирует на холостом ходу, переключать режимы КПП надо плавно;
• избегать постоянной езды на повышенных оборотах;
• не буксировать другие автомобили или прицепы;
• избегать пробуксовки колес.

Плюсы и минусы

Основными плюсами вариатора являются:

• общее обеспечение благоприятных режимов работы двигателя;
• в отличие от обычного ступенчатого автомата, вариатор не даёт ударных нагрузок на мотор при переключении на низшую передачу для интенсивного разгона;
• за счёт плавного регулирования скорости обеспечиваются хорошие показатели топливной экономичности;
• при исправном вариаторе Кашкай практически не буксует на скользких или песчаных грунтах.

Однако наряду с положительными моментами, вариатор имеет и слабые стороны:

• сложность и относительно высокая стоимость технического обслуживания коробки;
• невозможность применения вариаторов на мощных двигателях (более 200 л. с.);
• мало подходит для любителей агрессивной езды;
• вариатор оснащается сложной электронной системой с большим числом датчиков и разъёмов, поэтому выход хотя бы одного из них переводит коробку в аварийный режим;
• для обслуживания коробки нужно использовать только оригинальные масла и детали.

Но при соблюдении всех правил эксплуатации вариатор Ниссан Кашкай покажет себя как надёжный и безотказный агрегат.

Фотогалерея

Фильтры тонкой очистки — новый (слева) и старый Снятый поддон с магнитами, хорошо видно большое количество отложений Фильтр грубой очистки Слив масла из коробки JF016E

Видео

Ролик от автора Евгений Липовка показывает процесс замены масла в вариаторе Кашкая первого поколения.

Что такое вариатор (коробка CVT), устройство, принцип работы

Сейчас все чаще можно встретить авто, на крышке багажника или передних крыльях, которых размещена аббревиатура CVT.

Она указывает, что на машине вместо привычных уже коробок передач (механической или автоматической) используется вариатор.

Что такое вариатор?

Прежде чем мы разберемся в принципе работы вариатора, необходимо дать ему правильное определение.

Это устройство благодаря которому происходит плавное изменение передаточного числа в различных узлах и агрегатах. Изменение происходит в автоматическом режиме, плавно, в зависимости от оборотов двигателя и возникающей внешней нагрузки в конкретный момент времени.

Примеров использования коробок CVT можно приводить много, наиболее понятным будет пример, когда с помощью данного устройства происходит согласование скорости вращения лестницы на эскалаторе в метрополитене с ее поручнями.

Технология не новая

Идея передачи крутящего момента с возможностью бесступенчатого его изменения – это далеко не новь. Прототип механизма с такими эксплуатационными параметрами был придуман еще Леонардо да Винчи.

Первый же патент на бесступенчатую трансмиссию был выдан в 1885 году, то есть она появилась практически одновременно с автомобилями, оснащенными двигателями внутреннего сгорания, вот только к ним вариатор еще долго не имел никакого отношения.

Достаточно длительное время такая трансмиссия применялась на различных станках и механизмах, а также двухколесном транспорте – мопедах и мотоциклах. И только в 1958 году коробка CVT появилась на автомобиле.

Первой машиной, у которой вместо ступенчатой коробки передач установили вариатор, была микролитражка DAF 600.

Во второй половине 70-х годов подразделение по выпуску легковых авто (вместе со всеми наработками) компании DAF выкупила Volvo».

После этого был налажен выпуск городского автомобиля с CVT трансмиссией Volvo 66, являвшимся доработанной версией DAF 66.

Позже в модельном ряду появилась модель Volvo 340.

Но множество проблем и несовершенство этого типа трансмиссии в конечном итоге привело к тому, что Volvo в средине 80-х годов отказалась от применения на своих авто вариатора.

А все потому, что один из основных элементов – клиновидный ремень обладал очень ограниченным ресурсом, а механизм управление трансмиссией (в ту пору – механический) был конструктивно сложным.

В конце 80-х годов другие автопроизводители решились на установку коробки CVT. Сначала это были компании Fiat (модель Uno) и Ford (ставилась такая трансмиссия на Fiesta).

В то же время свой вариатор разработали и японцы. Первым японским авто с такой трансмиссией стал Subaru Justy GL.

Постоянное развитие технологий и работы, направленные на усовершенствование конструкции, в конечном результате дало свои плоды и сейчас вариатор является не редкостью, все больше автопроизводителей комплектуют им свои модели, тем самым поставив этот вид трансмиссии наряду со ступенчатыми.

