что такое вариаторная коробка передач на автомобиле плюсы и минусы
Пять причин, почему не стоит покупать автомобили с вариатором
Вариаторные коробки передач в последнее время набирают популярность. Ведь, во-первых, такие трансмиссии обходятся автопроизводителям дешевле, чем гидромеханический «автомат». Во-вторых, они имеют сопоставимые с механическими и автоматическими коробками габариты, так что нет проблем с интеграцией. В плюсах также плавный набор скорости.
Не секрет, что вариаторные коробки передач очень не любят резкие перепады в подаче тяги, которые провоцируют пробуксовку.
Скажем, движение по скользким поверхностям, например, подъеме по мокрому гравийному склону, равно как буксование в снегу и грязи способствует повышенному износу элементов вариатора. Столь же серьезно жизнь вариаторной коробке сокращают резвые старты со светофоров, провоцирующие задиры на трущихся элементах ремня и на рабочих поверхностях конусов.
Правда и то, что ситуацию улучшило внедрение в конструкцию вариаторной коробки гидротрансформатора. Так удалось минимизировать скачки тяги на старте и снизить вероятность пробуксовки. Вариаторы с гидротрансформатором устанавливаются, к примеру, на новые кроссоверы Renault и Nissan.
Ускорение у машин с вариаторами происходит чрезвычайно плавно, линейно, без выраженного подхвата. При этом на большинстве моделей двигатель при резком разгоне машины еще и характерно завывает на одной ноте, что усиливает ощущение монотонности набора скорости.
Автопроизводители знают об этой особенности, в связи с чем многие из них снабжают такие трансмиссии функцией имитации или виртуального переключения передач. Вы меняете такие передачи рычагом селектора, как в машинах с «автоматами» и «роботами». В некоторых (но далеко не всех) моделях ручной алгоритм позволяет, к примеру, задействовать торможение двигателем на затяжном спуске.
На ТО необходимо также очищать узел от продуктов износа и менять фильтр. В противном случае стальная пыль от конусов и микрочастицы, отслоившиеся от ремня или цепи, оставят систему без давления жидкости. Из-за этого валы не смогут нормально зажать или разжать ремень, он начинает пробуксовывать. Это чревато его быстрым износом или даже обрывом. В последнем случае он разлетается по всей коробке, оставляя колоссальные разрушения.
Исключением является транспортировка с вывешенной ведущей осью или на эвакуаторе. Заметим также, что у всех вариаторов сложная электроника, при выходе ее из строя дорога опять-таки к «официалам». При ремонте и замене механических деталей, как правило, удается уложиться в сумму от 50 тыс. до 100 тыс. рублей. За эти деньги вам заменят ремень или цепь, отшлифуют или заменят конусы, установят новые подшипники и проверят клапаны насоса.
Мало того, что обездвиженные машины с вариатором нужно буксировать с особой осторожностью. Они сами не очень подходят для того, чтобы тянуть за собой прицеп или другой автомобиль.
Данная трансмиссия рассчитана на определенные нагрузки, читай, не может выдерживать длительных повышенных нагрузок. В противном случае возможны как механические поломки вариатора, так и его перегрев. В последнем случае возможны механические изменения в клиноременном агрегате, сбоям в его работе, появлению большого количества металлической стружки и ухудшению свойств смазочного материала.
Но все же непродолжительная буксовка при своевременном уходе за системой допустима. К тому же у большинства современных автомобилей с вариатором на «приборке» имеется индикатор, сигнализирующий о перегреве системы.
Что такое вариатор (CVT) и как им пользоваться
Вариатор (CVT) — вид КПП, подразумевающий бесступенчатое изменение передаточного числа, что обеспечивает плавный разгон и снижение скорости без рывков, как это происходит в классическом «автомате». Такая «коробка» выделяется большей эффективностью, сниженным расходом горючего, отсутствием шума и постоянной тягой. Ниже рассмотрим, как появилась вариаторная КПП, из каких элементов она состоит, и как работает. Отдельно выделим виды, плюсы и минусы, а также советы по использованию такой трансмиссии.
История появления вариатора
Первопроходцем в вопросе изобретения «постоянно меняющейся трансмиссии» считается Леонардо да Винчи. Именно он придумал устройство еще в конце XV века. При этом официальный патент получен только через несколько столетий, что существенно затормозило развитие направления.
В середине XX века CVT (Continuously Variable Transmission) стали использоваться в мотоциклах, в еще спустя полвека они стали востребованы в авиации. Первую машину с вариатором выпустил производитель Daf в 1958-м. Используемые в то время механизмы имели низкий уровень надежности. Так, резиновые ремни быстро выходили из строя, а трансмиссия часто нуждалась в ремонте.
Через некоторое время инженер из Нидерландов Хуб Ван Дорн придумал ремень из стали, который придал системе большей надежности и позволил использовать вариаторную КПП на мощных автомобилях, а в 1980-х стартовал полноценный выпуск машины с такими коробками.
В течение длительного времени вариатор был существенно доработан. В частности, стали использоваться более качественные материалы, изменился диаметр, улучшилась гидравлическая составляющая, оптимизирован вопрос электронной части и т. д.
Устройство вариатора и принцип работы
Вариатор CVT работает за счет бесступенчатого изменения момента вращения в определенных пределах моментов. Это становится возможным, благодаря использованию следующих составляющих:
В роли последнего узла могут использоваться следующие виды сцепления:
Наиболее распространенным является гидротрансформаторный вариант, обеспечивающий плавность движения автомобиля и продлевающий срок службы КПП. Одним из слабых мест является риск перегрева механизма, из-за чего многие автовладельцы жалуются на зажигание соответствующей лампочки на приборной панели. Для снижения трения применяется масло CVT, обеспечивающее безошибочную работу устройства.
Основная контрольная функция ложится на управляющий блок. Именно он берет на себя задачу управления сцеплением, увеличения/уменьшения скорости, контроль редукторного механизма и работу реверса. Для корректной работы на электронный блок поступают данные от многих датчиков, контролирующих тормозную систему, давление в колесах, обороты мотора и т. д.
Принцип действия прост. Водитель выбирает режим движения с помощью ручки КПП, после чего начинает работать вариатор. Устройство само выбирает необходимое передаточное число с учетом скорости движения и нажатия на педаль газа. В этот момент происходит раздвижение или сближение шкивов, соединенных ременной передачей, и, соответственно, изменение передаточного числа.
Когда шкивы раздвигаются, ремень вращается с небольшим диаметром. Если сравнивать с МКПП, это характерно для максимальной скорости. В ситуации, когда устройства сдвигаются, ременная передача работает по максимальному диаметру. В результате машина движется медленно, как на самой низкой скорости для МКПП (первой).
Разновидности вариаторов
При использовании CVT необходимо понимать, что они бывают нескольких видов. Кратко рассмотрим особенности каждого из вариантов:
Разница между вариатором и классической АКПП
Автовладельцы-новички часто не могут выбрать, что лучше —вариатор или автомат(обычная АКПП). В обоих случаях речь идет об автоматическом переключении скоростей, но принцип действия отличается. В отличие от CVT, который обеспечивает плавное изменение передач, в стандартной коробке-автомат процесс происходит ступенчато.
Конструктивно АКПП состоит из управляющего механизма (гидравлика, электроника), гидротрансформатора для сцепления и планетарной «коробки». Устройство работает следующим образом:
Иными словами, в классической АКПП функцию сцепного устройства берет на себя гидравлический трансформатор. В отличие от рассмотренной выше коробки, ремень вариатора обеспечивает плавное изменение момента без малейших дерганий в момент переключения.
Достоинства и недостатки
При рассмотрении особенностей вариаторной КПП необходимо понимать ее слабые и сильные места.
К преимуществам CVT можно отнести:
Несмотря на преимущества, CVT имеет и ряд минусов:
Производители постоянно работают над совершенствованием вариатора и устраняют недостатки. Многие слабые места, связанные с низкой надежностью, остались в прошлом. Но ресурс устройства во многом зависит от самого автовладельца и следования ряду правил.
Рекомендации для водителя по эксплуатации CVT
Для продления срока службы вариатора важно знать особенности его эксплуатации и соблюдать некоторые рекомендации. К наиболее важным моментам стоит отнести:
Итоги
Вариаторные КПП — привлекательный вариант с позиции плавности хода, КПД, ускорения и расхода топлива. Но такой вид трансмиссии требует внимания в процессе обслуживания и правильной эксплуатации. Ошибки в вопросе применения могут привести к выходу из строя механизма, необходимости его ремонта или даже замены.
Принцип работы вариатора
Коробка-автомат, вариатор и робот: плюсы, минусы, отличия
Вариатор или автомат – что лучше? А может робот или какая нибудь автоматическая коробка передач нового поколения, типа DSG? С этими вопросами сталкивается каждый автолюбитель, стоящий перед выбором новой машины. Сегодня коробками-автомат комплектуется множество современных автомобилей, от грузовиков до микролитражек. В этой статье мы рассмотрим плюсы, минусы и отличия между основными видами АКПП.
Всё больше автовладельцев, покупая новую машину, переходят с традиционной механической КПП на разного рода коробки-автомат. Это легко объясняется тем, что пользоваться коробкой-автомат проще и удобней. Что же касается женщин, то среди них количество приверженцев «автоматов» большинство, причем подавляющее.
В конце этой статьи смотрите видео-обзор популярных видов автоматических трансмиссий, с описанием их основных достоинств и недостатков.
Стоит также иметь ввиду, что при покупке машины на вторичном рынке, далекий от автотехники человек может легко попасться на удочку недобросовестных продавцов, выдающих робот или вариатор за классический автомат. Поэтому каждому водителю желательно уметь отличать эти виды коробок передач друг от друга.
Виды АКПП: гидротрансформатор, вариатор, робот
К автоматическим коробкам переключения передач (сокращенно – КПП) чаще всего относят следующие устройства:
Каждая из них имеет свои отличия, плюсы и минусы. Так что перед тем как выявить победителя, следует их все по очереди рассмотреть более поподробно.
Гидротрансформатор (классическая коробка-автомат)
Гидротрансформаторы распространены на столько, что именно этот вид автоматических трансмиссий стал именем нарицательным для всех остальных типов АКПП – «коробка-автомат».
Характерной чертой гидротрансформатора является наличие в нем специального трансмиссионного масла, которое постоянно циркулирует по замкнутому кругу, находясь под давлением. Именно поток масла и передает крутящий момент от двигателя к колесам автомобиля.
Автоматические коробки постоянно модернизируются, и если еще лет десять назад 4-ступенчатый автомат считался нормой, то теперь это уже явный анахронизм, а его место заняли автоматы с 6, 7 или даже 8-ю передачами.
Такие новшества позволяют экономить топливо, а наличие умной электроники дает возможность выбора между разными режимами езды («Спорт», «Зима» и другие). Ну и конечно же, ставший уже повсеместным режим ручного переключения «Тип-троник» порадует тех, кто любит сам контролировать процесс управления автомобилем, но при этом не готов променять автомат на «механику». Более подробно об особенностях управления автоматом читайте в инструкции: Как пользоваться коробкой-автомат.
Можно выделить следующие плюсы классических автоматов:
Но и минусы у автоматов тоже есть:
Тем не менее, конструкторы успешно работают над устранением всех этих недостатков, и вскоре смогут избавить автоматы от них.
Вариатор (CVT)
Вариатор – это разновидность бесступенчатых трансмиссий. Сокращенно этот тип КПП обозначается тремя латинскими буквами CVT, от английского Continuously Variable Transmission.
Отличить селектор вариатора от рычага переключения обычного автомата порой непросто и опытному автовладельцу. Однако, несмотря на внешнюю схожесть, работают такие коробки абсолютно по другому.
Грубо говоря, вариатор представляет собой два шкива (диска), между которыми накинут ремень (реже – цепь). Шкивы могут сдвигаться и раздвигаться, за счет чего и происходит изменение передаточного числа.
Отличительной чертой вариатора является полное отсутствие передач и, как следствие, переключений между ними. Передаточные числа изменяются, но этот процесс идет непрерывно. Отменная плавность хода – вот главный козырь вариатора. По большому счету, разгон на машине с вариатором чем-то похож на ускорение троллейбуса. Так что комфорт водителю и пассажирам будет обеспечен.
Из-за того, что вариатору не приходится «щелкать» передачи, трансмиссия постоянно находится на пике крутящего момента, следовательно, автомобиль разгоняется шустрее.
И так, вариатор может записать себе в актив следующие плюсы:
Но повсеместному внедрению вариаторов мешают и его минусы:
Робот (роботизированная КПП)
Роботизированные коробки передач представляют собой некий компромисс между автоматом и механической КПП.
По сути, робот – это та же «механика», только переключением передач у неё занимается блок управления, контролируемый сервоприводами. При переключениях роботом передач возникает такая же пауза, как и в автомобилях с механической коробкой.
Кроме паузы между переключениями, водителям приходится мириться и с некоторыми другими недостатками роботизированных трансмиссий. Основные минусы робота выражаются в следующем:
Так что недостатков у этой коробки хватает, однако автомобили с ней продолжают продаваться, ведь эти минусы несколько нивелируют такие плюсы роботов:
Несмотря на это, такие роботы уже явно отживают свой век и уступают дорогу другим разработкам, например, таким, как преселективная трансмиссия типа DSG.
DSG (Direct Shift Gearbox – коробка передач с синхронизированным переключением) является эволюционным продолжением роботизированных КПП. Еще её называют преселективной трансмиссией – это второе поколение «роботов».
Такие коробки на сегодняшний день являются наиболее совершенными. Они оснащаются сразу двумя дисками сцеплениями – один переключает чётные передачи, а второй – нечётные. По сути, это две коробки передач в одном корпусе.
Изюминка коробки DSG заключается в том, что в ней постоянно включены две передачи: во время движения сомкнут лишь один из 2-х дисков сцепления, а второй находится в постоянной готовности, и включает свою передачу сразу же, как только размыкается первый диск. Благодаря такой схеме, переключения происходят практически мгновенно, а плавность работы сравнима с вариатором.
Но даже у такой, казалось бы, идеальной КПП как DSG есть свои недостатки. Конструкция преселективных трансмиссий чрезвычайно сложна. Всё это приводит к тому, что ее обслуживание никак нельзя назвать дешевым.
Кроме того, ремонтировать коробки DSG часто не берутся даже крупные СТО. Да и их ремонт, в большинстве случаев, просто невозможен. Поэтому при поломке зачастую приходится менять всю преселективную трансмиссию в сборе, и лишь иногда можно ограничиться заменой электронного блока управления.
Также в список недостатков коробок передач DSG можно занести и перегрев сцеплений после долгой езды, в результате чего со временем при переключениях появляются толчки.
Учитывая все вышеперечисленное, мы считаем, что преселективные трансмиссии, несмотря на всю их технологичность, еще достаточно «сырые», слишком дорогие и неремонтопригодные.
После того, как мы изучили сильные и слабые стороны автоматических коробок переключения передач, можно вернуться к рассмотрению вопроса о том, что же лучше – вариатор или автомат? Но однозначного ответа на него не существует.
Сторонники автоматов опираются на достаточно высокую надежность таких коробок, их удобство, наличие различных режимов работы и возможности самостоятельного переключения. Вариаторы они хают за шум в салоне, невысокий ресурс и периодические перегревы, что прямо ведет к дорогостоящему ремонту, а то и замене КПП.
С другой стороны, сторонники вариатора прямо говорят, что после езды на авто с такой коробкой, даже самые плавные автоматы кажутся «дерганными». Кроме того, вариаторы имеют более низкий расход топлива. Что же касается более высокой стоимости ремонта и частых поломок, то на эти аспекты многие продолжают закрывать глаза.
Тем не менее, как нам кажется, в этой борьбе предпочтение следует отдать классической коробке-автомат (гидротрансформатору). Да, вариатор более плавный и мягкий, а DSG шустрее и экономичнее. Но вариаторы требуют спокойного стиля езды (да их и надежность оставляет желать лучшего), а недостатки преселективных КПП, на наш взгляд, значительно перевешивают все их достоинства.
Если трезво оценивать ситуацию, становится ясно, что на сегодняшний день, среди всех видов коробок-автомат, конструкция гидротрансформатора является наиболее отработаной и надежной, а многие её недостатки либо уже устранены, либо не являются критическими.
Выбор коробки передач. Что лучше, механика, автомат, вариатор или робот?
Механическую коробку передач выбрать, или автоматическую? А если автоматическую, то обычный автомат, «робот», или вариатор? Такие вопросы очень популярны в среде автолюбителей при выборе будь-то нового, будь-то подержанного автомобиля. Интернет заполнен на тему коробок передач, причем как полезной информацией, так и информационным «хламом». Отличить полезное от хлама может только профессионал в теме. Такой у него, у Интернета, недостаток.
Механическая коробка передач
Начнем с «механики». В случае механической коробки передач, под капотом имеем двигатель, «черный ящик» коробки, со всеми её валами, шестеренками, синхронизаторами и включающими муфтами. А между двигателем и коробкой узел сцепления. На педаль сцепления нажали – двигатель и коробку полностью разъединили. Пока вы удерживаете педаль сцепления нажатой, силовой агрегат и коробка передач ничем не связаны и вы можете включить любую передачу, исходя из условий движения. Вот это и является основным плюсом «механики», особенно для «продвинутого» водителя, который знает и умеет применять приемы активного управления автомобилем. Например, в случае переднеприводного авто, «упереться» двигателем в колеса передней оси перед маневром. А в случае заднего привода, «довинтить» машину в вираж, перейти на более крутую траекторию. Но как часто случается, недостатки являются продолжением достоинств. Активно «драйвануть», конечно, это приятно, а вот орудовать педалью сцепления и рычагом переключения в бесконечных пробках мегаполисов – не самое приятное занятие. Вот это и есть минус.
Гидромеханическая автоматическая коробка передач, или «обычный автомат»
Чтобы не управлять коробкой «врукопашную», и не особо напрягаться ручками-ножками в плотном городском потоке, и придумана автоматическая коробка передач. Сначала появилась гидромеханическая АКП (автоматическая коробка передач). Для того, чтобы понять, как она работает, нужен… вентилятор (обычный, бытовой) и какая-нибудь детская вертушка-игрушка с винтом-пропеллером, похожим на вентиляторный. Включите вентилятор и поднесите к нему эту игрушку. Что произойдет? Пропеллер на игрушке тоже будет крутиться! Теперь представьте, что винт приводит в движение не электромотор вентилятора, а двигатель автомобиля. А второй винт находится на валу, уходящем в «черный ящик» с шестеренками, муфтами, и всем прочим. Оба этих винта заключены в герметичный корпус, заполненный специальной трансмиссионной жидкостью, который называется гидротрансформатором.
Для чего эти страсти? А для того, чтобы плавно трогаться, как можно плавнее переключать передачи безо всякого сцепления «от ноги» водителя, как в «механике» между двигателем и «черным ящиком» с шестеренками. Ведь для того, чтобы тронуться, нужно плавненько соединить мотор и «черный ящик» коробки. Вот гидротрансформатор, совершенно не теряя усилий от двигателя, это и делает. А жидкость нужна для того, чтобы через нее передавать вращательное движение. А то воздух, он не справится. Плотность воздуха мала для передачи энергии на таких скоростях вращения. Что же касается переключений передач, то они выполняются по команде блока управления, автоматически, в зависимости от условий движения. Раньше эти блоки были гидравлические, сейчас электронные.
В общем, всё в гидромеханической АКП, вроде, хорошо. Сама едет, сама переключается. Водителю остается только жать педали «газа» и тормоза, да селектор «автомата» щелкать между «Паркинг», «Драйв» и «Назад». Причем работает эта штука вполне надежно. Если не изображать из себя Шумахера на АКП, и соблюдать Регламент ТО, то и не ломается.
