Этот страшный вариатор – мифы и правда о бесступенчатых коробках
«Слушай, а не страшно брать, с вариатором-то?» – все время спрашивают те, кто собрались покупать подержанный Nissan Qashqai или, скажем, Audi A5. Бесступенчатых трансмиссий боятся… Справедливо ли? Все зависит от конкретного типа коробки – «вариантов вариатора» очень много.История часто несправедлива в отношении вариатора. То это перспективная трансмиссия, то символ дешевой и неудачной автоматической КПП… После выпуска первых легковушек DAF 600 с вариатором и попыток применения аналогичных конструкций с ремнями на машинах Вольво прошло уже более тридцати лет, и изящная идея все еще пытается обрести столь же изящное техническое воплощение.
За прошедшие годы вариаторы из экзотики превратились во вполне себе обычный тип «автомата», особенно на японских машинах, успев пережить несколько кризисов, набирая и теряя баллы репутации и претерпев несколько крайне значительных изменений конструкции. Причем сейчас в серийном производстве присутствуют все они вместе взятые. Обычно вопрос «что выбрать» не стоит выбора типов трансмиссий на одной модели машины нет, максимум можно выбирать между механической КПП и вариатором (редкие исключения только подтверждают правило), но этот материал будет полезен для понимания того, с чем придется столкнуться в процессе эксплуатации.
Принципиальная конструкция
Напомню, что суть вариаторной трансмиссии довольно проста. Передаточное отношение меняется в определенном диапазоне плавно, без ступеней, при этом обороты мотора могут находиться в оптимальной зоне для данного режима движения, что повышает экономичность и улучшает тяговые возможности машины. Это в теории.
На практике же различные конструктивные исполнения могут иметь множество недостатков, порой перечеркивающих их достоинства. Есть несколько способов передавать крутящий момент, плавно меняя передаточное отношение. Самый простой и очевидный способ – это передача момента ремнем через шкивы, диаметры которых постоянно изменяются. Конструкции такого рода были известны с древности – обычный кожаный ремень мог двигаться по коническому шкиву, удерживаемый от сползания роликом натяжения.
Диаметр второго шкива при этом оставался неизменным или же, как и в современных конструкциях, шкивы были сложными и составными, а ремень просто зажимался с боков – с одной стороны пружиной внутри шкива, обеспечивающей натяжение, а на другой шкив мог регулироваться. Последняя конструкция ближе всего к существующим поныне автоматическим трансмиссиям.
Старинный вариант
Предприятие братьев Ван Дорн, входившее в промышленную империю DAF, использовало простую схему с тянущим мягким ремнем – но уже не кожаным, а металлокордным – для своих легковушек. После покупки DAF компанией Volvo схему попытались применить на более крупной машине – Volvo 340, но не очень удачно. Трансмиссия получилась очень большой, заняв много места в багажнике, – у машины была схема трансэксл, когда двигатель расположен спереди, а КПП – на заднем мосту. Открыто расположенные шкивы загрязнялись, а ремни пробуксовывали, растягивались и горели. Опыт был признан неудачным.
Впрочем, сама конструкция не исчезла. Не пригодившись на автомобилях, она завоевала себе место под капотом мотороллеров и снегоходов, вполне соответствуя применению этих транспортных средств. С меньшим крутящим моментом она прекрасно справлялась, недорогой тянущий ремень можно было менять раз в сезон, а то и чаще, эта простая операция не требовала серьезных затрат, а малая масса и простота обеспечила самое широкое распространение. В общем, обычная схема с тянущим ремнем жива и поныне. Причем чувствует она себя очень уверенно, ни о какой замене на сложные наборные ремни или цепи речи даже не идет.
Варьируем материал ремня
Сильно улучшило позиции вариатора изобретение компанией братьев Ван Дорн наборного стального ремня. Конструкция его состояла из нескольких несущих стальных лент-ремней и перпендикулярно нанизанных на них стальных пластин сложной формы, позволяющей передавать вращение со шкивов.
Для трогания с места предусматривалось обычное фрикционное сцепление (как на «механике»), а для расширения динамического диапазона и заднего хода еще и планетарная передача, знакомая по классическим АКПП. Поначалу вариаторы оснащались еще и повышающими редукторами для снижения передаваемого момента, но серийные конструкции были устроены уже немного проще.
Ресурс таких конструкций возрос до вполне приемлемых 80-120 тысяч километров пробега, но недостатков хватало. И в первую очередь не хватало надежности в работе. Особого распространения схема не получила, так как дальнейшее небольшое усовершенствование схемы работы ремня значительно улучшило характеристики трансмиссии.
Основные недостатки касались вибраций и (все еще) крайних передаточных отношений. При минимальном диаметре одного из шкивов ремень на нем сильно изгибался и к тому же пробуксовывал из-за недостаточной площади соприкосновения. Любые рывки тяги провоцировали пробуксовку еще сильнее. Пробуксовка быстро изнашивала ремень и шкивы. Возникающие при пробуксовке вибрации попутно вредили трансмиссии и снижали комфорт. В результате даже такая усовершенствованная конструкция применялась только на малолитражных машинах. Наиболее популярная из них – это Nissan Micra K11, дебютировавшая в 1992 году.