Основы работы коробки автомат для понимания работы вариатора

Принцип работы вариатора кардинально отличается от ступенчатых коробок передач.

Для большего понимания сначала следует рассмотреть, как функционирует классическая автоматическая коробка передач (не путать с преселективной роботизированной КПП, которую тоже часто обозначают как АКПП).

В основе работы любой ступенчатой коробки лежит взаимодействие между собой шестерен разных размеров.

По сути, коробка передач – это обычный многоступенчатый редуктор, которым можно управлять. Такой, к примеру, является обычная механическая коробка.

АКПП же значительно сложнее по конструкции. Если МКПП — это редуктор, то в АКПП он – лишь составной элемент, хоть один из основных.

В целом автоматическую коробку можно разделить на несколько составляющих:

• Механическая;
• Гидравлическая;
• Электронная.

Механическая составляющая – это и есть редуктор. В его основе лежит обычная планетарная передача.

В современных КПП, обладающих 4-мя и выше ступенями, таких передач несколько и образуют они так называемый планетарный ряд.

Несмотря на сложность конструкции, принцип работы такой КПП очень прост. Любая планетарная передача состоит из трех компонентов – солнечной шестерни, сателлитов, объединенных водилом, и зубчатого кольца.

Особенность такой передачи заключена в том, что ведущим, ведомым или зафиксированным (обездвиженным) элементом может выступать любой из составных компонентов, благодаря чему и удается менять передаточное соотношение. Этим и воспользовались конструкторы при создании АКПП.

Так, если сделать ведущей солнечную шестерню, а водило с сателлитами будут ведомыми, при этом кольцо — зафиксировано, то на выходе получим максимальное передаточное соотношение.

Если же зафиксировать солнечную шестерню, подавать вращение на водило, а снимать его с планетарного кольца, то соотношение будет равным, то есть на выходе получаем прямую передачу.

Для получения вращения в обратную сторону (задний ход) достаточно зафиксировать водило, а вращение подавать на солнечную шестерню.

Для обеспечения блокировки шестерен планетарных передач, в конструкции АКПП применяются фрикционные муфты сцепления и ленточные тормоза.

В действие эти узлы приводятся гидравлической составляющей, работа которой контролируется и регулируется электронным блоком.

В итоге все выглядит так: электронный блок управления при помощи датчиков следит за несколькими параметрами – скоростью движения, оборотами коленчатого вала и т. д.

При надобности, он подает сигнал на открытие клапанов или срабатывание поршней гидравлической системы.

Те в свою очередь воздействуют на муфты или тормоза, блокируя вращение требуемого компонента планетарной передачи.

Как работает вариатор, общее устройство

Как отмечено, принцип работы вариатора полностью отличается от ступенчатых коробок. В основе этой трансмиссии лежит ременная передача.

Обычная передача такого типа состоит из двух валов, с установленными на них шкивами.

Передача вращения и усилия осуществляется ремнем. В такой передаче передаточное число – фиксированное и зависит оно от диаметров шкивов.

В коробке CVT же существует возможность изменять передаточные числа. Делается это за счет меняющихся диаметров шкивов.

Конструкция достаточно проста: имеется два параллельно расположенных вала. На них установлены шкивы, каждый из которых состоит из двух половин (тарелок).

Эти половины имеют конусную форму и могут перемещаться по валу относительно друг друга.

А работает все так: между конусными поверхностями шкивов помещен клиновидный ремень. При сведении или разведении половин шкивов, меняется их диаметр в месте контакта ремня.

То есть, при полностью сведенных половинах ремень движется практически по внешнему диаметру шкива, но при расхождении он проваливается между этими дисками.

Но таких шкива в конструкции вариатора два, а ремень удлиняться не может.

Вот и получается, что если у одного из шкивов половины расходятся, то у другого должны сходится, то есть работать они должны синхронно.

Таким образом и осуществляется изменение передаточного соотношения.

Но это только принцип работы. Конструктивно все выглядит значительно сложнее, хотя основными рабочими элементами остаются все те же шкивы и ременной привод.

Но в конструкцию дополнительно добавлено сцепление, электронная система управления, а также планетарный редуктор.

Поэтому коробка CVT состоит из:

1. Электронной системы управления;
2. Самого вариатора;
3. Узлов и деталей, которые передают крутящий момент и включают нейтральную передачу;
4. Планетарного механизма, для движения задним ходом.

В коробку CVT, в зависимости от производителя и модели, могут быть внедрены различные конструктивные решения, которые в большинстве случаев касаются сцепления.

