Evakuator-gruzovik.ru

Авто журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Надежны ли коробки-вариаторы

Надежны ли коробки-вариаторы?

Технология передачи крутящего момента в транспортных средствах развивается очень быстро, предоставляя автолюбителям все больше вариантов. Казалось бы, еще недавно механическая трансмиссия была самой популярной во всем мире. Но за короткое время механика потеряла свои позиции, уступив дорогу автоматическим коробкам, роботизированным трансмиссиям и вариаторам (CVT). Например, вариаторы в настоящий момент используют многие автопроизводители. Но надежны ли они по сравнению с механическими и автоматическими коробками передач?

Определение

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

На сегодняшний день существуют следующие типы вариаторов:

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

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

Принципиальное устройство

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

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

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

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

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

Устройство вариатора

Смысл имеет рассказать о работе клиномерной вариаторной коробки передач (потому что собрат сейчас практически не продается).

Коробка устанавливается на двигатель (либо продольно, либо поперечно). Для того чтобы плавно соединить ее с мотором и в нужные моменты отключать (нейтральный режим), предусмотрена система сцепления.

Сейчас многие производители ушли на гидротрансформатор, схожий устанавливается на классическую АКПП. Однако другие производители могут использовать другие типы – центробежные, электромагнитные или многодисковые (мокрые варианты). Использования гидротрасформатора обусловлено высокой производительностью и высокими эксплуатационными характеристиками, в том числе и долговечностью.

Теперь про само устройство вариатора. Описать его достаточно сложно, все же это не простая конструкция, но я постараюсь:

  • Валы с изменяемыми конусами. Про это еще раз я рассказывать не буду (принцип рассказал наверху). Хочется отметить, что из-за больших нагрузок поверхности конусов вариатора делаются из высокопрочных сталей
  • Ремень или цепь. Предназначены соединить два вала. Ремнем можно назвать с натяжкой, все потому что он состоит из специальных металлических лент соединенных между собой специальными фасонными частями имеющими вид бабочки и придающих специальную похожую на клин форму. Работает он боковыми частями, которыми благодаря силам трения он контактирует с клиньями шкивов. Тем самым передается момент от одного вала на другой. Стоит отметить, что другие производители, например AUDI используют цепной механизм, она имеет большое количество мелких звеньев и обеспечивает малые радиусы изгиба. Работает она уже не боковой поверхностью, а торцевой. И цепь, и ремень рассчитаны на высокие нагрузки, но они не переносят высоких перегревов (могут деформироваться)

  • Масло. Да не удивляйтесь, смазка внутри также является важной составляющей и к ней предъявляют высокие требования, обычно здесь идет ATF жидкость, которая заливается в автомат. Нужна она не только для смазки, но и для нагнетания давления в насосе чтобы раздвигать или сдвигать конусы
  • Масляный насос. Как раз и нагнетает давление в системе
Читать еще:  Установка фаркопа своими руками

  • Гидроблок. Он руководит подачей масла в нужные каналы, то есть либо в один конус (вал), либо в другой. Кстати пробуксовки и прочие пинки, и толчки могут быть связаны именно с ним.

  • Фильтра. Их может быть много, как в самом гидроблоке, так и за его пределами. Они улавливают грязь и мелкие металлические частицы с ремня и конусов, не давая им забивать мелкие каналы

  • Радиатор. На вариаторной коробке передач он ОБЯЗАТЕЛЕН! Запомните, эта трансмиссия очень быстро перегревается при пробуксовках и высоких нагрузках, поэтому чтобы охладить масло, нужен внешний радиаторный блок. Некоторые на паркетниках которые любят лазить в грязи и буксовать (например Mitsubishi Outlander) ставят дополнительные радиаторы, чтобы убрать излишний нагрев

  • НУ и последнее это блок управления вариатором. Это электронное устройство, которое работает в паре с ЭБУ, получая от него нужные команды. Оно дает приказания электроники и валам принять ту или иную конфигурацию, которая отвечает данной скорости и нагрузке

Это устройство в двух словах, для того чтобы понять общий принцип работы. Стоит отметить, что изначально у вариатора не было реверсного вращения, то есть движения назад. Поэтому в конструкцию внедрили планетарную передачу, которая позволяет это сделать. Однако это намного усложнило конструкцию.