На фото: Nissan Micra K11
Тянущий вариант и гидротрансформатор
Исправить ситуацию помог гидротрансформатор вместо фрикционного сцепления и изменение схемы работы ремня. «Бублик», который был задействован при трогании машины, позволял избежать рывков тяги, а заодно и облегчить старт. А значит, можно было ограничиться меньшим передаточным отношением при трогании и заодно снизить вероятность пробуксовки из-за смягчения рывков ГТД.
Второе важное новшество – применение так называемого «толкающего ремня». В этом случае крутящий момент передавался не на той ветви ремня, что тянул ведущий шкив, а на той, что он толкал. Стальные бандажи, основа ремня, не испытывали больше нагрузки на растяжение, а все усилие передавалось через пакет пластин.
Это нововведение уменьшило износ ремня и улучшило условия его работы. А все вместе позволило применять вариатор на весьма мощных моторах. Изначально моторы 1,6 литра были пределом, но сейчас аналогичные конструкции применяют уже и на моторах 2,5, а то и 3,5 литра. Например, так устроены самые распространенные конструкции вариаторов Jatco, применяемые на многих японских машинах, например, бестселлерах Nissan Qashqai и X-Trail, а за ними – Renault Megane и Fluence, Mitsubishi Outlander и ASX…
На фото: вариатор Jatco jf011e
Путь от первых конструкций, на первый взгляд, не так уж велик… Но на деле в эти годы шла долгая кропотливая работа по улучшению вариатора такой схемы, позволившая сделать его весьма надежным, простым в эксплуатации и ремонте, сохранив при этом относительно недорогую конструкцию.
Вариации на тему
Схема с толкающим ремнем на слабых моторах может применяться и без ГТД, что демонстрируют вполне неплохие конструкции на некоторых китайских машинах. Простого сцепления хватает для обеспечения нужных характеристик, пусть и машины с упрощенными трансмиссиями едут уже не столь хорошо. Зато цена совсем невелика, а конструкция даже проще, чем у иной «механики». Собственно, один из первых удачных вариаторов с толкающих ремнем на Subaru Justy был устроен именно так.
На фото: Subaru Justy
Вариант с цепью
Использовать вместо ремня цепь кажется очень разумной затеей. Благо вариант это проверенный, роликовая цепь давно заменила ременную передачу там, где возможностей ремня уже не хватало, в тех же мотоциклах или промышленных передачах. Вот и в вариаторах цепь пришла на смену ремню, когда показалось, что тянущий ремень уже не справляется.
Разумеется, у вариаторов нет зубцов для зацепления, так что мощная пластинчатая цепь просто зажимается с боков шкивами. Серьезными преимуществами являются меньший возможный радиус закругления и большая прочность на сжатие. Да и растяжение цепи зависит в основном от износа в ее подшипниках, а значит, теоретически есть возможность сделать ее очень ресурсной, ограниченной только по износу контактных площадок.
В результате вариатор с цепью может быть заметно прочнее, меньше боится пиковых нагрузок и позволяет расширить динамический диапазон трансмиссии. Есть и экспериментальные конструкции, где один из шкивов зубчатый, а натяжение обеспечивается дополнительным роликом, но в серийном производстве пока господствует более компактная схема с двумя подвижными шкивами и передачей момента простым фрикционным зацеплением.
Конструкция с тянущей цепью была успешно реализована компанией Volkswagen в сотрудничестве с LuK для машин с продольным расположением двигателя в конце девяностых годов и применяется вплоть до сегодняшнего дня. Речь идет о вариаторах Multitronic – они выдерживают крутящий момент до 310 Нм. Применение цепи позволило заметно поднять передаваемый момент, а все недостатки трансмиссии оказались конструктивными и мало связанными с самой схемой.
Разве что ресурс цепи получился сравнительно невелик, около 100 тысяч километров пробега, но с учетом относительно небольшой ее цены и простоты замены это можно считать вполне успешным результатом. Помощь в разработке цепи и шкивов оказывала компания LuK, она же предложила свои услуги компании Subaru, когда та решила создать свой клиноцепной вариатор Lineatronic.
Результат впечатляет, новая трансмиссия «переваривает» момент двухлитрового турбомотора и при этом умеет быть экономичной и спортивной одновременно. Без ГТД и тут не обошлось. Для Субару это не первый опыт работы с вариаторами, они были одними из пионеров внедрения вариаторов с толкающим ремнем, выпустив в 1984 году свой вариант ECVT для модели Justy, но от дальнейших разработок отказались, хотя первый опыт и был весьма успешным.
Вариации в форме тора
Европейские производители пошли по пути роботизации вальных КПП (Volkswagen DSG, Ford PowerShift и т.п.), а японские компании, объединив усилия, продолжают работу над вариаторами. Следующим шагом в развитии стал отказ от ремня и цепи при передаче крутящего момента в пользу трения шкивов.