Но недостатки есть. Главные среди них – ощутимые моменты автоматических переключений диапазонов АКП в «черном ящике» с шестеренками, и более высокое потребление горючего, в сравнении с «механикой» при одинаковых силовых агрегатах. Потребность в большем комфорте, возраставшие цены на топливо и забота об экологии стимулировали инженеров подумать на тему автоматизации ещё раз.
«Вариатор». Вариаторная АКП
Чтобы понять, до чего додумались инженеры, представьте… велосипед. Педали, две звездочки, а между ними – цепь. На заднем колесе чуть более продвинутых моделей есть несколько звездочек, чтобы можно было передачи переключать. Переключил на большую звездочку – крутить педали легче и можно ехать в крутую горку, только чаще крутить педали приходится. Скорость велосипеда при этом падает, но это плата за высокую тягу. А если ехать по ровной местности, или с горы, то включил звездочку сзади поменьше – крутишь педали реже, а скорость велосипеда растет. Теперь представьте, что на велосипеде вместо цепной передачи стоит ременная. То есть, вместо цепи – ремень, вместо звездочек — шкивы, только вместо кучи звездочек на заднем колесе – ОДИН шкив, но его диаметр может… плавно изменяться.
Представили? Вот, перед вами, вариаторная автоматическая коробка передач! Один шкив – постоянного размера, второй – переменного и его диаметр меняется по команде блока управления, подстраиваясь под условия движения. А между ними – прочнейший «ремень», представляющий собой или многозвенную цепь, или составной, из металлических пластин. Плавное изменение диаметра одного из этих шкивов приводит к тому, что моменты переключений АКП не ощущаются вовсе. Ведь их попросту нет, этих моментов переключений. J Изумительно комфортная штука в работе, этот вариатор! Но и в нем не обошлось без недостатков, существенных и помельче.
«Вариаторы» недёшевы. Также они категорически не любят пробуксовок. Из-за того, что между «черным ящиком» со шкивами и ремнем приходится ставить все тот же гидротрансформатор (трогаться-то нужно!), а также из-за механического трения в «черном ящике», потери энергии достаточно велики, расход топлива, в с сравнении с «обычной» АКП, немногим меньше. А может быть и больше. А еще приходится с программами двигателя «поколдовать», чтобы он не гудел, как троллейбус на постоянных оборотах при разгонах. Ведь ступенчатого переключения передач – нет. Поэтому инженерам опять открылся простор для изысканий.
«Роботы». Роботизированные коробки передач
Чтобы преодолеть недостатки гидромеханических и вариаторных АКП, несколько конструкторских школ обратили свое внимание на… обычную механическую коробку. А что если заменить ножной привод сцепления электроприводом, рычаг переключения передач и тяги к «черному ящику» с шестеренками электрическими исполнительными механизмами, и управлять сцеплением и переключениями с помощью электронного блока, исходя из условий движения? Конечно, легко и скоро только сказка сказывается. Над программами управления для этого блока и надежностью электропривода инженерам пришлось крепко повозиться, но автоматизированные механические коробки передач, которые журналисты окрестили «роботизированными», или «роботами», пошли в серийное производство для автомобилей малых классов. Они представляют собой именно классическую «механику», в которой управление сцеплением и переключениями передач осуществляется электронным блоком.
Главное достоинство большинства «роботов» — высокая топливная экономичность, для чего они, прежде всего и создавались. Ведь компьютер с совершенной программой управления никогда не ошибается, никогда не сердится, не впадает в депрессию и никогда не устает, в отличие от водителей с разным опытом, мастерством и стойкостью к физическим и моральным нагрузкам. Поэтому автомобиль с «роботом» расходует меньше топлива, чем такое же авто с любой другой коробкой, включая «механику». А ещё такой «робот» дешевле любой другой АКП в покупке, при заказе нового авто. Вот так.
Но и тут без недостатков не обходится. Как ни старались инженеры оптимизировать моменты переключений, «клевки» автомобиля носом при буйных разгонах весьма ощутимы. Такие «роботы» для экономичной и спокойной езды, а не для «шумахера». Еще они не любят пробуксовок в агрегатах сцепления. Пришлось инженерам опять поднапрячься.
Нет ничего идеального…поэтому каждый выбирает то, что ему по душе;)