Вариаторная коробка передач

Как и любая другая коробка передач, вариатор – это устройство, преобразующее крутящий момент, поступающий от двигателя к колесам. Передача момента осуществляется бесступенчато, в определенном диапазоне регулирования. Довольно часто вариатор обозначают аббревиатурой “CVT” (Continuously Variable Transmission), что в переводе с английского означает «трансмиссия с непрерывно изменяющимся крутящим моментом».

Типы CVT

В зависимости от устройства выделяют следующие основные типы вариаторов:

  • цепные;
  • клиноременные;
  • тороидальные.

Клиноременный вариатор

Наибольшее распространение получил клиноременный вариатор CVT.

Клиноременный вариатор CVT состоит из клиновидного ремня, расположенного между двумя раздвижными шкивами. В процессе движения автомобиля шкивы то сжимаются, то разжимаются, обеспечивая изменение передаточного числа. Главная цель вариаторной коробки – обеспечение плавного бесступенчатого изменения крутящего момента. Это актуально для легковых автомобилей, мотороллеров, снегоходов и прочей техники.

Тороидный вариатор

В цепном вариаторе CVT мощность передается скошенными торцами осей звеньев цепи, а тянущее усилие передает цепь.
В тороидных вариаторах вместо шкивов используются конусовидные диски, вместо ремня – ролики. Они способны передавать больший крутящий момент. Для изготовления деталей для данного типа CVT требуется высокопрочная сталь, что в итоге влияет на его стоимость.

Преимущества и недостатки CVT

Главным преимуществом вариаторной коробки передач является возможность обеспечить непрерывное изменение крутящего момента. Это позволяет достичь лучших показателей расхода топлива и динамики автомобиля.

К недостаткам вариатора относятся:

  1. Невозможность его установки в автомобилях с мощным двигателем.
  2. Максимальные нагрузки, буксировка или систематическая езда на высоких оборотах приведут к быстрому износу ремня вариатора, а соответственно и к поломке CVT.

Управление АКПП осуществляется селектором переключения, расположенным на центральном тоннеле или на рулевой колонке (в американских автомобилях). Перемещение селектора в определенное положение позволяет выбрать нужный режим движения. Дополнительно возможно выбрать особые режимы работы АКПП: зимний, спортивный, экономичный. Разница в расходе топлива при обычном, спортивном и экономичном режимах очевидна.

Классическая АКПП состоит из планетарной коробки передач, системы управления и гидротрансформатора. Автомат может применяться в легковых и грузовых автомобилях, а также автобусах.

Гидротрансформатор состоит из насосного и турбинного колес с расположенным между ними реактором. Насосное колесо связано с коленвалом двигателя, турбинное — с валом КПП. Реактор в зависимости от режима работы свободно вращается или блокируется при помощи обгонной муфты.
Передача крутящего момента от двигателя к КПП происходит потоком жидкости (масла), выбрасываемым лопатками насосного колеса на лопасти турбинного. Зазоры между насосным колесом и турбиной минимальны, а их лопасти имеют специфическую форму, формирующую непрерывный круг циркуляции масла. Таким образом, между двигателем и трансмиссией отсутствует жесткая связь, что способствует плавности передачи тягового усилия.

Гидротрансформатор преобразует скорость вращения и передаваемый крутящий момент в ограниченном диапазоне, поэтому к нему присоединяют многоступенчатую планетарную коробку передач. Она же обеспечивает движение задним ходом.

Переключение передач происходит под давлением масла с помощью фрикционных муфт. Давление между фрикционами в соответствии с алгоритмом работы коробки распределяется при помощи системы электромагнитных клапанов (соленоидов) под контролем блока управления.

Минусами автоматической коробки являются ее высокая стоимость, а также повышенный расход топлива.

Тороидная CVT коробка

Сравнивая тороидную CVT коробку с предыдущими двумя типами, можно сказать, что этот вариант существенно отличается по конструкции. Вместо шкивов, в основе лежат сферических два соосных вала, между ними расположены (зажаты) ролики.