Подобные конструкции применялись и ранее, но фрикционная передача с коническими валами и промежуточным роликом слишком громоздка для применения в автомобиле. Но на помощь пришла схема с тороидальными поверхностями, так называемый «тороидальный вариатор». В этом случае вращение передается с ведущего тороидального конуса на ведомый с помощью промежуточного ролика.
Хитрость конструкции в том, что расстояние между точками на прямой, пересекающей оси вращения промежуточного ролика и тороидальных поверхностей, всегда одинаковое. А значит, не нужна цепь – один ролик вращается, одним краем касаясь малого радиуса конуса, а другой – большого, обеспечивая изменение передаточного отношения. Нет ни цепи, ни ремня, при этом размер точки контакта невелик, но постоянен, контактные поверхности можно изготовить из твердых материалов, а роликов использовать несколько – для увеличения площади контакта.
На практике такую технологию применял только Nissan на своих вариаторах Extroid, ставившихся на ряд мощных моделей вроде не особо распространенных у нас на рынке Cedric и Skyline. На этом пока что все закончилось.
Тороидальные вариаторы выглядят сложнее традиционных – приходится использовать две последовательных передачи для обеспечения нужного динамического диапазона. Проблема в том, что из-за необходимости применять очень дорогой и износостойкий материал для роликов, трансмиссия оказалась дорогой, сопоставимой по цене с традиционными АКПП с «бубликом» и планетарными редукторами.
Впрочем, прогресс не стоит на месте, и очень возможно, что у перспективного Extroid появятся более доступные наследники.
На фото: вариатор Nissan Extroid
Варианты без трения
Сейчас все серийные конструкции вариаторов передают крутящий момент за счет трения в зоне контакта цепи, ремня или роликов, но уже существуют наработки, позволяющие отказаться от передачи трением и воспользоваться возможностями зубчатого зацепления, а значит, повысить КПД и уменьшить износ рабочих элементов конструкции. Причем они есть как для конструкций с цепью, так и для тороидальных вариаторов.
Особый профиль зубьев позволит уменьшить давление в точке зацепления и при этом иметь возможность так же плавно менять передаточное отношение. Вариаторы с цепью и дополнительным натяжным роликом уже сейчас могут обеспечить отсутствие проблем с КПД у передачи в одном из крайних положений валов, но этого недостаточно, чтобы получить преимущество перед более компактными схемами с двумя раздвижными шкивами. До практического применения этой схемы, впрочем, дело пока что не дошло – только до опытных моделей и теоретических изысканий.
В частности, в прошлом году патент на зубчатый вариатор с постоянным зацеплением оформил профессор К.С. Иванов из Казахского института механики и машиностроения. Возможно, именно этот вариант и есть будущее бесступенчатых трансмиссий.
На фото: зубчатый вариатор К.С. Иванова, фото: sovmash.com
Что дальше?
В общем и целом у вариатора есть куда развиваться помимо банального улучшения износостойкости ремня, цепи и конусов у классических конструкций и усовершенствования поверхностей торов и роликов у тороидальных. Теоретически это один из самых перспективных видов трансмиссий для ДВС, и исчезнет он, наверное, вместе с самим ДВС, в результате постепенного отказа от ДВС как основного двигателя и перехода на электрическую тягу.
Читайте также:
www.kolesa.ru
Лучшие кроссоверы на «вторичке» с вариатором, которые ценятся за надежность и качество
Для опытного автомобилиста не составит труда выбрать машину с вариатором, у новичка, наоборот, подбор достойного агрегата может стать настоящей проблемой. В интернете можно найти много положительных и отрицательных отзывов об автомобилях с CVT на вторичном рынке.
Чтобы определиться с тем, действительно ли вариаторная коробка настолько страшна, как рассказывают многочисленные скептики, придется разобраться в видах и их производителях.
В мире существуют три крупных производителя трансмиссий: Jatco, Aisin и Subaru. Большим спросом пользуется CVT, который изготавливает японская фирма Jatco. Данный вариатор устанавливается на Ниссан и Рено, также его можно увидеть на многих моделях местного производства, например, Митсубиси и Сузуки. Тойота на своих автомобилях использует вариатор фирмы Aisin. Субару отличается от других производителей. Они разработали сами бесступенчатую коробку передач для своих машин.
Специалисты отмечают преимущества и недостатки каждого вариатора. На некоторых машинах CVT служит без нареканий весь срок эксплуатации автомобиля. Ресурс данной трансмиссии не отличается от стандартной автоматической коробки передач.
На вторичном рынке можно найти кроссоверы не старше 6 лет с вариаторной трансмиссией, чаще всего она устанавливается совместно с «атмосферниками» с мощностью порядка 200 л.с.
Данная модель представлена на вторичном рынке с вариатором Jatco JF011E. Автомобиль оснащен бензиновым мотором, объем которого равен 2 литрам. Машина с CVT может проехать без поломок до 180 тысяч километров, чтобы избежать ремонта коробки передач, необходимо в процессе эксплуатации кроссовера регулярно менять масла. Водителю нужно бережно относиться к машине и эксплуатировать данную модель в щадящем режиме.
Производители оснастили модель вариатором Jatco F011E. Конструкция коробки передач отличается от других дополнительным радиатором, который необходим для охлаждения масла в трансмиссии.
Jatco F011E может выдержать без поломок пробег в 230-250 тысяч километров. Кроссовер оснащен двигателем, объем которого может быть 2,0 литра и 2,4 литра. При правильной эксплуатации Митсубиси Аутлендер проезжает без поломок от 230 до 250 тысяч километров. Некоторые машины колесят без капитального ремонта коробки передач весь срок эксплуатации автомобиля.
При тестировании автомобиля с вариатором собственники пробовали переехать бордюр. Аутлендер при движении вперед благополучно преодолел испытания, а заехать на препятствие высотой 185 мм машина отказалась.
При покупке автомобиля важно провести не только диагностику, но и попросить проехать за рулем выбранной модели. Небольшой тест-драйв может подтолкнуть покупателя к приобретению кроссовера, или, наоборот, разочаровать его в выбранной модели.
На линейку Форестера компания устанавливала вариатор, разработанный конструкторами Субару. Получился агрегат TR580. Данный тип трансмиссии устанавливается в автомобиль с атмосферным двигателем объемом 2,0 литра и 2,5 литра. Коробка передач не доставляет хлопот до отметки пробега 170-200 тысяч километров.
Водители проводили опыты с вариатором на Субару Форестере. При попытке переехать бордюр высотой 185 мм трансмиссия не подвела.
Автомобиль выпускался с бензиновым мотором 2,0 и 2,5 литра и вариатором JF011E. Он был идентичен версии, установленной на Кашкай. Главным отличием вариатора является программное обеспечение. В результате CVT работает без нареканий 180-210 тысяч километров пробега.
Кроссовер RAV4 оснащен самым надежным вариатором. Компания Aisin создала бесступенчатую трансмиссию, в которой радиатор объединен с радиатором системы охлаждения. Такую коробку устанавливают на «паркетники». Лучше всего с вариатором сочетается атмосферный двигатель, объем которого равен 2,0 литрам.
Производители усовершенствовали конструкцию, после это повысился ресурс CVT от производителя Aisin. Собственники Toyota RAV4 отмечают, что вариатор работает без поломок до 300 тысяч километров пробега.
Чтобы вариаторная коробка передач работала без нареканий, нужно соблюдать следующие рекомендации:
- ездить нужно спокойно: CVT не терпит резкую манеру вождения;
- важно своевременно менять масла;
- водителю не стоит допускать перегрев автомобиля;
- на автомобиле с CVT лучше не буксовать по грязи. Вариатор плохо справляется на заснеженной дороге;
- важно не перегружать машину прицепами с тяжелыми грузами. Кроссовер с вариатором может не потянуть буксировку другой машины.
При правильной эксплуатации автомобиля вариаторная трансмиссия прослужит не один год.
xn--80aeh6ahxx6b.xn--p1ai
Вариатор, робот или обычный автомат — что выбрать? — журнал За рулем
Разбираемся, чего ждать от разных типов коробок передач и в чем преимущества (недостатки) каждого.
Материалы по теме
Общие соображения насчет плюсов и минусов «ручки» и автомата мы недавно высказывали. Однако тут же пообещали продолжить тему: ведь автоматы не ограничиваются одной только гидромеханикой. Разбираемся в роботах, вариаторах и прочих DSG.
Очевидно, что проще, надежнее и дешевле механики сегодня ничего нет. Поэтому любой шаг в сторону от привычной «ручки» повлечет за собой определенный набор проблем — от технических до финансовых и даже организационных: взять ту же буксировку неисправной машины. В качестве компенсации за отсутствие третьей педали получаем комфорт и… А вот насчет «и» как раз и расскажем.
Робот с одним сцеплением
Примеры использования: Smart fortwo, Лада Веста, Лада Иксрей.
Редакционная Веста с автомеханической трансмиссией (АМТ).Редакционная Веста с автомеханической трансмиссией (АМТ).
Примитивный «недоавтомат» имеет сторонников: многие уверяют, что ездить с такой коробкой удобно и комфортно. При этом надежность несложного агрегата считается более высокой, чем у гидромеханики и уж подавно вариатора. В основе такого робота лежит обычная механика, однако ресурс сцепления у него повыше — по заводским данным, процентов эдак на 40.
| В основе вазовской АМТ обычная механическая коробка передач ВАЗ‑2180 с тросовым механизмом переключения. В основе вазовской АМТ обычная механическая коробка передач ВАЗ‑2180 с тросовым механизмом переключения. | Селектор АМТ редакционной Лады Весты перемещается беспрепятственно вне зависимости от того, включено ли зажигание и нажата ли педаль тормоза. Приходится внимательно следить за индикацией на панели приборов. Селектор АМТ редакционной Лады Весты перемещается беспрепятственно вне зависимости от того, включено ли зажигание и нажата ли педаль тормоза. Приходится внимательно следить за индикацией на панели приборов. |
| Достоинства | Недостатки |
|
|
Впервые столкнулся с этим типом коробки передач, взяв в середине нулевых в аренду в Италии Fiat Grande Punto с 90-сильным турбодизелем и однодисковым роботом.
На таком склоне «фиатик» подарил мне несколько седых волос.На таком склоне «фиатик» подарил мне несколько седых волос.
www.zr.ru
Какой вариатор лучше — Сравниваем кроссоверы с вариатором
вариаторы
Они перегреваются на высокой скорости и нежизнеспособны вне ровного асфальта! Они отказывают даже при некритических нагрузках!
Вот почему мы свели в разноплановых испытаниях три полноприводных кроссовера — новый «Ниссан-Кашкай» с модернизированной трансмиссией последнего поколения, «Субару-Форестер» и обновленный «Мицубиси-Аутлендер». А вне зачета в наших тестах участвовала моноприводная «Тойота-RAV4». Теперь можно купить и такую, причем именно с вариатором.
02
Разговоры о том, что бесступенчатые трансмиссии перегреваются на высоких скоростях, многие слышали неоднократно. Испытатели «За рулем» знают об этом по собственному опыту: перегрев трансмиссии «Аутлендера» в прошлогоднем тесте (ЗР, 2013, № 7) как раз и подтолкнул к идее затеять эти испытания. Причем на этот раз мы взяли обновленный «Аутлендер», которому производитель вернул радиатор вариатора (по нашему настоянию — см. ЗР, 2014, № 8). Понятно, что радиатор должен обеспечивать оптимальный температурный режим узла и оберегать его от перегрева. Помогло ли?
Наматывая круг за кругом, внимательно следим за поведением машин. И… не находим ничего интересного. Ни один автомобиль не выказал даже намека на перегрев трансмиссии — все отработали без малейших нареканий. Так что победителя в этом тесте нет. Но куда важнее, что нет и побежденных! Итак, вживленный в «Аутлендер» радиатор вариатора в данных условиях со своей задачей справляется блестяще.
2. «Форестер» с 241‑сильным мотором, естественно, способен ехать быстрее соперников, но никаких признаков перегрева трансмиссии мы не обнаружили.
4. Переднеприводная «Тойота» успешно прошла скоростной тест в том же режиме, что и полноприводные соперники.
03
Этот тест оказался для машин самым тяжелым. Высота препятствия — 185 мм (это еще не самый высокий бордюр среди тех, которые водители готовы штурмовать). Задача: подняться на него передними, а затем и задними колесами, поставив машину под прямым углом к «тротуару». Затем нужно повторить упражнение, но уже задним ходом. Заезжать следует, конечно же, внатяг, ведь даже самые ярые покорители тротуаров не осмелятся наскакивать на такой высокий бордюр с разгона.
Точно так же повел себя и «Мицубиси». Причем заехать на бордюр задним ходом отказался даже после включения режима Lock, жестко блокирующего муфту привода задних колес.
«Кашкай» оказался самым стойким. Двигаясь вперед, он легко миновал бордюр и передними, и задними колесами — и так же уверенно пошел назад. Но, преодолев препятствие задними колесами, «Кашкай» встал. Дальше пороху не хватило: передние колеса не крутятся, двигатель отказывается набирать обороты. Тем не менее по числу выполненных с первого раза упражнений «Кашкай» в этом тесте лидер. «Мицубиси» и «Субару» поделили второе и третье места.
5. «Мицубиси» без заминок миновал препятствие передним ходом, но задним ходом преодолеть его не смог.
7. Победителем теста стал «Кашкай». Он заехал на препятствие даже задним ходом — правда, лишь задними колесами.
ТЕСТ «ОБГОН»
На высоких скоростях перегреть вариаторы нам не удалось. Попробуем сделать это в переходных режимах, имитируя частые обгоны?
Усложняем задачу. После достижения 100 и 120 км/ч — резкое торможение до 60 и 80 км/ч соответственно. И сразу — новое ускорение, вновь в режиме «педаль в пол». Лишь после такого издевательства нам удалось уловить некую задумчивость. После резкого нажатия педали газа двигатели поначалу не набирают более 2500 об/мин и придерживают автомобиль на несколько мгновений. Что такое эти мгновения? Для «Мицубиси» и «Тойоты» — 0,2–0,3 с, в обычной эксплуатации совершенно незаметные. «Ниссан» проигрывал сам себе 0,8–1,0 с. Но и это владелец вряд ли почувствует «в быту». Тем более что получили мы эти данные в почти гоночном режиме — с резкими разгонами и торможениями.
ТЕСТ «ПОДЪЕМ»
Сухой проселок машины проходят спокойно. Залезли мы сюда в основном для того, чтобы испытать машины на крутом, но сухом грунтово-песчаном подъеме. Автомобили не соревновались в скорости — слишком разные двигатели. Задача испытателей предельно проста: несколько раз подняться и оценить поведение трансмиссий. На всех машинах использовали максимум их возможностей: в «Ниссане» выбрали режим Lock, в «Мицубиси» нажали кнопку 4WD, в «Субару» — X-Mode.
Переднеприводная «Тойота» в эту горку не заехала — не хватило «зацепа»: обуй мы ее в более зубастые шины, она преодолела бы подъем, но с полноприводниками ей здесь все равно не тягаться.
1. «Аутлендер» с честью выдержал тест «Обгон».
3. Самая большая задержка в работе вариатора после серии «гоночных» разгонов и торможений — у «Ниссана», но и она оказалась мизерной.
5. «Аутлендер» прошел тест «Подъем» без замечаний.
7. Признаков недовольства трансмиссии «Ниссана» на сухом проселке с крутыми подъемами и спусками мы не выявили.
КРУТИТСЯ-ВЕРТИТСЯ
Для изменения передаточного отношения в вариаторе используют многозвенный стальной ремень, связывающий между собой два раздвижных шкива с коническими поверхностями. Ремень состоит из множества пластин, скрепленных стальными лентами. С коническими шкивами он контактирует боковыми поверхностями пластин, на которых есть мелкие, едва заметные диагональные насечки, улучшающие сцепление. Одновременное сближение и расхождение конусов ведущего и ведомого шкивов меняет радиусы, по которым движется ремень. Соответственно изменяется передаточное отношение. Это происходит постоянно, в зависимости от режимов движения. Поэтому так называемые передачи у вариатора — виртуальные. В состав вариатора входит механизм выбора направления движения, две пары конусов со стальным ремнем, редуктор, главная передача с дифференциалом, блоки управления.
В режиме «нейтраль» — N — оба пакета дисков механизма смены направления движения распущены. Эпицикл планетарной передачи свободно вращается вместе с ведущим валом вариатора — момент к ведущему шкиву не передается.
При переводе селектора в положение D один из пакетов дисков сжимается, соединяя эпицикл с солнечной шестерней, установленной на ведущем шкиве, между конусами которого зажат ремень. Далее момент через ремень передается на ведомый шкив, с него на понижающий редуктор, главную передачу — и к колесам.
1. В этом году на обновленный «Аутлендер» вернули радиатор вариатора. И правильно сделали!
3. На «Кашкае» радиатор вариатора есть.
На «Субару-Форестер» другой вариатор — собственной конструкции. На машины с атмосферными двигателями устанавливают модель TR580, а в пару моторам с турбонаддувом — TR690. Принципиальное отличие от вариатора «Джатко» — другая конструкция ремня (производится немецкой фирмой «Лук»). Он тоже передает усилие торцевыми поверхностями, но не пластин, а штифтов, связывающих между собой звенья ремня.
На автомобилях с системой «старт- стоп», когда двигатель глохнет на остановках, первичный вал вариатора не вращается, соответственно не работает и его масляный насос — давление в системе низкое. Чтобы при очередном пуске мотора оно было достаточно высоким, вариатор оснащен дополнительным подкачивающим электрическим насосом.
Вариаторы для «Тойоты» изготавливает фирма «Айсин». Конструктивно они аналогичны вариаторам «Джатко». Ремень тоже состоит из пластин, связанных стальными лентами.
ЛЕГЕНДЫ И ФАКТЫ
Убить бесступенчатую трансмиссию непросто. Мудрая электроника защитит машину от водителя, переоценивающего ее и свои способности. Вот дожили-то! Но со многими нынешними водителями по-другому, вероятно, и нельзя.
«Субару-Форестер» — 1-2-е места
provariator.ru
5 популярных кроссоверов с надежными вариаторами
В головах большинства водителей еще свежи предания далекой старины о ненадежности бесступенчатых трансмиссий. Дескать, ремень не переваривает большой мощности, коробка боится перегрева, ходит мало, а ремонт влетает в копеечку. Однако все эти проблемы были свойственны скорее самым первым вариаторам. Сейчас такие трансмиссии ставят и на тяжелые седаны бизнес-класса, и на мощные кроссоверы. Мы изучили отзывы десятков владельцев подобных паркетников и выбрали самые удачные сочетания по надежности.
Nissan Qashqai
Начнем, пожалуй, с японского кроссовера, который держится на конвейере с 2013 года. Модель оснащается самым популярным вариатором на российском рынке — японским Jatco JF011E. У него отдельный радиатор охлаждения и очень прочный ремень. На деле это даже не ремень, а схожая с используемой в механизме ГРМ многорядная цепь — растянуть или согнуть ее еще надо постараться. Сам производитель заявляет о ресурсе цепи в 120–160 тысяч километров, но большинство владельцев пренебрегают заменой, ведь стоимость замены цепи ненамного дешевле замены узла в целом. В отличие от других моделей Nissan, на Qashqai иное программное обеспечение и не совсем удачное размещение коробки под кузовом. Из-за этого трансмиссия в сочетании с 2-литровым мотором на 144 «лошадки» выдерживаем не больше 180 тысяч километров пробега.
