Что такое CVT коробка перемены передач

CVT коробка передач — что это такое, и чем она отличается от механической или автоматической коробки передач? Многие называют её следующим поколением АКПП. Сегодня многие крупные автомобильные производители, такие как Ниссан, Тойота, Ауди и другие, активно модернизируют её и продвигают в новых версиях выпускаемых машин. Так что же это такое, и чем она отличается? Ниже будет подробно рассмотрен данный вид, устройство, история его происхождения и отличия от других КПП.

CVT коробка передач

Что выбрать: вариатор или автомат

Автоматическая коробка передач может быть представлена роботизированной КПП, классическим автоматом и вариатором. Приобретая машину, автолюбитель задумывается, какой коробке передач отдать предпочтение; что лучше: вариатор или автоматическая коробка передач. Выбирая между вариатором и автоматом, необходимо знать, чем они отличаются, учитывать их плюсы и минусы, а также понимать, какое из устройств надежнее.

Устройство и принцип работы вариатора CVT

Коробка передач CVT (Continuously Variable Transmission), или вариатор, относится к классу автоматических КПП с возможностью бесступенчатого изменения передаточного отношения в довольно широком диапазоне. Что означает эта фраза на практике для обычного водителя? Примерно следующее: передачи в коробке будут переключаться автоматически и плавно (без рывков), динамика разгона будет иметь оптимальные значения, а показатель расхода топлива оставаться минимальным. И все это за счет идеального сочетания передаточного отношения в трансмиссии и нагрузки на двигатель в конкретный момент времени. Звучит неплохо и, действительно, вариатор cvt, с инженерной точки зрения, является оптимальной КПП из всех существующих на данный момент. Но все ли так гладко с ним? В статье разберем, что такое вариатор, его устройство и принцип работы, виды и особенности применения. Вы сможете сами оценить заложенные в конструкции преимущества и, конечно же, его недостатки.

Вариатор: что это такое и как работает-Топ-3 вариаторных коробок

Конструкцией вариатора предусмотрена плавная передача крутящего момента от двигателя на колеса автомобиля. Что такое вариатор и основное отличие вариаторной коробки от других аналогов – отсутствие передач. Передаточные отношения здесь меняются как в автоматическом, так и в ручном режиме. Вариатор – это упрощенное название автоматической коробки передач вариаторного типа. Еще ее обозначают латинскими литерами CVT, расшифровка — Continuously Variable Transmission, дословный перевод – трансмиссия бесступенчатая.

Что значит CVT коробка: принцип работы и конструктивные особенности

Автоматическая коробка переключения передач вариаторного типа (CVT) – коробка с возможностью бесступенчатого изменения передаточного числа. Вариатор представляет собой тип коробки, отличающийся от других КПП отсутствием фиксированных передаточных отношений (чисел).

При этом производство вариаторной коробки по сравнению с «классическими» автоматами АКПП намного дешевле и проще. Однако, не смотря на ряд преимуществ (как конструктивных, так и в плане производительности) данный вид трансмиссии сегодня не так популярен. Далее мы рассмотрим, какие особенности имеет коробка CVT.

Коробка вариатор (CVT) – много плюсов и один недостаток

Автор: Валерий Моторин Раздел: СБОРНИК

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

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

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

При движении с постоянной скоростью мотор работает на необычно низких оборотах, что и способствует снижению расхода топлива и повышению уровня комфорта. Пользователи автомобилей с CVT подчеркивают исключительную плавность движения – без толчков и рывков при старте. Вариаторы, как правило, меньше и легче классических автоматов. Поэтому они часто применяются в небольших городских автомобилях, особенно японских марок.

Но если все так хорошо, то почему доля автомобилей с CVT так мала? Выделить главную причину довольно сложно. Но многих водителей не устраивает специфическая работа коробок этого типа. Добавляешь газ, и двигатель, громко завывая, выходит на высокие обороты без заметного ускорения. Тихо становится лишь при движении с постоянной скоростью. Автолюбителей, любящих посильней вдавить педаль газа в пол, подобное поведение легкового автомобиля раздражает. Впрочем, так ведут себя, главным образом, бесступенчатые коробки передач из 80-х и 90-х годов.