Меняя положение роликов, меняется и передаточное число в вариаторе. Крутящий момент передается за счет трения рабочих поверхностей роликов и валов. Детали изготавливаются из самой прочной стали, соответственно и цена автомобиля с такой кпп будет подороже, чем на основе ремня или цепки.

Плюсом такой CVT коробки считается долговечность и максимальная передача крутящего момента.

Главные достоинства и недостатки CVT

Прежде чем перейти к рассмотрению плюсов и минусов вариатора, также стоит несколько слов сказать о другой разновидности бесступенчатой коробки – тороидной. Как уже говорилось, на 95% японских, немецких, корейских и других авто ставят либо клиноременной, либо клиноцепной вариатор. Остальные 5% транспортных средств оснащены тороидным типом CVT. Он не получил должного распространения, так как по многих характеристикам уступает аналогу с ремнем/цепью. Итак, за что любят и недолюбливают вариаторную коробку? Причины следующие:

Читать еще:  Новое поколение Mercedes

Плюсы CVT

Минусы CVT

Высокий уровень комфорта: автомобиль с вариатором издает намного меньше шума в салоне, чем с МКПП или АКПП

Ремень или цепь из-за постоянных высоких нагрузок быстро изнашивается

Постоянная тяга, передача мощности в непрерывном потоке, незаметное для водителя переключение скоростей

Коробка передач требовательна к качеству и уровню моторного масла

КПД примерно на 5% выше, чем у автоматической коробки

Не ставится на мощные автомобили (известно всего несколько моделей)

Легкость управления, возможность ручного выбора режима работы вариаторной коробки

В случае поломки требует серьёзных материальных затрат

Автомобилем с вариатором удобнее управлять, чем машиной с механикой и даже автоматом

Недостаточно хорошо распространена сеть СТО (особенно в небольших городах), отсутствие необходимого количества мастеров, ремонтирующих вариатор на самом высоком уровне

Исключены рывки во время стремительного разгона или торможения, что можно наблюдать на авто с другими КПП

Дороже в обслуживании, чем автоматическая и тем более МКПП

Отсутствие высоких нагрузок на двигатель и коробку за счет постоянно имеющегося передаточного отношения положительно сказывается на уровне расхода топлива

Нуждается в регулярной чистке фильтров и магнитов особенно на авто с пробегом свыше 150 тыс. км

Бесступенчатая коробка не провоцирует буксировку колес на обледенелом участке трассы, следовательно, возрастает уровень безопасности

Вариатор боится буксировки, это значит, что автомобиль с CVT не предназначен для работы в экстремальных условиях. Можно сказать, что это коробка для исключительно городских машин

Каждый автовладелец может найти другие слабые и сильные стороны вариаторной коробки, основываясь на личных предпочтениях, собственном водительском стаже. Есть категория водителей, которая не переносит «молчаливость» силового агрегата. Двигатель в паре с CVT никак не реагирует ни на молниеносное ускорение, ни на планомерные переходы на высокие и низкие скорости.

Кто привык ездить на спортивных машинах с обычной МКПП, вряд ли сможет без характерного «рева» двигателя. Ощутить драйв за рулем машины с бесступенчатой коробкой не получится, отчасти по той причине, что вариатор не ставят на модели с действительно мощными моторами. Решение приобретать авто с CVT или сделать выбор в пользу механики зависит исключительно от желаний и потребностей.

Обзор CVT XTRONIC

Разработка компании «Nissan», которой оснащается множество моделей собственного производства. Является более усовершенствованным клиноременным вариатором. Конструкция этого вариатора претерпела изменения в устройстве шкивов и передаточного ремня. Шкивы стали заметно тоньше, а передаточный ремень приобрёл алюминиевую основу, что снизило гибкость.

Повышенной надёжности вариатор CVT Xtronic обязан новому, более компактному масляному насосу. Такое решение снижает возникающее давление между ремнем и шкивами. Внедрённая система Adaptive Shift Control позволяет настраивать бесступенчатую трансмиссию множеством вариантов, приспосабливая управление автомобилем в каких угодно дорожных условиях.