Subaru Forester
Единственная марка, которая не пользуется услугами сторонних компаний, а производит вариаторы самостоятельно, является японская Subaru. Их собственная трансмиссия TR580, в основном, используется на кроссовере Forester с моторами в 2 и 2,5 литра. Это оппозитные четверки мощностью в 150 и 171 лошадиную силу. При этом, стоит упомянуть, что моторы эти безнаддувные, но им приходится работать со знаменитым постоянным полным приводом японских автомобилей марки. К перегревам эта трансмиссия также не склонна, но в морозном российском климате наблюдается другая проблема. Масло из коробки может сочиться через рассыхающиеся сальники и прокладки, поэтому периодически машину нужно загонять на подъемник и инспектировать днище на предмет потеков трансмиссионной жидкости. Но в целом вариатор на этом авто способен преодолеть 180–200 тысяч километров без посторонних вмешательств.
Nissan X-Trail
На третьем месте в рейтинге надежности «японец», на котором вариатор не меняется вот уже второе поколение. Аж с 2007 года коробка Jatco JF011E стыкуется здесь с 2-литровым мотором на 144 «лошадки» и его «старшим братом» объемом на пол литра больше мощностью в 171 силу. Собственный радиатор охлаждения, усиленный ремень, представляющий собой многорядную цепь, и щадящий настройки трансмиссии, которые в большинстве случаев делают кроссовер моноприводным, позволяют проходить коробке без ремонта до 210 тысяч километров пробега. Отметим, что Nissan X-Trail один из самых тяжелых и мощных автомобилей в нашем обзоре, но, при этом, далеко не самый ненадежный. Рекомендуем к покупке!
Mitsubishi Outlander
И снова паркетник с самым массовым на российском рынке вариатором Jatco JF011E. Этот агрегат ставят на бесчисленное число моделей, но именно на Mitsubishi он показывает лучшую надежность. По сообщениям сервисменов, в паре с 2-литровым мотором на 146 сил и более объемным двигателем на 2,4 литра и 167 сил коробка способна проезжать до 250 тысяч километров без визитов в техзону. Вариатор также пережил несколько рестайлингов и не подвергся каким бы то ни было серьезным изменениям. Все дело в том, что японцы изначально снабдили трансмиссию собственным радиатором охлаждения. Водителю остается только почаще менять масло и не допускать длительной работы мотора на высоких оборотах.
Toyota RAV4
Популярный японский кроссовер нынешнего поколения, выпускающийся аж с 2012 года, уже успел пройти через масштабный рестайлинг в 2015 году. Но пара 2-литрового бензинового мотора на 146 «лошадей» и бесступенчатого вариатора Aisin K111 остается неизменной. Этот не слишком мощным мотор идеально сочетается с подключаемым полным приводом Toyota. Коробка работает плавно и без рывков и при спокойной езде выхаживает до 300 тысяч километров пробега без какого-либо ремонта. Секрет такой надежности прост — японские инженеры просто совместили радиатор вариатора с радиатором системы охлаждения мотора. В результате перегреть этот узел на RAV4 практически невозможно — остается только своевременно менять расходники и следить за спокойным стилем езды на этом кроссовере.
www.32cars.ru
Коробка вариатор (CVT) — масса плюсов и один недостаток
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.
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, Lineartronic для Levorg).
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 VT1-27T, 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).
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.
vvm-auto.ru
Казус без ступеней — журнал За рулем
Преимущества бесступенчатой трансмиссии очевидны. В отличие от МКП или гидромеханического «автомата» с их фиксированным диапазоном передаточных чисел вариатор идеально приспосабливается к любой скорости…
Бесступенчатая трансмиссия обеспечивает постоянную работу двигателя на пике крутящего момента, а следовательно — оптимальную динамику разгона. Вариатор не разрывает потока мощности, тем самым минимизируя расход топлива. Наконец, работая по принципу «чем меньше крутящий момент двигателя, тем больше ресурс», вариаторы, казалось бы, должны были начисто вытеснить привычные ступенчатые коробки, уж по крайней мере в начальных сегментах А, В и С. Ан нет, темпы наступления не столь впечатляющи. Что ж, попробуем разобраться почему, а также ответить на другой вопрос: с какими проблемами может столкнуться владелец машины с новомодной трансмиссией.
Вариатор pro et contra
Современные вариаторы: pro et contraСовременные вариаторы: pro et contra
Клиноременная передача
Первый серийный автомобиль, оснащенный вариатором, появился в уже далеком 1958 году. Модель DAF 600 по праву может называться пионером среди авто с клиноременной передачей. По сути трансмиссия Variomatic представляла собой ведущий и ведомый шкивы, соединенные клиновидным ремнем. Изменение крутящего момента обеспечивают хитрые шкивы. Ведущий устроен таким образом, что в зависимости от скорости вращения боковые плоскости шкива сжимаются и «выдавливают» клиновидный ремень ко внешнему радиусу. Ведомый шкив сконструирован по зеркальному принципу : чем больше центробежная сила, тем меньше радиус вращения ремня. Все просто и понятно: очень похоже на конструкцию КП гоночного велосипеда. Практически без изменений такая трансмиссия перекочевала на Volvo 343. Шведский автомобиль оснащался ею вплоть до 1980 года.
Главной и, пожалуй, единственной серьезной проблемой Variomatic был ограниченный ресурс клиновидного ремня. Вопрос практичности вариатора оставался открытым до тех пор, пока братья Ван Дорны не запатентовали ремень из наборных пластин. Кроме того, что многослойная конструкция оказалась сама по себе существенно выносливей, в пользу наборного ремня говорило еще и его функциональное своеобразие. Он не тянул муфту, а толкал, благодаря чему ресурс вариатора значительно увеличивался. Сегодня ремень Ван Дорна в бесступенчатых трансмиссиях своих автомобилей активно используют такие бренды, как MINI, Nissan, Honda.
Цепь — всему голова?
Несколько иначе ресурсную проблему решили специалисты Audi. Они соединили шкивы не ремнем, а цепью, логично предположив, что последняя в любом случае окажется долговечней. Однако, совладав с задачей прочности передаточного звена, они поставили новый вопрос — термоустойчивости. Вариатор отчаянно грелся. Инженеры ломали голову над тем, как остудить места контакта осей сочленения цепи со шкивом. Ясно, что все упиралось в качественный состав как самой цепи, так и смазывающей/охлаждающей жидкости. В течение 10 лет компании Audi и ZF боролись за будущее своего детища. Их усилия были вознаграждены: система Multitronic, оснащенная цепной передачей, нашла серийное применение в трансмиссии Audi А6.
Вариатор
Отметим, впрочем, что по способу передачи крутящего момента Multitronic относится к клиноременным вариаторам. Принцип работы трансмиссии ингольштадтского авто остался таким же, как и у DAF 600 более чем полувековой давности. Хотя, конечно, материалы, качество исполнения, надежность и, естественно, себестоимость Multitronic куда выше.
Extroid
Принцип работы так называемого тороидного вариатора сам по себе исключает промежуточное звено в виде ремня или цепи. Момент передается роликами, расположенными на соосных дисках. Передаточное число такой трансмиссии меняется путем изменения радиуса, по которому контактируют обоймы с роликами. Грубо говоря, скорость автомобиля, оснащенного тороидным вариатором, зависит от взаимоположения контактных роликов.
Такой механизм используется в бесступенчатой трансмиссии Extroid, установленной, например, на Nissan Cedric. Отметим, что в начале нового тысячелетия Extroid CVT заработала приз «Технология года 1999–2000». Изменить передаточное число вариатора в данном случае помогает гидравлика. По указке электронного блока управления она сдвигает роликовые обоймы по вертикали. Нарушенная в результате соосность дисков довершает начатое: ролик поворачивается самостоятельно.
Казалось бы, удачная и практичная конструкция. Однако и тут не обошлось без подводных камней. Из-за огромного давления в пятне контакта ролики довольно быстро разрушались. Тороидный вариатор оказался лицом к лицу с той же проблемой, что и клиноременный, — ограниченный срок службы. Методом научно-математического «тыка» инженерам пришлось изыскивать материалы для деталей вариатора Extroid. В конце концов вопрос надежности был разрешен, и ресурс тороидной трансмиссии стал сопоставим с заявленным ресурсом современного автомобиля. Однако это не преминуло сказаться на себестоимости вариатора, а в конечном счете и на цене трансмиссии Extroid.
Лучше чаще и дороже
Вариаторы требуют самого пристального внимания и бережного отношения. Помнить об этом следует постоянно. В противном случае автомобиль может серьезно ударить по кошельку владельца. Вот несколько примеров.
Эксплуатационный регламент Honda Jazz предписывает менять масло (CVT-F) в бесступенчатой трансмиссии каждые 45 тыс. км. Однако, как показывает практика, замену масла в вариаторе следует проводить через каждые 20 тыс. км, особенно если машине приходится чередовать рваный городской ритм с затяжными марш-бросками. Продолжительное движение по шоссе разогревает CVT. Как следствие масло быстро утрачивает рабочие свойства, и вариатор изнашивается. Стоимость же нового CVT вполне сопоставима с ценой немного поюзанного Jazz! Кстати сказать, ресурс вариатора — где-то 100 тыс. км. Не исключение и клиноременный вариатор, установленный на Honda HR-V. Он удобен, динамичен, чутко реагирует на изменение оборотов и, безусловно, надежен… Вот только не в сравнении с «механикой». По сервисной статистике, ресурс вариатора оказался раза в два ниже; кроме того, он кушает в два с половиной раза больше трансмиссионной жидкости. Если в ручную КП заливают 2 л, то в вариатор почти пять. Honda советует менять жидкость раз в 70 тыс. км. Практика показывает, что интервал желательно сократить как минимум до 30 тыс. км. Цена — $20 за литр оригинальной жидкости.
При всех преимуществах вариаторов в эксплуатации они обходятся дороже обычных «коробок»
www.zr.ru