бесступенчатый вариатор что это такое
Вариативность: эволюция современных бесступенчатых трансмиссий
Вариатор — один из видов автоматических трансмиссий. Его главное отличие — бесступенчатость. CVT (Continuously Variable Transmission) впервые появилась на легковых автомобилях еще в конце 50-х годов прошлого века. Однако настоящую популярность приобрела только в начале нынешнего тысячелетия. Рассмотрим ее развитие на примере автомобилей Renault.
Конструкция в целом достаточно простая и менее дорогая в производстве по сравнению с классическими «автоматами». От них, впрочем, большинство вариаторов унаследовали гидротрансформатор, который соединяет мотор и коробку, делает старт плавным, а в незаблокированном состоянии увеличивает крутящий момент на входном валу коробки.
Затем крутящий момент передается на первичный вал, а далее посредством наборного стального ремня — на вторичный вал. Изменение передаточного числа происходит за счет изменения рабочего диаметра ведомого и ведущего шкивов. Это и дает ту «бесшовность», которая отличает работу вариатора от классического «автомата» или механической коробки, где толчков при смене ступеней полностью избежать невозможно. Плавная трансформация крутящего момента обеспечивается и при интенсивных разгонах. А больше всего преимущество вариатора в плавности ощущается при езде со знакопеременными нагрузками — когда автомобиль поочередно то набирает скорость, то замедляется.
Современные вариаторы имеют широкий силовой диапазон, сравнимый с классическим «автоматом» с минимум восемью передачами. Но благодаря бесступенчатости вариатор в любой момент может обеспечивать более точное, оптимальное передаточное число. Это можно использовать как для экономии топлива, так и для улучшения динамики — это единственная автоматическая трансмиссия, которая при необходимости способна удерживать мотор на оборотах максимальной мощности во время всего разгона.
Сегодня основным производителем вариаторов (с долей более 37% от мирового рынка) является компания Jatco, которая обеспечивает бесступенчатыми трансмиссиями автомобили десятка марок.
На автомобилях Renault бесступенчатые трансмиссии используются более десяти лет: вариатор семейства Jatco JF011E, разработанного в 2005 году, имел кроссовер Koleos первого поколения и седан Fluence. Тогда это были не слишком совершенные и достаточно требовательные к обращению с собой агрегаты.
Однако за годы производства конструкция вариаторов существенно дорабатывалась, и сейчас их надежность не вызывает сомнения. Прогресс определяют новые технологии производства, новые материалы, новый софт. Если раньше вариатор мог допускать режимы, не исключающие проворота шкивов относительно ремня, то сейчас он сам себя от этого программно уберегает. Например, стартовать с пробуксовкой с резким последующим зацепом на асфальте (это наиболее вредный режим для любой трансмиссии) вариатор не даст. Для этого предусмотрены защитные алгоритмы.
Сегодня наиболее массовые Renault Logan и Sandero, а также кроссоверы Renault Kaptur, Arkana и Duster имеют вариаторы нового поколения. У моделей с мотором 1.6 и передним приводом (в том числе семейства Renault Logan Stepway и Sandero Stepway) это трансмиссия CVT-7, она же Jatco JF015e, рассчитанная на передачу крутящего момента до 150 Нм. Этот вариатор хорошо зарекомендовал себя и на автомобилях Renault Kaptur, которые трудятся в каршеринге.
А вот кроссоверы Renault Kaptur, Arkana и Duster с более мощным турбодвигателем 1.3 оснащаются вариатором CVT-8, или Jatco JF016e, — этот рассчитан на передачу крутящего момента до 250 Нм.
Конструкция гидроблока включает управляющие линейные соленоиды и два гидроаккумулятора
Основное отличие этого поколения вариаторов от предыдущих — применение вместо шаговых электромоторов в качестве исполнительных управляющих механизмов линейных соленоидов в полностью новом гидроблоке. А для автомобилей Renault блок клапанов был дополнительно доработан. По сравнению с аналогичными вариаторами на автомобилях других марок тут используются клапаны иной формы и добавлены два гидроаккумулятора для сглаживания пульсаций давления. Также бесступенчатые трансмиссии последних поколений получили множество решений для уменьшения потерь на трение и улучшения топливной экономичности автомобиля. Применен новый компактный маслонасос лепесткового типа, иной стальной ремень и шкивы с увеличенным диапазоном передаточных чисел.
Масляный насос имеет цепной привод от первичного вала
Кoнcтpуктивнaя ocoбeннocть трансмиссии CVT-7 — нaличиe двухcтупeнчaтoй плaнeтapнoй пepeдaчи. Сначала зaдeйcтвoвaнa пepвaя cтупeнь, на высоких скоростях — втopaя. Тaкaя cхeмa пoзвoлилa знaчитeльнo умeньшить paзмepы кoнуcoв и, cooтвeтcтвeннo, oбщиe гaбapиты вapиaтopa. На CVT-8 планетарная передача тоже имеется, но только для включения режимов переднего хода или реверса. А гидротрансформатор, шкивы и ремень в более «моментной» CVT-8 заметно крупнее.
Хотя по «железу» вариаторы на автомобилях Renault Arkana, Duster и Kaptur абсолютно идентичны, у них разные калибровки и программы управления. Например, для более внедорожного Renault Duster разработан специальный алгоритм управления в режиме Lock. Блокировка гидротрансформатора происходит намного позже, на скорости более 40 км/ч (вместо 10—12 км/ч). Сделано это для того, чтобы различные колебания «вязли» в гидротрансформаторе, а не в механических частях трансмиссии. Чем позже момент блокировки — тем плавнее движение и тем больше гидротрансформатор используется на бездорожье в качестве средства увеличения тяги.
В режиме Lock кроссовер Renault Duster имеет уникальный алгоритм работы вариатора
А в режимах 2WD и 4WD Auto кроссоверы Arkana, Kaptur, Duster схожи по настройкам и поведению: здесь важно как можно быстрее заблокировать гидротрансформатор, чтобы уменьшить расход топлива. Причем скорость, на которой срабатывает блокировка, в значительной степени зависит от двух факторов — угла открытия дроссельной заслонки и степени прогрева вариатора.
Практика показывает, что масло в вариаторе менять не нужно. Оно залито на весь срок службы агрегата. Единственное исключение составляет случай, если параметр счетчика наработки достиг отметки 210 тысяч условных единиц. Основным фактором, который учитывается счетчиком, является температура жидкости в коробке и продолжительность езды с этой температурой. В России тяжелых условий для трансмиссии нет. А например, на Ближнем Востоке, в Арабских Эмиратах, счетчик может достичь этого показателя.
Вариатор оборудован внешним масляным фильтром со сменным картриджем
Кстати, специального прогрева перед началом движения вариатор не требует. Нужно только исключить резкие ускорения и замедления. При –35 градусах трансмиссия полностью выполняет свои функции, при –40 градусах гарантированно позволяет передвигаться.
Распространяющаяся и на вариаторы фирменная гарантия — три года или 100 тысяч километров. И если десять лет назад было достаточно много случаев ремонтов по гарантии, то сейчас в Jatco достигли целевого показателя по уровню качества: вариаторы сегодня практически не уступают классическим «автоматам».
Что такое Бесступенчатая коробка передач или Вариатор
В настоящее время увеличилась доля автомобилей, оборудованных вариатором или АКПП из-за комфортности при вождении. Надежность вариаторов повышается с каждой новой моделью, но требует тщательного обслуживания и определенной манеры вождения. CVT создан для плавного вождения в городских условиях и не ставится на мощные автомобили.
Отличие вариатора от автоматической КПП
Вариатор (CVT) многими людьми ошибочно относится к автоматическим КПП. Он является отдельной разновидностью трансмиссии.
Различия АКПП и вариатора:
Что такое автоматический и ручной режим вариатора
Движение на автомобиле, оборудованном вариатором, может осуществляться как в автоматическом режиме, так и с ручным выбором режимов. Выбор режима осуществляется селектором, различные положения обозначены надписями.
Покупать ли автомобиль с такой трансмиссией
Вариатор очень требователен к режимам эксплуатации, обслуживанию, но обеспечивает комфортную езду и легкость управления машиной даже для новичка.
Плюсы автомобиля с вариатором:
Минусы автомобиля, оборудованного вариатором:
Вариатор имеет значительные различия по сравнению с АКПП как в конструкции, так в эксплуатации и обслуживании. Транспортное средство, оборудованное такой коробкой, рекомендуется использовать при движении в городе без существенных разгонов и экстренных торможений.
CVT крайне требователен к качеству трансмиссионной жидкости. Замену расходников в вариаторе следует производить своевременно. Соблюдение определенных рекомендаций при управлении автомобилем с CVT значительно отодвинет срок возникновения неисправностей.
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
АКПП типа вариатор (CVT) — принцип работы, слабые места. Инструкция — как «убить» вариатор.
Автомобилей с вариаторами все больше на наших улицах. Этот тип трансмиссии имеет свои сильные и слабые стороны по сравнению с классическим гидро автоматом. CVT — трансмиссия проще и дешевле в производстве. «Переключение передач» — бесступенчатое. Хотя на самом деле — в вариаторе — нет «ступеней». Происходит плавное изменение передаточного числа.
Кратко рассмотрим устройство современного вариатора.
Упрощенно, большинство современных клиноременных вариаторов включают в себя механическую часть, которая состоит из двух раздвижных конусных шкивов и металлического клинового ремня. Именно поэтому такой вариатор называют клиноременным. Передаточное число трансмиссии изменяется за счет сдвигания/раздвигания шкивов. Также, к механической части относится механизм переключения заднего хода.
Типичный вариаторный ремень показан на фото ниже
Ремень состоит из пакета стальных лент и надетых на них металлических пластин. В результате получается гибкая ременная передача.
Для понимания принципа работы вариатора, для начала — вспомним… велосипедную цепь. Крутим педалями большУю шестерню, вращение передаётся на малую шестерню. И при этом, малая шестерня вращается быстрее, пропорционально разнице в диаметрах шестерен.
В варианторе — два шкива, между которыми натянут ремень. Шкивы могут менять диаметр вращения по которому проходит ремень. Таким образом — можно менять передаточное отношение между ведущим и ведомым валами.
Диаметр вращения ремня на каждом из валов — меняется плавно. Если конусы ведущего вала — СЖИМАЮТСЯ — ремень перемещается к внешней стороне своеобразного шкива. При этом — шкивы ведомого вала — раздвигаются. И наоборот.
Ремень — наборный, состоит из стальных пластин. Передача вращения от шкива к ремню происходит за счет ТРЕНИЯ стальной поверхности шкивов о боковую поверхность стального наборного ремня.
Как показывает практика, самым слабым узлом вариатора является ремень. на втором месте — шкивы.
В процессе работы ремень испытывает большие нагрузки. Именно поэтому некоторое время назад вариаторы устанавливали в основном на микролитражки. Со временем ремни стали надежнее.Но часть конструктивных особенностей — устранить нельзя по определению. Например, ремень вариатора не любит резких динамических нагрузок, особенно знакопеременных.
Другими словами, при сильных рывках в трансмиссии он может порваться, что нередко и происходит. На фото ниже показан порванный ремень. Видим, что от повышенных нагрузок рвутся боковые стальные наборные ленты, и ремень рассыпается.
Ремень вариатора не любит резких динамических нагрузок, особенно знакопеременных, т.е. различных рывков в трансмиссии. Такие рывки возникают при резком старте, при пробуксовках, раскачке вперед-назад и т.д.
Так как обрыв ремня происходит во время работы трансмиссии, элементы ремня тут же попадают в движущиеся детали трансмиссии, и владельцу очень повезет, если на шкивах при этом не образуются задиры, а приводные валы не заклинит. Ниже показаны детали порванного ремня внутри вариатора.
Компания ZFcenter выражает благодарность нашему подписчику petrovich35 за основную идею и материалы для данной статьи.
Меняйте масло вовремя, не доводите до критического износа, и будет Вашей коробке счастье!
Надеемся, статья была интересной и познавательной.
Подписывайтесь на наш блог, чтобы не пропустить интересную и полезную информацию!)
Капитальный ремонт АКПП BMW, Audi, Land Rover, Jaguar, Volkswagen, Jeep, Cadillac, Infiniti, VOLVO, Renault, TOYOTA. Бесплатная диагностика АКПП. Онлайн консультации. Бесплатная эвакуация.
Москва
Наша страница на DRIVE2:
Комментарии 65
Ремень в вариаторе по сути конечно не растягивается в полном смысле этого слова. Но износ элементов цепи может приводить к некоторому удлиннению. Но основная проблема не эта. основное — изменение силы сжатия конусов что приводит к пробуксовке
Забыл написать главное) может я пропустил, но передача момента осуществляется не как у велосипеда, там цепь да тянется, в современных вариаторах ремень толкает ведомый конус! Так что рястягиватся ничего не может!
Боюсь вариаторы как змей. Ну их … хоть цепные, хоть ременчатые. Гидротрансформатор соленоидами надёжней их
вариатор зло!
никчемная трансмиссия на которой ничего нельзя, береги ее и относись как к целке, прогревай на холодную не наваливай, не перегревай, долго на одной скорости по трассе не ездий, не буксуй никого не дергай прицепы не таскай на бортик задним ходом особенно не запрыгивай, с места резко не стартуй
да нафиг такая коробка нужна? ну да пенсам или бабам по супер маркетам ездить сойдет на тачках типа матиз
но на кой хрен эти варики на паркетники суют я не понимаю
Побуксовал в снегу, теперь по резком старте или пробуксовки появляется резкий шум в вариаторе, я бы сказал даже скрежет((( ремень или гидроблок? Вариатор к310 и к чему готовиться?
если скрежет из вариатора — то точно — ремонт как минимум.
Критический износ = кап ремонт 🙁
А что меняют при кап ремонте
В вариаторе — почти наверняка — замена конусов, ремня, ремонт насоса.
На мой взгляд, логически, если при трогании дикая вибрация, значит износ конусов в виде задиров, и соответственно ремня…а вообще когда разгоняется вибрация исчезает? И конечно если задаёте такой вопрос, значит даже зная причину и детали износа, вы их своими силами не устраните, а значит вам в сервис по любому.
подшипники конусов наверно хана
Купил машину с поломанной АКПП, решил туда залезть, пакет фрикционов драйв был сгоревшим, и основной конус заклинил, после замены конуса и полного пакета фрикционов, помыл гидроблок клапана не подклинивали, все вроде гуд, дунул в конус компрессором конус и поршень с пакетом драйва работали, собрал все, и поставил на авто, до ремонта авто двигалось назад при R, а при драйве долго думало и всеравно двигалось как надо, давление тогда я не видел, после ремонта машина на всех скоростях движется в одну сторону, на приборе показывает при переключении все правильно но едет в одну сторону при N, R, D, P, что случилось до ремонта все норм, после капец масляный насос разобрал, задиров нет, визуально все нормально. Если есть мануал у кого нибудь помогите найти проблему
Делаю всё по инструкции, пробег 215к коробка жива)
На сколько простой или сложный акпп?
Дело не в сложности а в знаниях так сказать. Если Мастер имеет опыт — любо ремонт будет не сложный с точки зрения понимания.
Если отремонтировать 3х ступку акпп ходить будет или лучше контактную купить?
Лучше искать б/у. Будет гораздо дешевле, тем более что ремонт будет дороже и может все равно потребовать покупки донора.