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

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

Что такое коробка вариатор: конструктивные особенности, преимущества и недостатки

Коробка вариатор – это бесступенчатая трансмиссия, которая способна плавно изменять передаточное число. В отличие от ступенчатых КПП (механическая коробка, гидромеханическая АКПП или роботизированная трансмиссия), вариатор не имеет так называемых фиксированных передач.

Под фиксированными передачами (ступенями) следует понимать входящие в зацепление друг с другом шестерни. Далее мы рассмотрим устройство вариатора и принцип работы трансмиссии данного типа, а также какие преимущества и недостатки имеет вариаторная коробка передач.

Устройство бесступенчатой коробки передач

Дословный перевод аббревиатуры CVT звучит – коробка, «непрерывно изменяющая передачи».CVT коробка передач отличается от механических либо автоматических механизмов плавным изменением передаточного числа, отсутствием определенного количества фиксированных положений на каждой передаче. Новая коробка CVT в автомобиле отличается упрощенной конструкцией. Чтобы понять, что такое коробка передач CVT и как это работает, нужно изучить прилагаемую инструкцию по эксплуатации нового авто с коробкой передач — вариатором.

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

Конструкция и принцип функционирования ременной передачи:

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

История происхождения

CVT, или «Continuously Variable Transmission» впервые был разработан в Европе в начале 80-х. На русском она означала – постоянную переключающуюся передачу, такой вид коробки устанавливался в то время на небольших европейских авто, а позже — с конца 80-х и в начале 90-х принцип устройства трансмиссии стал появляться у автопроизводителей Америки и Азии. И только с 2011 года трансмиссия стала набирать популярность.

Как работает вариатор

Автомобили, оборудованные вариаторной трансмиссией, внешне очень похожи на машины с коробкой автомат. Что такое вариатор на автомобиле? По аналогии с другими трансмиссиями, в конструкцию коробки передач CVT тоже входят две педали, селектор переключения режимов. Режимы вариатора имеют те же обозначения:

1. Р – паркинг.
2. R – реверс.
3. N – нормаль.
4. D – драйв.

На первый взгляд устройство трансмиссий совпадает. Однако, принцип работы вариатора CVT отличается от традиционной АКПП. Здесь полностью отсутствуют фиксированные передачи, нет нумерованных первой, второй и прочих скоростей. Коробка вариатор обладает огромным количеством передач, переход с одного режима на другой осуществляется совершенно незаметно и плавно. В процессе эксплуатации транспортного средства, оснащенного вариатором, водитель не ощущает рывков, толчков и пинаний. Независимо от того, трогается машина, разгоняется или тормозит, вариатор постепенно меняет передаточное отношение без резких движений, рывков.

Бесступенчатая трансмиссия или как расшифровать CVT

Само название CVT это сокращение от «Continuously Variable Transmission». В переводе на русский язык дословно «постоянно изменяющаяся трансмиссия», которую многие просто называют вариатор от слова variable. Такая трансмиссия устанавливается на разные автомобили, при этом зачастую с моторами малой и средней мощности.

Рассматриваемая коробка CVT вариатор ряд конструктивных особенностей, показателей и характеристик. Среди основных можно выделить:

• абсолютная плавность нарастания и снижения тяги (без толчков и рывков);
• отсутствие момента разрыва потока мощности при переключении скоростей;
• эффективная передача больших тяговых усилий без особых потерь;

Самый распространенный вид вариаторной коробки — CVT коробки с клиноременной передачей. В коробке CVT вместо классических зубчатых колес (шестерен) используется стальной ремень или цепь. Цепь или ремень двигаются между двумя установленными парами на выходных и входных валах коническими колесами. Фактически, указанные колеса и есть шкивы, между которыми натянут ремень.

При сближении или расхождении каждой конической пары, радиус шкива плавно меняется. В результате происходит плавное изменение передаточного отношения, причем осуществляется непрерывная передача крутящего момента от ДВС на колеса.

Конструктивные особенности

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

Коробка вариатор имеет ряд серьезных ограничений, которые инженеры пока так и не смогли обойти. Например, по конструктивным причинам, ни цепь, ни, тем более, стальной ремень не в состоянии передать высокий крутящий момент. Из-за этого область применения CVT в настоящее время ограничена максимальным крутящим моментом двигателя на уровне 350-400 Нм. Впрочем, этот порог перекрывает показатели многих современных двигателей. Тем не менее, в Audi уже начинают отказываться от использования бесступенчатых коробок « Multitronic ».

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

Выводы

CVT обеспечивает высокую динамику, плавность хода автомобиля, но не позволяет ездить в агрессивном стиле и требует значительных средств на свое обслуживание.

Если вы аккуратный водитель, любите динамичную, а не спортивную езду, не любите резких ускорений и торможений, то для вас лучшим выбором будет автомобиль с CVT коробкой.

Для людей, предпочитающих спортивный стиль езды или для тех, кто приобретает машину бывшую в употреблении, лучше всего покупать авто с механической или автоматической КПП.

Несмотря на то, что у вариатора высокая стоимость, он требует более качественного обслуживания и не позволяет агрессивно ездить, он становится все более популярным.

Чаще всего такие авто покупают женщины, люди пожилого возраста, а также те люди, которые предпочитают спокойный, комфортный, безопасный и экономный стиль езды, при этом они смогут экономить средства на покупке топлива.

Основные понятия

По сути, CTV — это бесступенчатая коробка передач. Её устройство имеет более простой принцип работы. Вариатор не имеет заданных систем переключения передач и не требует постоянного контроля числа оборотов. Блок управления в автомобиле самостоятельно определяет количество оборотов на нужной скорости и держит необходимую передачу. То есть, вариатор сам следит за придаточным числом и держит в зависимости от текущей скорости необходимое число оборотов. Придаточным же числом является соотношение скорости вращения колёс к скорости вращения мотора. Каждая передача в коробке держит определённый уровень количества оборотов, и для их увеличения водитель переключает селектор коробки, чтобы перейти на другую ступень и ускориться.

ctv это бесступенчатая коробка передач

Важно: «У автомобилей, оборудованных ctv, селектор коробки присутствует в салоне, так как он необходим для включения задней передачи для обратного хода».

Исходя из текущей скорости движения, оборотов двигателя и силы нажатия на педаль газа водителем, вариатор практически ежесекундно переключает передачи, определяя оптимальную характеристику хода. Что даёт такой принцип работы:

• отсутствие рывков, наблюдаемых при переключении АКПП и МКПП;
• более интенсивный набор скорости.

Это далеко не все положительные стороны, но о них будет говориться чуть позже.

Схема бесступенчатой коробки передач

Виды бесступенчатых коробок передач
В зависимости от назначения и типа транспортного средства автомобильными производителями были разработаны следующие виды бесступенчатых коробок переключения передач:

• гидромеханическая коробка передач была разработана для автомобилей большой массы. Включает в себя гидродинамическую систему с гидромуфтой и гидротрансформатором и механической передачей. Двигатель такого автомобиля запускает контролирующий насос, которые подаёт масло в трубах, ведущих к гидромоторам, а те в свою очередь начинают вращать колёса;
• электрическая коробка передач. Энергия образуется через генератор от работы мотора. На каждое колесо нужен отдельный электромотор;
• вариаторная коробка передач. По сути, является механической передачей с принципом действия работы за счёт передачи крутящего момента через ремень на управляющий шкив. Данный тип устройства стал активно применяться на легковых автомобилях.

Важно: «Перечисленные виды имеют множество различных модификаций и применяются в легковой и тяжёлой автомобильной промышленности».

что такое CVT? Это «робот» или «автомат»?

Сравнительная характеристика двух видов коробок передач

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

Разница между вариатором и автоматом с экономической точки зрения

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

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

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

Какое устройство лучше с точки зрения надежности

С целью определения степени надежности устройств зададим ряд тяжелых условий:

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

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

Как определить, какое устройство установлено в автомобиле

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

Разновидности коробок-вариаторов

В зависимости от конструкции механизма и области применения, вариаторы CVT подразделяются на следующие виды:

1. Клиноременной вариатор.
2. Цепной.
3. Тороидальный.

Самый распространенный вариант исполнения – клиноременной вариатор.

Немного теории:

чтобы понять принцип действия клиноременной передачи, рекомендуется представить два шкива сложной конструкции, взаимно отдаленные на небольшое расстояние;
каждый шкив вариатора состоит из двух конусообразных дисков, верхушки которых сходятся и расходятся;
оба шкива огибает специальный ремень.

Достоинства и недостатки трансмиссии вариаторного типа

Безусловно, данный вид трансмиссии имеет следующие достоинства:

• высокая плавность хода, плавное переключение передач;
• экономичность (расход топлива по сравнению с простым автоматом более низкий);
• более высокий КПД по сравнению с АКПП;
• безопасность (обеспечение дополнительной безопасности в экстремальных ситуациях за счет постоянной тяги);

При этом многие автолюбители относятся с недоверием к коробкам CVT, поскольку они также имеют ряд недостатков:

• коробки вариаторного типа не выдерживают больших нагрузок, CVT не устанавливаются на автомобили с двигателями, обладающими высоким крутящим моментом;
• дороговизна рабочей жидкости для обслуживания коробки;
• сложный ремонт коробки CVT; , оборудованного вариаторной коробкой переключения передач;
• бесперебойная работа вариатора напрямую зависимость от сигналов, передаваемых датчиками (поломка одного из датчиков может привести к сбоям в работе всей трансмиссии).

Рекомендуем также прочитать статью о том, как устроен и работает вариатор. Из этой статьи вы узнаете об устройстве и принципах работы вариаторной коробки передач CVT.

Еще можно добавить, что ремонт вариатора является сложным процессом. Как правило, крупные автосервисы часто предлагают только агрегатную замену на новую или контрактную коробку. Если говорить о ремонте CVT, сложности возникают не только с самой разборкой, дефектовкой КПП и заменой изношенных деталей, но и с поиском подходящих запчастей, а также с последующей «тонкой» настройкой агрегата.

Параллельно следует упомянуть и о том, что сцеплением вариатора является хорошо знакомый по устройству АКПП гидротрансформатор. На практике, большинство проблем, которые возникают по причине поломок «бублика», характерны и для вариатора. Другими словами, выход из строя ГДТ также потребует ремонта или замены указанного устройства.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что дешевым и более выгодным решением вариатор кажется только на первый взгляд. На самом деле, такая коробка в долгосрочной перспективе менее надежна и требует больших расходов на ремонт и обслуживание.

Долговечность

О проблемах Audi с коробками Multitronic производства Luk слышал, наверное, каждый, кто хоть немного интересуется автомобилями. В CVT старого типа (1999-2006 гг.) постоянно сбоит управляющая электроника, выходит из строя механическая часть и преждевременно изнашивается цепь. Примечательно, что цепь использовали как раз для того, чтобы передать более высокий крутящий момент, но инженеры просчитались с ее прочностью. Со временем Немцы существенно доработали свои коробки, но проблемы все еще встречаются. Не вызывают доверия и другие немецкие вариаторы, например, ZF VT 1-27 T , применявшиеся в Mini R50/R53, и Mercedes 722.7/722.8 для моделей A/ B -класса.

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

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

Принцип работы клиноременного вариатора и тороидного CVT

В основе работы клиноцепных и клиноременных вариаторов лежит синхронное изменение диаметров шкивов в зависимости от того, в каком режиме работает двигатель в определенный момент.

Возможность изменить диаметр шкива реализована посредством использования привода. Когда автомобиль с вариатором разгоняется, ведущий шкив вариатора имеет самый малый диаметр, конические диски находятся в полностью разжатом состоянии.

В свою очередь, ведомый диск имеет самый большой диаметр, то есть конические диски полностью сжаты. Как только обороты двигателя начинают увеличиваться, диаметр ведущего шкива также становится больше, при этом происходит уменьшение диаметра ведомого шкива.

Так достигается и поддерживается оптимальный режим работы, при этом сохраняется динамика одновременно с экономией топлива. Еще добавим, как уже было сказано выше, кроме клиноременных существуют и тороидные вариаторы. Так вот, по конструкции тороидный вариатор имеет два соосных вала. Эти валы имеют сферическую поверхность.

Между валами с тороидной (сферической) поверхностью находятся специальные ролики. Чтобы изменить передаточное число, в вариаторе данного типа меняется положение роликов. При этом передача крутящего момента осуществляется посредством силы трения, возникающей между поверхностями роликов и валов.

Делаем выводы

В чем же отличия вариатора от робота, и какая из этих коробок передач все же лучше? Вариатор является разновидностью автоматической коробки передач, а робот – все же ближе к механике. Именно исходя из этого стоит делать выбор в пользу той или иной коробки передач.

Предпочтения в выборе коробки передач обычно исходят от самого водителя и основаны на его требованиях к автомобилю, а также на его манере управления. Вам важны комфортные условия движения? Тогда выбирайте вариатор. В приоритете надежность и возможность езды в тяжелых дорожных условиях? Ваш выбор – определенно робот.

Выбирая автомобиль, водитель должен лично «опробовать» оба варианта коробок. Следует помнить, что как робот, так и вариатор имеют свои преимущества и недостатки. Определиться с выбором поможет и цель, для которой планируется использовать автомобиль. В городском спокойном ритме вариатор будет предпочтительней робота, который просто не “выживет” в бесконечных пробках. За городом, в тяжелых дорожных условиях, при езде на высоких скоростях или при спортивной езде предпочтительнее будет робот.

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.

Преимущества вариатора

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

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

Устройство CVT

Коробка передач cvt построена на трёх базовых элементах, которые осуществляют весь её принцип работы:

• ведомое фрикционное колесо выходное;
• ведущее фрикционное колесо входное, которое связано с коленвалом и осуществляет вращение ведомого фрикционного колеса и передаёт энергию на карданный вал;
• ремень повышенной прочности из резины или металла, который связывает фрикционные колёса.

НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.

Оба фрикционных колеса способны раздвигаться с помощью муфты нагрузочной. Они соединяются между собой металлическим ремнём. Ремень вариатора занимает особое место в работе и устройстве. Он отличается высокой сложностью и технологичностью. Ремень содержит в себе до 12 стальных полос высокой прочности, благодаря чему он не проскальзывает и обеспечивает большой крутящий момент. Каждая из стальных полос ремня состоит из металлических пластин в форме трапеций, которые идут поперечно. Такая форма обеспечивает плотный контакт с фрикционными колёсами, тем самым осуществляя передачу на крутящий момент. Некоторые разработчики используют вместо ремня широкую цепь с пластинами, края которой цепляются за конусы.

Принцип работы CVT

Подведем итог

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

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

Заключение

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

Отрицательные стороны машин с коробкой CVT

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

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

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

Принцип работы

Исходя из расшифровки аббревиатуры, в данный тип трансмиссии заложен принцип непрерывного переключения передачи без участия водителя. Сам принцип работы вариатора был использован и раньше в снегоходах, некоторых станках и бензопилах. Но из-за больших нагрузок в автомобилях такое устройство нужно было доработать. Как было уже сказано выше, основной элемент, обеспечивающий ход автомобиля, — это стальной ремень, состоящий из множества рядов высокопрочной стали с клиновидными зазубринами. Ведомое фрикционное колесо соединено с двигателем, от него идёт ремень к ведущему фрикционному колесу, которое обеспечивает оборотами ведущую пару колёс. Оба фрикционных колеса умеют расширяться и сужаться. Расширение и сужение ведущего фрикционного колеса контролирует электронный блок управления, а второе колесо расширяется при воздействии на него большего давления от первого колеса. Так как стальной ремень благодаря зазубренным выступам может быть в любом положении: на конусе расширяемого и сужаемого колеса, это обеспечивает принцип множества передач в зависимости от числа оборотов и нагрузки в текущий момент применения. На деле работа вариатора укладывается в три основных шага:

Первый шаг — при старте двигателя и начале движения ведущее колесо в вариаторе максимально сужено, а ведомое колесо расширено.
Второй шаг — достигая средней скорости примерно в 100 км/час оба колеса расширены на одном (среднем) уровне.
Третий шаг — для достижения максимальной скорости (педаль газа в пол) ведущее фрикционное колесо максимально расширяется, параллельно ему ведомое фрикционное колесо, которое обеспечивает вращение привода автомобиля, максимально сужается.

Важно: «Если со старта выжать педаль газа до упора, фрикционные колёса сразу из первого шага перейдут в третий, обеспечивая быстрый набор скорости без рывка».

Чем хорош вариатор?

Устройство клиновидного ремня

Ремень в клиноременном вариаторе CVT отличается сложным устройством. Благодаря использованию новейших материалов, ремни вариаторов очень надежны и эффективны. Вместо цепей и резиновых ремней, огибающих шкивы, в коробках вариатор применяются гибкие металлические ремни клиновидной формы (наборные металлические ленты).

Схема устройства металлического ремня вариатора:

Основой высокопрочного ремня вариатора служат тонкие полоски упругой стали (количество полос равно 9 – 15 штук), которые скреплены при помощи пластин сложной формы. Эти детали имеют форму трапеции, они плотно нанизаны на стальные ленты. Материал изготовления скрепляющих пластин – углеродистая легированная сталь высокой прочности.

Основные преимущества клиновидных стальных ремней:

1. Сверхвысокая прочность ремня вариатора.
2. Отсутствие эффекта проскальзывания.
3. Повышенная жесткость изделия при передаче усилий на сжатие (толкающий ремень).
4. Способность передавать максимальный крутящий момент от силового агрегата на ходовую часть.
5. При работе вариатора ремень не издает много шума.

Общий вид клиновидного ремня CVT:

Образец цепи, установленной в вариаторе авто фирмы АУДИ:

Клиновой ремень вариатора Audi изготовлен в виде широкой цепи, состоящей из отдельных стальных пластин.

Интересно: Для технического обслуживания клиновидной цепи вариатора используется специальный масляный состав. Смазочная жидкость способна изменять свои характеристики под воздействием повышенного давления в местах контакта пластин с поверхностью шкива. В результате чего, цепь вариатора CVT передает заданные усилия без проскальзывания и трения даже в условиях маленькой площади контакта.

Чем коробка-вариатор отличается от трансмиссий других видов

Вариатором оснащены только элитные дорогостоящие транспортные средства. С его строением еще не все ознакомлены и поэтому плохо представляют, как работают бесступенчатые КПП и чем они отличаются от механических и автоматических коробок передач. При ближайшем рассмотрении становится понятно, главное отличие состоит в устройстве и принципе действия каждой конструкции.
Коробка-автомат состоит из гидротрансформатора и редуктора. Плавное переключение передач в автоматической коробке осуществляется, благодаря гидротрансформатору, который заменил сцепление. В редукторе АКПП шестеренки на каждой ступени попарно сцеплены между собой. В сравнении с коробкой вариаторного типа, автомат выдает более низкий КПД. Потери в гидротрансформаторе являются причиной роста потребления горючего.

В отличие от автомата, клиноременной вариатор не имеет ступеней. Бесступенчатый механизм не переключает передачи в привычном понимании. Изменение скорости автомобиля производится, в результате сложного взаимодействия двух конусообразных шкивов, соединенных металлическим ремнем оригинальной конструкции. Системой электронных датчиков осуществляется контроль за степенью натяжения трапециевидного ремня. От величины данного параметра зависит скорость движения транспортного средства.

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

Положительные и отрицательные стороны CVT трансмиссии

Естественно, главная положительная сторона этого типа коробки передач заключается в комфорте, который она предоставляет водителю во время движении. Контроль над оборотами и переключением передач ложится на электронный блок управления автомобиля. Набор скорости происходит мягко, исключая рывки, которые испытывает водитель во время переключения механической или автоматической коробок передач. Скорость машина набирает быстрее в сравнении с АКПП и МКПП и более плавно стартует с места, а беспрерывное переключение передач в вариаторе обеспечит постоянную работу мотора, и он не заглохнет, стоя на светофоре или пробках. Как и в автоматической коробке, при cvt машина оборудуется только двумя педалями – газ и тормоз. Авто не так сильно шумит при разгоне, при этом трансмиссия считается более экономичной в пересчёте на расход топлива. Как заявляют некоторые производители, которые ставят на свои машины эти коробки, они более экологичные в сравнении с другими, и машины имеют более динамичный набор скорости в сравнении с автоматической коробкой.

При явных положительных моментах в работе коробка cvt не лишена и своих проблем и недостатков. Самый значимый — это её капризность. Ставится она только на автомобили с двигателем до 220 лошадиных сил. Также для обеспечения её работы нужны дорогостоящие смазочные жидкости, которые нужно менять каждые 30 тысяч километров пробега. С маслом производится и замена фильтров. Автомобиль не может ехать долгое время на предельной скорости. Разочарует она любителей грубой и агрессивной езды – к этому коробку не готовили, и в скором времени она выйдет из строя. Если это произошло, появляется новая проблема – постараться найти разбирающегося в подобных коробках специалиста. Их такой же дефицит, как и комплектующих на вариатор. Электронный блок управления автомобиля, который контролирует ведущее фрикционное колесо бесступенчатой коробки, в случае повреждения какого-либо из его модулей серьёзно дестабилизирует работу трансмиссии.

Как выясняется из статьи, нет ничего сложного в работе cvt коробки. Многие эксперты говорят, что за ней будущее, но сейчас этой коробке предстоит немалый путь для преодоления ошибок разработчиков и улучшения её износостойкости. Как можно уже полагать, такой путь до неё прошли и механическая, и автоматическая коробки передач. Автолюбителям остаётся только следить за её развитием сегодня, и может быть в недалёком будущем, исправив все недочёты, она сможет полностью заменить автоматическую коробку передач.

(Пока оценок нет)

Особенности управления коробкой вариатором

Когда автомобиль, оснащенный стандартной коробкой автомат, набирает скорость, приходится раскручивать обороты двигателя перед включением каждой передачи. Автомобиль с вариатором разгоняется при постоянных оборотах силового агрегата. На основании программы управления, выбранной водителем, вариатор самостоятельно изменяет передаточное число трансмиссии.

При подъемах на возвышенность, преодолениях преград или торможениях водитель нажимает на педаль газа, а вариатор автоматически снижает передачу. В это время диски шкивов синхронно передвигаются (сходятся/расходятся), занимают заданное положение, чтобы обеспечить требуемую величину момента кручения выходного вала вариатора.

При помощи электроники, коробка вариатор CVT может резко переключаться, например, перескакивая с виртуальной шестой на восьмую передачу. Или, по желанию водителя, можно постепенно переходить на следующий режим с имитацией последовательного переключения.

Где применяются вариаторы CVT

Благодаря простоте конструкции и комфортности управления, коробки передач вариаторного типа устанавливаются на автомобилях известных производителей: AUDI, INFINITY, NISSAN и др.

Вариаторы также нашли широкое применение в следующих механизмах и технических устройствах:

1. Сверлильные станки.
2. Тракторы и прочие сельхоз машины.
3. Мотороллеры.
4. Снегоходы.

Коробка вариатор, плюсы и минусы

При сравнении КПП вариаторного типа с классической коробкой автомат, выясняется, что АКПП состоит из многочисленных шестерен, валов, синхронизаторов, муфт, тормозов, гидравлической системы, плиты с масляными каналами и пр. Вариатор отличается простотой конструкции. В его состав входят только три основных компонента: ведущий и ведомый шкивы, а также приводной ремень.

Коробки вариаторы набирают популярность среди автопроизводителей и владельцев автомобилей, благодаря большому количеству достоинств:

1. Возможность набирать и снижать скорость без переключения режимов.
2. Плавность передвижения автомобиля при изменении скоростей вариатора.
3. Стабильность показателей мощности, вне зависимости от скорости машины.
4. Существенная экономия топлива.
5. Чуткая реакция электронной системы вариатора на изменения характера дороги (движение по скользкой дороге, на подъем, под уклон).
6. Отсутствие вынужденного замедления (авто не снижает скорость даже при преодолении подъемов).
7. Минимальные потери мощности вариатора, в сравнении с АКПП.
8. Отличная динамика разгона.
9. Стабильность оборотов двигателя.
10. Меньшие выбросы вредных веществ.
11. Простота устройства, минимальное количество рабочих элементов.

Благодаря сравнительно небольшому количеству составляющих, вариатор имеет намного меньший вес, чем аналогичная коробка автомат.

Вариаторы обладают простой конструкцией, но это не исключает необходимости регулярного технического обслуживания. Больше всего хлопот и неприятностей доставляет ремень вариатора CVT. Кроме компьютерной диагностики, здесь требуется производить замену клиновидных или цепных ремней после каждого пробега, равного 50 – 60 000 км. Бывают случаи, когда ремень вариатора нужно менять намного раньше. Все зависит от марки машины, модели вариатора, условий эксплуатации автомобиля.

Наряду с очевидными преимуществами, коробка вариатор обладает определенными недостатками:

• Вариатор плохо переносит усиленные нагрузки.
• Его редко устанавливают на внедорожники, которые эксплуатируются на тяжелых трассах.
• Сравнительно небольшой срок эксплуатации.
• Трудно найти квалифицированного специалиста по ремонту и восстановлению работоспособности вариаторов.
• В мастерских автосервиса часто предлагают полностью заменить поломанный вариатор на новый дорогостоящий механизм. Стоимость нового вариатора составляет более 30% от общей цены на автомобиль.

Внимание: Многие водители отмечают в поведении вариатора некоторую медлительность при переключении передач – эффект задумчивости. Не всех автовладельцев удовлетворяет задержка в одну-две секунды.

Устройство тороидального вариатора

В отличие клиноременной конструкции, вариатор тороидального типа состоит из двух дисков, выполненных в виде вогнутых криволинейных поверхностей. Вращение от ведущего элемента на ведомый передается при помощи специального ролика скользящего действия. При его наклоне и перемещении к наружному диаметру ведомого диска происходит увеличение передаточного числа. Соответственно, при наклоне ролика в противоположную сторону и смещении к центру диска, передаточное отношение вариатора снижается.

Схема устройства и принципа действия тороидального вариатора:

Основные требования к тороидальным вариаторам: высокий коэффициент полезного действия, длительный срок эксплуатации. Чтобы обеспечить выполнение поставленных задач, при изготовлении элементов вариатора используются дорогостоящие материалы, современные технологии.

Тороидальные вариаторы отличаются относительной простотой, однако, такие вариаторы редко применяются в современном автопроизводстве. Это объясняется следующими факторами:

• повышенная требовательность к точности изготовления рабочих элементов;
• прочности поверхностного слоя сопрягаемых дисков и роликов;
• использование дорогих технологий при изготовлении узлов и деталей;
• сложность настроек;
• высокая стоимость специальных смазочных материалов.

Как работает тороидальный вариатор

Глядя на схему тороидального устройства, может показаться, что оно не относится к механизмам вариаторного типа. Здесь отсутствует ременная передача, шкивы не перемещаются относительно друг друга (не сходятся и не расходятся), валы стоят неподвижно. Но, если проанализировать принцип действия данного механизма, получается, что он очень похож на классический вариатор:

1. Ведущий диск вариатора прочно сидит на выходном валу двигателя внутреннего сгорания.
2. Ведомый – передает вращение на приводной вал главной передачи.
3. Ролики передают момент вращения от силового агрегата на ведомый диск.
4. Передаточное число изменяется, в зависимости от угла наклона роликов и места контакта с дисками.

Благодаря двум степеням свободы, ролики вариатора могут крутиться вокруг своей оси, а также совершать наклоны в вертикальном направлении. В результате происходит их контакт с дисками на различных уровнях.