CVT Xtronic от Ниссан в разрезе

Относительно своего предшественника вариатор CVT Xtronic стал на 10% меньше в размерах и на 13% легче. При этом снизились потери на внутреннее трение аж на 30%. Xtronic получил дополнительную планетарную передачу. Такое решение было первым в своём роде и позволило повысить коробке передаточное число до 7.3 к 1 в сравнении с вариаторами традиционной конструкции.

Важной особенностью вариатора CVT Xtronic стала адаптация под двигатели повышенной мощности. Исходя из тенденции развития и нововведений, эта бесступенчатая трансмиссия имеет большие перспективы в будущем.

Плюсы

  • ещё большее снижение затрат топлива;
  • значительно снижен уровень шума, даже на малых оборотах;
  • благодаря новой конструкции долговечность агрегата заметно выросла;
  • плавная работа и хорошая динамика.

Минусы

  • непригодность в ремонте, в сервисных центрах Ниссан замена производится только блоками;
  • пробуксовка на снегу и на скользких поверхностях.

Нужен ли вам автомобиль с вариаторной коробкой передач?

От своего следующего автомобиля вы ожидаете плавность хода и улучшенную экономию топлива? Тогда вы можете обратить свое внимание на автомобиль с бесступенчатой (вариаторной) коробкой передач (или CVT, с англ. continuously variable transmission).

Благодаря некоторым техническим хитростям, вы больше никогда не вспомните о толчках при переключении передач. Вариаторная коробка передач обеспечивает гладкое ускорение. В этом материале мы поможем определиться наужен ли вам автомобиль оснащенный бесступенчатой трансмиссией.

КАК РАБОТАТЕТ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ C CVT?

Представьте себе CVT как систему передач на велосипеде. Она состоит из системы шкивов, с конусами на каждом шкиве, которые соединены поясом цепи. Эти конусы сближаются или отдаляются друг от друга, чтобы увеличить или уменьшить диаметр работы пояса. Передаточное число здесь играет большую роль, и выбирается автоматически в зависимости от таких факторов, как позиция педали газа, скорости автомобиля и скорости двигателя. Все это значит, что вариаторная (бесступенчатая) коробка передач абсолютно не переключается, как это делает традиционная коробка переключения передач. Передаточные числа в ней постоянно меняются, чтобы найти идеальное сочетание для скорости и экономичного расхода топлива. Некоторые CVT оснащены кнопкой для переключения между предварительно установленными передаточными числами, которая помогает сымитировать традиционную автоматическую коробку переключения передач. Когда вы впервые окажетесь за рулем автомобиля на котором установлена коробкой передач с вариатором, вы сразу же это почувствуете.

Читать еще:  Тонировка своими руками

Первое ощущение от CVT бывает немного странным. Количество оборотов двигателя в минуту может очень сильно колебаться во время вождения, особенно при ускорении. А при жестком ускорении, они будут просто сидеть без изменений на уровне высоких оборотов, в то время как автомобиль потянет вперед. По сравнению с автоматической и механической коробками переключения передач, CVT работает в значительной мере более гладко. Она чувствуется как одна длинная передача, в действительности являясь почти бесконечным набором передач, которые находятся в зацеплении друг с другом.

Сегодня, рядовой автолюбитель может запросто купить автомобиль с вариаторной коробкой вместо традиционной автоматики, так как множество современных моделей оснащаются такой бесступенчатой трансмиссией из-за ее эффективности. В частности автомобиль Nissan Altima 2013 года использует бесступенчатую коробку и оценивается как самый экономичный среднеразмерный седан на рынке с расходом топлива в 6 литров на 100 км по трассе. Кроме того, практически во всех гибридах используется CVT, в том числе и в Toyota Prius, что помогает максимально эффективному расходу топлива.