1. Вариатор Transmatic – автоматическое центробежное сцепление;
2. Multimatic, Multitronic – мокрое сцепление, многодисковое с электронным управлением;
3. Hyper – сцепление электромагнитное с электронным управлением;
4. Autotronic, Extroid, Ecotronic, Multidrive, Lineartronic, Xtronic – с гидротрансформаторами.

В качестве сцепления зачастую выступает гидротрансформатор, такой же, как и на АКПП.

Гидротрансформатор работает при трогании машины с места, затем блокируется. Он очень мягко, без рывков, передает крутящий момент за что и получил большую популярность среди владельцев автомобилей.

Перемещением дисков шкивов управляет электронный блок, который следит за рядом параметров работы двигателя и самой трансмиссии и на основе этого подает команды на исполнительные механизмы.

К примеру, при начале движения необходимо обеспечить максимальное тяговое усилие, для чего половины ведущего шкива нужно максимально развести, а ведомого – свести.

По мере набора скорости блок управления меняет диаметры шкивов, снижая передаточное соотношение.

Планетарный же редуктор в конструкции необходим для обеспечения движения задним ходом.

Типы вариаторов

Во многих узлах и агрегатах нашли широкое применение различные конструкторские решения вариаторов, которые плавно изменяют передаточное число от двигателя к колесам, но в автомобилестроении ужились пока только два их типа:

1. Клиноременной;
2. Тороидный.

Клиноременной

В основу устройства клиноременного вариатора входят два шкива конической формы и одна или двух ременная передача.

Ремень имеет клиновидную форму и может быть изготовлен из резины, набора металлических пластин или цепи. Но это только влияет на надежность работы всей системы, но никак на принцип ее работы.

Конструктивно предусмотрено раздвигание и сдвигание шкивов, благодаря чему и происходит изменение их диаметров.

Благодаря клиновидной формы ремня, последний соприкасается со шкивом боковыми сторонами, что обеспечивает надежную передачу вращательного момента продолжительное время (для резиновых ремней 50 000 км, но это еще не предел).

Изменение передаточного числа происходит за счет сдвигания и раздвигания, ведущего и ведомого шкивов.

При малых оборотах двигателя диски ведущего шкива разжаты, соответственно имеют малый диаметр. Ведомые диски, наоборот, сжаты и имеют больший диаметр.

При увеличении оборотов двигателя под воздействием центробежных сил и различных приводов, диски ведущего шкива сжимаются, а ведомого, наоборот, разжимаются, при этом уменьшается передаточное число.

Чтобы диаметры шкивов изменялись синхронно с возникающими нагрузками на двигатель, в автомобиле с коробкой CVT предусмотрена электронная система управления, которая также совместно управляет и работой планетарного редуктора и сцепления.

Планетарный редуктор обеспечивает движение автомобиля задним ходом, так как конструктивно вариатор не может обеспечить такое движение.

Благодаря электронной системы управления, после выхода автомобиля на крейсерскую скорость, CVT трансмиссия поддерживает те обороты двигателя, которые наилучшим образом будут подходить для хорошей динамики движения автомобиля.

Во время различных экспериментов было установлено, что оптимальный угол наклона внутренних стен шкива должен быть 20 градусов.

В разных устройствах сдвигание и раздвиганье шкивов происходит за счет гидравлики, пружин или центробежных сил.

Резиновые передачи в клиноременных вариаторах зарекомендовали себя плохо, поэтому сейчас в основном устанавливают передачи из цепи или металлических пластин.

Это в значительно мере повысило надежность и увеличило ресурс работы системы и уменьшило шумы во время движения авто.

Так же, как разновидность, существуют клиноцепные трансмиссии, передача крутящего момента в которых происходит с помощью металлической цепи в основе которой лежат специальные пластины, соединенные осями.

КПД взаимодействия со шкивами в таких устройствах в значительной мере выше, чем в обычных клиноременных вариаторов, а значит, потери вращательного момента в них минимальны.

Для управления используется специальный рычаг селектора.

Клиноременной вариатор устанавливается на многих зарубежных автомобилях, у каждого производителя он конструктивно может отличаться и иметь свое название, к примеру:

Тороидный вариатор

Как видно из рисунка тороидный вариатор состоит двух вращающихся в противоположные стороны соосных валов, имеющих тороидную (сферическую) форму.

Между валами зажаты ролики, их тоже видно на рисунке выше, которые изменяя свое положение меняют передаточное число от ведущего к ведомому валу, при этом крутящий момент передается от роликов к валам за счет сил трения.

Основной проблемой, влияющей на надёжность работы всей системы и на КПД передачи крутящего момента, является пятно контакта роликов со сферическими валами.

Усилие прижатия в пятне контакта может быть колоссальным, в некоторых вариаторах оно может достигать 10 т., поэтому, помимо того, что материал в них должен быть высокотехнологичным, система управления тоже должна быть очень надежной.

К примеру, на вариаторе Extroid, который применяется на некоторых моделях Nissan, установлен специальный гидравлический механизм, управляемый электроникой, перемещая ролики с диапазоном в микроны.

Важно – поговорим про клиновидный ремень

Ранее вариатор не нашел широкого распространения на автотранспорте по одной простой причине – резиновый ремень из-за передачи значительных усилий очень быстро стирался.

Так, у упомянутого Volvo 340 приводной элемент отхаживал не более 30 тыс. км.

В современной клиноременной трансмиссии используется привод, который сложно назвать ремнем, поскольку он состоит из двух пакетов стальных лент, с помещенными между них фасонными пластинами, сделанными в виде бабочки.

Благодаря использованию составных элементов из высокопрочных материалов удалось решить одновременно несколько проблем – повысить ресурс работы трансмиссии, увеличить диапазон передаточных чисел (за счет большей гибкости привода), снизить шумность работы.

Также некоторые компании выпускают клиноцепные вариаторы, у которых в качестве приводного элемента выступает многозвеньевая пластинчатая цепь, обладающая еще большей гибкостью, но из-за малого пятна контакта с рабочими поверхностями шкивов, требует использования высокопрочных материалов при создании последних.

Преимущества и недостатки такого решения

Благодаря своему непохожему на ступенчатые коробки принципу работы, вариатор обладает рядом преимуществ перед ними.

Основными из них являются:

• Плавный, но при этом стремительный набор скорости;
• Высокие показатели КПД;
• Отсутствие разрывов в передаче крутящего момента (нет рывков и провалов);
• Отличное реагирование трансмиссии на изменение условий (подъемы, спуски);
• Сниженное потребление топлива;
• Легкость начала движения, отсутствие вероятности отката назад при старте (даже на подъем);
• Отличное согласование работы с двигателем;
• Бесшумность работы.

• Длительная передача высоких оборотов на максимальной мощности негативно сказывается на CVT коробке
• В качестве рабочих жидкостей используются специальные масла;
• Вариатор очень требователен к качеству масла, поэтому менять его и фильтра нужно своевременно;
• Требует строго соблюдения правил эксплуатации (экстремальные условия не для него);
• Такие коробки пока не могут работать с мощными моторами (предел – 220 л. с.);
• Сложность и дороговизна ремонта.

Ну, и некоторые отмечают «скучность» поведения авто, оснащенного CVT трансмиссией. То есть, работа двигателя и вариатора настолько сбалансирована, что добиться от этой пары «спортивного поведения» невозможно.

Частично эта проблема решена за счет имитации работы ступенчатой коробки (специальный режим, при котором существует возможность менять передаточные числа на фиксированные значения).

Что надежнее вариатор или автомат

Что касается вопроса, касающегося того, автомобилю с какой трансмиссией отдать предпочтение – АКПП или вариатору, то однозначного ответа нет.

Современная коробка CVT обладает уже неплохим ресурсом при тех же требованиях технического обслуживания, что и коробка-автомат, но его практически все эксплуатационные показатели выше.

Но все же АКПП пока является более надежной, хоть по конструкции и сложнее, да и экстремальные условия она выдерживает лучше.

В общем, вариатор является отличным вариантом, но в случае если авто за черту город выезжать не будет.

В заключение можно отметить, что за коробками CVT будущее, так как по сравнению с обычной АКПП, они проще в конструкции, а значит, дешевле, они мягче передают крутящий момент, а значит, поездка становится комфортней, они экономят топливо, а значит поездка становится дешевле.

И несмотря на все еще имеющие недостатки, они уже уверенно заняли свои позиции в автомобилестроении.

Мощности транспортных средств, на которые они устанавливаются, постоянно возрастают, а значит, в скором времени мы их увидим и на грузовых автомобилях.

Вариатор или бесступенчатая трансмиссия — видео.

https://motorchina-online.ru/remont/cvt-nissan.html

Обзор вариатора Nissan Qashqai

https://autotopik.ru/obuchenie/578-variator.html