Вариаторная коробка передач: что это такое

Устройство

Конструкция коробки вариаторного типа довольно сложная. Вариатор является ее составной частью.

Потому можно сказать, что эти КПП состоят из:

Тюнинг Паджеро 4: как сделать своими руками, фото

• маховика;
• демпфера крутильных колебаний;
• фрикциона заднего хода;
• промежуточной передачи;
• вариатора;
• электронного блока управления;
• гидравлического блока;
• фрикциона для переднего хода;
• планетарного механизма.

В настоящее время можно встретить разные виды вариаторов. Но все же статистика наглядно показывает, что впереди планеты всей тороидный и клиноременной тип.

У клиноременного преимуществ больше, а потому он заметно популярнее. Но про тороидный тип все равно сказать стоит. Вообще вариаторы являются бесступенчатыми КПП. Суть заключается в том, что коэффициенты передачи на ведомые и ведущие диски изменяются очень плавно с помощью силы трения промежуточных тел. Ими выступают ролики или ремни, к примеру.

Особенности тороидного вариатора в том, что здесь ролик сжимается парой колес, имеющих тороидную, то есть сферическую поверхность. Одно колесо ведущее, а второе выступает ведомым. Главными специалистами по таким КПП выступает компания Ниссан. Потому если и брать машину с таким CVT, то именно от этого японского автопроизводителя.

У клиноременного типа все несколько иначе. Здесь механизм включает в себя ремень, входные и выходные специальные шкивы, рабочие механизмы для изменения диаметра коробочного шкива в рабочей области ремня. Изначально использовали резиновые не особо прочные ремни. Но опыт показал, что они крайне ненадежные. Потому автопроизводители перешли на металлические элементы и цепи. Крутящий момент в клиномеренных устройствах передается с помощью пары трения боковой части рабочего ремня. Это и есть рабочая поверхность коробочного шкива.

Цепь же специально контактирует с конусными рабочими внутренними поверхностями шкивов через свою торцевую часть.

Цепные CVT более гибкие и характеризуются меньшими механическими потерями при трении. Чтобы сами конусы не изнашивались, при их изготовлении обязательно используются высокопрочные сплавы.

Стоит обсудить еще некоторые важные моменты относительно вариаторных коробок передач.

Контроль датчиков

Необходимо всегда быть уверенным в исправности всех датчиков, ведь в условиях длительной езды нужно быть уверенным в безопасности поездок. Если какой-либо из датчиков перестает функционировать, это может повлечь за собой неполадки в работе целого узла. При повреждении датчика контроля скорости блок управления делает следующее: сначала переводит ремень трансмиссии в среднее аварийное положение, после чего двигатель начинает экстренное торможение. Вследствие этого возможно деформирование ремня.

Эксплуатация вариатора с пробегом подразумевает замену датчиков скорости, уровня и давления масла.

Что заставляет водителей ставить завихритель

Что такое тороидальный вариатор?

Работа тороидальной коробки передач вариатора производится за счет роликов зажатых меж валами. Такие колесики имеют тороидальную форму (собственно, поэтому КПП так и называется).

Устройство тороидального вариатора

Изменение передаточного числа осуществляется за счет увеличения и уменьшения контактных поверхностей между валами и роликами. При максимальной тяге зажимы обращены в сторону ведомого вала, что увеличивает трение и, соответственно, снижает количество оборотов. Если нужна скорость – ролики отводятся в другую сторону.

Плюсы этого типа – более высокая надежность и износостойкость.

Что такое вариатор?

Если робот, по сути, является той же самой механикой с той лишь разницей, что выжиманием сцепления и переключением передач занимается электроника, то коробка CVT (она же вариатор) кардинально отличается от своих собратьев.

Основная особенность CVT в том, что она подстраивается под требуемые условия и непрерывно вычисляет нужное передаточное число. Таким образом, в автомобиле с установленным вариатором имеется бесконечное количество передач. Такая особенность позволяет значительно экономить топливо и оптимизировать энергозатраты.

Бесступенчатые трансмиссии бывают двух видов:

• Клиноременные (устанавливаются на 90% машин с таким типом коробки);
• Тороидальные.

Определение уровня заряженности

Измерение напряжения АКБ производится мультиметром (также подойдут вольтметр или нагрузочная вилка)

Для того чтобы замерить напряжение (неважно под нагрузкой или в покое) необходимо перевести регулятор мультиметра в режим «U» и прислонить щупы прибора к клеммам аккумулятора. На дисплее отобразиться результат замера

Как писалось выше — замер можно производить в покое и под нагрузкой. В первом случае, а также, в случае, если мы берём нагрузку с внешнего прибора — электрические цепи должны быть разомкнуты, зажигание отключено.

Проверка напряжения аккумулятора под нагрузкой при помощи бортовой сети автомобиля — нежелательна, потому что сеть подключена не напрямую к батарее. Поэтому здесь могут быть погрешности измерений и неточности.

Помимо напряжения, есть ещё уровень заряженности аккумулятора Эти две величины неразрывны между собой. Зная нормальное и фактическое напряжение батареи, мы можем определить до какой степени она заряжена, нужно ли подзаряжать ещё. Рассмотрим как проверить уровень заряда аккумулятора.

Плюсы и минусы вариатора

Любое устройство отличается достоинствами и недостатками, которые необходимо рассмотреть по отдельности. Вариатор наделен достаточным количеством преимуществ по сравнению как с механической, так и автоматической коробкой передач. К ним относятся следующие факторы:

Плавное ускорение, рывки полностью отсутствуют, автомобиль комфортно разгоняется и затормаживается, нет провалов при разгоне, коробка не задумывается при необходимости повысить обороты.
Эффективное использование мощности двигателя. Это происходит благодаря плавной работе устройства, обороты всегда поддерживаются только комфортные для автомобиля

Это позволяет значительно сократить расход топлива.
Неважно, каким ландшафтом обладает местность, по которой вы перемещаетесь. При повышении и понижении скорости водителю не приходится ничего делать, достаточно держать ногу на педали газа или убрать ее, при нажатии на тормоз обороты падают сразу

При подъеме в гору снижение скорости происходит плавное.
Хорошая динамика разгона. Скорость набирается плавно, но при этом достаточно быстро. Это происходит за счет быстрого смещения механизмов и отсутствия дополнительных затрат времени на это.
Несложное строение, обеспечивающее длительную эксплуатацию при правильном использовании. Ремонт и обслуживание обходится недорого за счет минимального количества деталей.
Легкий старт даже при небольшом водительском стаже. Машина не заглохнет, не клюнет носом. Обучение на такой коробке передач самое простое.
Легкий пуск в холодную погоду, вариатор не замерзает в холодную погоду.

Минусы

Теперь стоит поговорить о минусах, которые присущи данному типу устройств. К ним относят следующие особенности:

• Требуется более тщательное и частое техническое обслуживание, нежели автомобилям с другими видами трансмиссии. Наиболее слабым местом конструкции является ремень, состояние которого необходимо отслеживать, а при необходимости ремень требуется регулярно менять. В среднем процедура требуется каждые 50-60 тысяч км. АКПП, например, ходит без вмешательств около 100 000 км.
• Меньший срок службы вариатора относительно других типов коробки передач. Работает он также достаточно шумно.
• Не выносит высоких нагрузок, противопоказан резкий старт, буксирование другого автомобиля, использование авто с вариатором на серьезном бездорожье. Такую коробку нельзя применять в тяжелых условиях.
• При поломке трудно найти специалиста, который знает, как работать с данным видом устройств. Зачастую ремонт нецелесообразен, так как проще поменять CVT целиком. Стороннее вмешательство может вызвать массу проблем, поэтому ремонтировать такие коробки лучше у официалов или в проверенных мастерских.
• Некоторые модели работают с замедлением, на переключение тратится до 2 секунд.
• Работу вариатора сопровождает большое количество датчиков. Электроника может давать сбои. При отказе одного из датчиков работа коробки будет затруднена или невозможна, что значительно усложняет ее эксплуатацию.

Учитывая все плюсы и минусы, можно сделать вывод о том, что вариатор не является таким уж надежным механизмом и подходит для использования далеко не на всех транспортных средствах. Их редко ставят на внедорожники или тяжелые автомобили. Кроме этого, перед покупкой машины с таким типом трансмиссии всегда стоит задумываться не только о том, где вы будете ездить, но и о стиле вашего вождения.

Вариатор – отличный вариант для степенной езды по трассе или по городу, обучения, если вы боитесь, что авто будет глохнуть на перекрестках, однако он совершенно не подходит для водителей, любящих резкие старты, или людей, иногда использующих автомобиль в местах, где дороги нет или почти нет. Закопавшись в грязь или снег, такая машина рискует не выбраться или получить серьезные повреждения, ведущие к необходимости ремонтировать вариатор.

Назревает вопрос – а зачем это знать и что лучше автомат или вариатор?

Если покупаете новый автомобиль на гарантии, то тут разницы нет. Лишь в том, что расход, разгонная динамика и эластичность хода на вариаторе будет лучше. Ситуация кардинально меняется при выборе автомобиля с пробегом.

Ресурс вариаторной трансмиссии больше нежели обычного автомата. Так же как и стоимость ремонта. Обычно вариатор к 100000 км пробега уже требует дорогостоящего обслуживания (замена ремня), когда как обычный автомат только своевременного бережного ухода (смена масла и щадящие режимы езды).

В заключении большое видео сравнения автомата и вариатора, в ролике полностью рассказывается о принципах работы той или иной трансмиссии и собраны все плюсы и минусы:

Делайте обдуманные покупки, совершайте правильный выбор.

Что такое коробка CVT?

Итак, коробка передач CVT — что это такое?

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

Принцип работы

Большинство вариаторов оснащаются клиноременными передачами. Шкивы оснащаются раздвижными валами, которые и меняют передаточное число способом раздвижения и сдвижения частей вала.

Вариативная КПП состоит всего с трех элементов:

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

Типы вариаторов

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

Чем отличается вариатор от автоматической коробки передач?

Основным отличием является конструктивный план и особенности сборки. У автомата стоит гидротрансформатор, который идет как сцепление и блок шестеренок, который переключает передачи. У вариатора же стоят два раздвижных шкива, которые приводятся ремнем. В бесступенчатой коробке нет передач, которые нужно переключать, и отсутствует сцепление.

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

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

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

Основными достоинствами являются:

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

Недостатки CVT:

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

Взглянув на все плюсы и минусы можно сказать, что вариатор имеет много положительных моментов, но и не меньше отрицательных. При бережной эксплуатации и своевременном ТО, CVT прослужит долго и надежно. По мнению многих экспертов эта КПП идеально подходит для девушек и людей с ограниченными физическими возможностями.

Предложения производителей в вариативных коробках

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

Компания Toyota разработала новый вид цепи, который состоит из легкого и прочного метала, а сверху покрыт резиной высокого качества. Весь этот элемент покрывают специальным полимером, который служит для снижения нагревания. Этот ремень для коробок CVT сейчас только на стадии тестирования, но производитель обещает в случаи успешных испытаний запустить его в массовое производство, что значительно повлияет на время проведения ТО и износ деталей.

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

Как работает

Владельцу, который собирается самостоятельно выполнять ремонт вариатора и его техническое обслуживание, нужно знать принципы его работы устройства. В то время, как начинается процесс вращения механизма, на него воздействует центробежная сила. Тут большую роль играют грузики – с их помощью конус вариатора, приходящий в движение, начинает постепенно смещаться. Диаметр вала, вокруг которого происходит движение приводного ремня, изменяется. Для того чтобы происходило противодействие смещению конуса в устройстве вариатора, установлен такой механизм, как возвратная пружина.

В то время как число вращений становится больше 2200 оборотов в минуту, начинается действие, обратное усилию нажимной пружины. После достижения этого числа оборотов, приводной ремень, имеющий трапециевидную форму, прижимается с помощью диска к подвижному конусу вариатора. Силовой агрегат передает крутящий момент к основному валу транспортного средства. В это время и происходит плавное понижение или повышение скорости.

Минусы вариатора

Несмотря на такое большое количество достоинств, вариатор не лишен и недостатков. Одна из проблем – неспособность работать с более современными мощными двигателями, поэтому вариаторы и начали распространяться преимущественно в автомобилях компактного и среднего класса.
Однако нельзя не отметить, что создаются и такие вариаторы, которые способны на большее. Например, клиноременный вариатор с цепью Multitronic успешно работает на Audi A4 2.0 TFSI, мощность двигателя которого составляет 200 лс. А внедорожник Nissan Murano с двигателем V6 на 3,5 литра, развивающим 234 лс, оснащается клиноременным вариатором X-Tronic. Это чуть ли не самая крупная и тяжеловесная модель, на которую устанавливается вариатор. И при современном развитии технологий это, скорее всего, еще не предел.
Еще одним недостатком вариаторов является их дорогостоящее обслуживание и ремонт, а также потребность в специальной трансмиссионной жидкости, которая тоже обходится недешево. Для работающего на ремне вариатора замена ремня требуется каждые 100-150 тысяч км пробега. Замена масла на вариаторе может производиться чуть реже, чем в коробках-автомат (раз в 40-50 тысяч км), но и стоит оно гораздо дороже.
Несмотря на указанные минусы, вариаторы все-таки приобретают все большую популярность, причем стоимость их ниже, чем хороших автоматических коробок.
Благодаря тому, что в вариаторе число передач не ограничено, двигатель получает возможность работать на самых благоприятных для него режимах, будь то необходимость сильного и резкого разгона или неспешность при спокойном движении. Поэтому модели, оснащенные бесступенчатыми автоматическими коробками передач, считаются высокоэкономичными и в то же время обладающими высокой динамикой.

Стоит также отметить, что в последние годы идет тенденция к увеличению количества передач в коробках-автомат. Новейшие модели автоматических трансмиссий для легковых автомобилей насчитывают уже 8 и даже 9 ступеней. Такие меры принимаются как раз для достижения максимально возможной топливной выгоды и динамики разгона. Не исключено, что в ближайшем будущем начнут появляться АКПП с десятью, а то и с двенадцатью ступенями. Но все же вариаторы уже давно занимают то место в автомобильном мире, куда обычным автоматическим коробкам передач с их планетарными передачами-переключателями не добраться никогда. Потому что количество передач, имеющихся у вариатора, сосчитать просто невозможно.

Создать учетную запись

Видео фильтра на Приоре с кондиционером

Надеемся наша статья была вам полезна, не забывайте вовремя менять масло на вашем автомобиле.

Категория: Лайфхаки, Ремонт

Преимущества и недостатки

Если вы лично пользуетесь машиной с CVT, обязательно оставляйте свои отзывы. Особенно пишите относительно того, согласны ли вы с представленными недостатками и преимуществами, либо нет. Будет интересно узнать ваше мнение.

Опираясь сугубо на мнение общественности и заключения экспертов, можно привести несколько доводов против вариаторов и в их пользу. То есть закончить предлагаю тем, что рассмотрим плюсы и минусы CVT.

Начнем с положительного. К основным преимуществам стоит отнести:

• плавный разгон с отсутствием скачками и рывками;
• экономный расход топлива;
• более быстрое переключение скоростей;
• машины не глохнут на подъемах и светофорах;
• используется всего 2 педали, как на АКПП;
• легкое управление;
• отсутствие шума при разгоне;
• отличное взаимодействие с круиз-контролем;
• высокий уровень экологичности;
• длительный срок службы при адекватном обращении.

Но не торопитесь с выводами. Еще нужно посмотреть на обратную сторону вариаторных коробок передач.

Здесь тоже есть над чем подумать. Далеко не для всех водителей, учитывая их манеру вождения и условия эксплуатации автомобиля, вариатор станет хорошим выбором при покупке автомобиля.

К недостаткам стоит отнести:

• машины на таких КПП не могут долго ехать при высоких оборотах;
• вариатор не предназначен для бездорожья;
• требуется частая замена масла (минимум каждые 30 тысяч км);
• при грубой эксплуатации быстро возникают поломки;
• не выдерживает таких же нагрузок, как механика;
• ремонт стоит дорого;
• при выходе из строя любого датчика возникают проблемы;
• нужна специальная жидкость для ремня, которая стоит не дешево.

Вот такие выводы можно сделать относительно вариаторного типа трансмиссии. Стоит ее покупать в комплекте с автомобилем или нет, решайте сами.

Если есть вопросы, задавайте. Постараемся на все ответить

Всем спасибо за внимание!

Watch this video on YouTube

Подписывайтесь, оставляйте комментарии, приглашайте к нам своих друзей и ждите много новых материалов!

Что лучше — вариатор или автомат?

Что лучше ответить трудно, ведь у каждого типа КПП есть свои сторонники и любители. Ответ на данный вопрос является сугубо личными индивидуальным.

Ведь для понимания и определения что больше подходит, необходимо попробовать параллельно передвигаться на автомобилях с различными типами КПП. Только в такой способ можно определить для себя более удобный тип коробки передач.

Вариатор является наиболее прогрессивным и удобным типом КПП, возможности которого включают снижение расхода топлива и выбросов в атмосферу. При этом, он категорически не пригоден для эксплуатации в режиме резких разгонов и резких торможений. Данному виду характерно использование в размеренном стиле, где разгон и торможения осуществляются плавно.

Не нашли ответа на свой вопрос? Узнайте, как решить именно Вашу проблему — позвоните прямо сейчас: +8 доб. 647 (по всей России) Это быстро и бесплатно!

Бесплатная онлайн-консультация автоюриста

Не нашли ответа на свой вопрос? Узнайте, как решить именно Вашу проблему — позвоните прямо сейчас: +8 доб. 647 (по всей России)

Виды и принцип работы вариатора

В автомобильной промышленности применяются два варианта механизмов, различающиеся по устройству. Речь идет о клиноременном и тороидном вариаторах, которые имеют разные конструкции.

Тороидный вариатор не имеет в своем составе ремня, промежуточными элементами являются ролики. Такая конструктивная схема используется реже, но в ней заложен большой потенциал.

Клиноременный

Этот вариант механизма получил наибольшее распространение у компаний, производящих автомобили.

Клиноременный вариатор состоит из одной (реже двух) передач. На двух валах: ведущем и ведомом установлены шкивы, через которые перекинуто кольцо клиновидного ремня. На первых порах при его изготовлении использовалась армированная резина, затем ей на смену пришли стальные конструкции.

Устройство клиноременного вариатора автомобиля

Ведомый и ведущий шкивы состоят из двух частей: конусов, стенки которых имеют наклон около 70 градусов к оси вала. Взаимное перемещение шкивов обеспечивает изменение радиусов и, как следствие, передаточного отношения вариатора.

Для создания управляющего усилия, направленного на смещение конусов друг к другу используются пружины, давление жидкости или центробежная сила.

Принцип работы клиноременного вариатора обеспечивает непрерывность передачи потока мощности и позволяет создать оптимальные условия для работы двигателя. Так, при наборе скорости или, напротив, сбросе силовой агрегат автомобиля получает возможность работать при постоянных оборотах. Тем самым достигается заметная экономия топлива, снижается его износ и как следствие увеличивается ресурс.

Наиболее уязвимой частью такого вариатора является клиноременная передача, узел подвергается значительным нагрузкам. В настоящее время используются стальные конструкции, состоящие из пакета лент, между собой они соединяются пластинами сложной формы.

Передача усилия в таком случае происходит по всей площади контакта боковой поверхности ремня со шкивом за счет возникающего трения.

Устройство ремня вариатора

В другом варианте применяется стальная цепь, а вариатор по аналогии получил наименование клиноцепного. Каждое звено данной конструкции в своем составе имеет несколько пластинок, объединенных цилиндрическими втулками-осями, обеспечивающими минимальный радиус изгиба.

Передача усилия происходит за счет контакта боковой части цепи с рабочими поверхностями конусовидных дисков.

Малая площадь соприкосновения вызывает значительные нагрузки на детали, для изготовления которых применяется высокопрочная сталь. Вариатор клиноцепного типа обладает наибольшим КПД среди аналогичных конструкций.

С другой стороны его цена выше, нежели у клиноременного механизма из-за применения более дорогостоящих материалов.

Стальная цепь для вариатора

Автомобильные вариаторы в силу особенностей своей конструкции не могут обеспечить вращения в обратном направлении и соответственно заднего хода. Для решения данной задачи трансмиссия снабжается дополнительным механизмом, в большинстве случаев – это шестеренчатый редуктор планетарного типа. По принципу действия он совпадает с аналогичным устройством АКПП.

Тороидный

Такой механизм получил меньшее распространение, в основном его разработкой занимается японская компания Nissan. Оригинальный агрегат получил наименование Extroid и устанавливается он на ряде моделей автомобилей.

В устройстве тороидного вариатора имеются два соосных диска: ведущий и ведомый. В сечении они имеют форму равнобедренного треугольника, боковые стороны которого являются частью окружности.

Устройство тороидного вариатора

Между рабочими дисками находятся два ролика плотно прижатых  к ним своими боковыми поверхностями. Указанные элементы подвижны и могут изменять свое положение, синхронно раскачиваясь вокруг осей перпендикулярных к основному валу.

Передача усилия происходит через ролики за счет возникающей в зоне контакта силы трения. Изменение соотношения радиусов приводит к увеличению или уменьшению частоты вращения ведомого вала.

Компания Nissan спроектировала сдвоенную коробку, способную передавать усилие до 300 Нм. Это рекордный показатель для трансмиссий этого типа.

Вариатор с 1999 года устанавливается на ряд мощных заднеприводных моделей, выпускаемых для внутреннего рынка. Агрегат совмещен с планетарным понижающим редуктором, при больших скоростях передача крутящего момента происходит напрямую. В переднеприводных моделях коробка совмещается с дифференциалом и главной передачей.