Хотя некоторыми людьми и отмечается недостаток чувствительности (как правило, такую оценку CVT получает от автомобильных энтузиастов), все же коробка передач в вариатором имеет одно ключевое преимущество над автоматическим и механическим аналогами. При движении в гору, где традиционная автоматика справляется с неким усилием, CVT может легко обеспечить мощность не переключая передачи вовсе. Мы высоко оценили вариаторную КПП в модели автомобиля Scion iQ, который без особых усилий взбирался на холмы, при недавно проводимых нами тестах, несмотря на его крошечный 1,3-литровый двигатель и только 94 лошадиные силы мощности. Компания Nissan продает автомобили с CVT уже достаточно долгое время, и внедрение нового типа коробки передач на рынок имеет значительный успех.

По словам Стива Ейгера, представителя компании Nissan North America, «с вступлением в силу новых законов, требующих лучшей топливной экономичности и низкого уровня выбросов, коробка передач с вариатором предоставляет Nissan прекрасную альтернативу традиционной автоматики, и является более эффективной на обоих фронтах». Не забудьте, если вы уже имеете автомобиль с бесступенчатой трансмиссией и ищите, где купить вариаторную коробку передач, мы поможем вам, стоит лишь посетить раздел «Поиск автозапчастей» и заполнить открывшуюся форму.

НЕДОСТАТКИ CVT?

Тем не менее, вариаторная коробка передач переживает не лучшие времена на автомобильном рынке. Оказывается, что многим водителям не нравится громкий и странный шум дико ревущего двигателя автомобиля. Многие водители сравнивают этот звук, и ощущение, со звуком, который издает предохранительная фрикционная муфта в момент пробуксовывания при превышении предельного крутящего момента. Кроме того, вариаторные коробки передач редко сопряжены с мощным двигателем или с двигателями с высоким крутящим моментом.

И, в конце концов, не все CVT хорошо оснащены для того, чтобы справится с буксированием. Кроме того, надежность современных вариаторных коробок еще следует проверить. Nissan Murano, который вы можете видеть на фотографии слева, был первым автомобилем, который предлагался только с CVT, и у него были некоторые довольно серьезные проблемы в трансмиссии. Некоторые из них были настолько глобальны, что коробку передач пришлось полностью заменить. Купить авто с вариаторной коробкой после такого провала пропадало желание у многих.

Однако с тех пор, после ряда исследований и усовершенствования трансмиссии своих автомобилей, компания Nissan распространила гарантию на свою коробку передач с вариатором на 10 лет или на 190 000 км. Эта гарантии должна помочь смягчить любые опасения покупателя, которые могут быть связаны с вопросом купить или не купить автомобиль с вариаторной коробкой передач. Если же вам нравится доводить обороты двигателя вашего «железного коня» до красной черты, и чувствовать тяговое усилие, всякий раз, когда вы переключаете передачу, то в таком случае CVT, возможно, не для вас. Если же наоборот, то CVT является прекрасным выбором в мире экономичных автомобилей. Эта коробка экономна с топливом и предоставляет плавную езду. Сожалеем по поводу шума, но вы сможете к нему привыкнуть.

ОПРЕДЕЛИТЕСЬ, ЧЕГО ВЫ ХОТИТЕ?

Итак, подведем итоги. Бесступенчатая коробка передач имеет ряд преимуществ: она довольно экономичная, предоставляет сравнительно плавный ход и достаточно универсальна для повседневного вождения. Но также CVT имеет несколько недостатков. Она предоставляет далеко не такую увлекательную езду, как механическая коробка переключения передач, или коробка с двойным сцеплением. Некоторые считают коробку с вариатором довольно шумной. Имейте все эти моменты в виду при выборе вашего следующего автомобиля. В первую очередь определитесь для себя чего именно вы хотите, и какую роль в вашей жизни играет коробка переключения передач.

Если на протяжении всей статьи вы не поняли намека на то, что дешево и сердито купить коробку передач с вариатором для своего автомобиля, вы можете только у нас, то заявляем вам об этом прямо и приглашаем оставить запрос на страницах нашего сайта.

Для того, чтобы наглядно показать работу бесступенчатой коробки передач, мы продемонстрируем вам этот ролик, в котором 2-х литровый Mitsubishi Lancer с коробкой CVT плавно набирает скорость. Следите за стрелкой спидометра и тахометра.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector