Что такое вариатор cvt
Перейти к содержимому

Что такое вариатор cvt

  • автор:

Как работает вариатор CVT

Говорят, старую собаку нельзя научить новым командам. Но вариатор — continuously variable transmission (CVT) или постоянно изменяющаяся трансмиссия, принципы которого Леонардо да Винчи сформулировал более 500 лет, сегодня вытесняет традиционную планетарную автоматическую трансмиссию в некоторых машинах.

Вот уж тот случай, когда старый пес освоил новые приемы. Действительно, начиная с 1886 года, когда был зарегистрирован патент на вариатор CVT, эта технология совершенствовалась и оттачивалась. Сегодня многие производители автомобилей, включая General Motors, Audi, Honda и Nissan, разрабатывают трансмиссии по технологии CVT.

В данной статье мы познакомимся, как работает вариатор CVT в типичной заднеприводной машине, а также по ходу ответим на некоторые вопросы:
Насколько эффективен вариатор CVT по сравнению с обычной планетарной автоматической трансмиссией?

Из чего он состоит и как эти части работают вместе? Какие преимущества дает вариатор CVT по сравнению с классическим автоматом? Какие недостатки? Какие впечатления производит бесступенчатая трансмиссия CVT на ходу?
Какие производители используют CVT?
Где используют вариаторы CVT кроме автомобилей?

Во-первых, сравним вариатор CVT с традиционным автоматом.
Больше нет передач: этапы развития вариатора CVT

Основы автоматических КПП
Если Вы читали нашу статью «Как работает автомат», то Вам известно, что основная задача автомата – позволить двигателю работать в узком диапазоне входных скоростей и получать широкий диапазон скоростей на выходе.

Без трансмиссии машины ехали бы на одном передаточном числе, которое подбиралось бы исходя из желаемой скорости передвижения. Если такая скорость была бы 120 км/ч, то передаточное число соответствовало бы 3-й передаче современной механики.

Полагаем, что Вы никогда не пытались ездить только на 3-й передаче. А если попробовать, то станет очевидно, что машина совсем не ускоряется на средних оборотах, а на высоких скоростях двигатель ревет около красной зоны. Такая машина очень быстро бы ломалась.

Итак, КПП максимально эффективно использует крутящий момент двигателя для работы на определенной скорости.

В традиционном автомате шестерни передач буквально зацепляются. Комбинация планетарных передач создает все необходимые передаточные числа, обычно для 4-х передач вперед и одной задней передачи. Когда осуществляется переключение передач в таком автомате, водитель чувствует легкие толчки при включении каждой передачи.

Основы вариатора CVT
В отличие от традиционного автомата бесступенчатые трансмиссии не имеют внутри набора разных шестерен, что означает отсутствие зацепляющихся друг с другом зубчатых колес. Самый распространенный вариатор CVT работает на замысловатой системе из шкивов, позволяющей реализовывать бесконечное количество передаточных чисел между максимальными и минимальными значениями без дискретных шагов или переключений.

CVT — автомобильные вариаторные коробки передач 26.07.2016

Первые вариаторы были недолговечными и недостаточно надежными. И самой ненадежной и недолговечной деталью в клиноременных коробках был резиновый ремень. Однако уже в 80-х годах с появлением новых материалов и технологий о вариаторах вспомнили, и они стали быстро совершенствоваться, так как использование вариаторов обещало большие преимущества. Это и экономия топлива, и увеличение крутящего момента на колесах, и отсутствие всяческих толчков при движении автомобиля и т. п. И все за счет оптимального и плавно изменяемого передаточного отношения. Что представляет собой вариатор в общих чертах? В коробке передач есть входной и выходной валы. На каждом валу конусами друг к другу крепятся по два конических диска, образующие шкив с переменным диаметром. Оба вала связаны между собой клиновым ремнем, который зажат между коническими поверхностями каждого диска. Чем ближе прижаты друг к другу конические диски (конусы ) на одном из валов, тем больше диаметр, по которому ремень обегает шкив, образуемый этими дисками. На другом валу в это время диски синхронно с первыми чуть раздвигаются, и диаметр обегания их ремнем уменьшается. Осталось только поставить механизм, который синхронно сдвигал-раздвигал бы конусы, и все — коробка передач готова. Механизм, управляющий дисками, может быть простым центробежным регулятором, который в зависимости от оборотов валов сдвигает или раздвигает конические диски, плавно измен яя передаточное отношение. Этот способ используется и сейчас на мокиках, снегоходах и на другой не очень мошной технике. У автомобилей управлением дисками занимается либо гидравлика по командам блока управления, либо электроника (электромотор , батарея соленоидов) по командам того же блока управления. Основная деталь обычного вариатора у автомобиля тип Belt CVT — это стальной ремень. Он представляет собой стальную ленту с зафиксированными на ней стальными сегментами. Все детали изготовлены из очень прочной специальной стали, и форма сегментов такова, что когда их зажимает между конусами, они слегка перекашиваются и «заклиниваются ». Именно поэтому у исправной коробки ремень и конусы практически не изнашиваются. И именно поэтому, сняв ремень, его нельзя переворачивать, т. е. менять направление его вращения. Но это только в том случае, если жидкость в коробке будет хорошего качества, а сама коробка исправна.

Следует упомянуть, что существуют также автомобили с «воздушным » ремнем. Здесь ремень и конусы работают в воздухе, без какой-либо смазки. Основой ремня в этом случае служат кевларовые ленты, а сами сегменты покрыты специальным пластиком на основе углеводорода. Также широко используются тефлоновые покрытия, пластиковые детали, которым не требуется смазка. Такой тип вариатора легко можно определить по воздуховоду, который идет от корпуса коробки под капот или в левое крыло, но главное — в таких автомобилях нет щупа для измерения уровня жидкости в коробке передач. Для предотвращения перегрева есть вентилятор, который закачивает в коробку передач воздух, и вот тут начинаются проблемы. То, что нет смазочной жидкости, это хорошо, поскольку она недешева, да и коробка получается легче, но вот пыльный воздух… В таких вариаторах есть капроновая сеточка воздушного фильтра, но она, как правило, через полгода забивается и рвется, после чего внутрь коробки попадает мусор. Соотечественники, которым посчастливилось стать обладателями автомобилей с подобными коробками, берут женские колготки, режут их и устраивают в воздуховоде самодельный дополнительный фильтр. Говорят, помогает. В противном случае внутрь коробки попадает пыль, которая внедряется в пластмассовые шестерни привода управляющего мотора (того , что сдвигает и раздвигает конусные диски). Далее поломка коробки передач — только вопрос времени. Купить новые шестерни взамен изношенных нельзя. Изготовить новые? Пожалуй, если у вас под рукой есть оборудование, которое позволяет изготовить, например, ходовой винт с шагом 13,5 мм. Исходя из всего вышесказанного, мы можем утверждать, что в сельской местности, машины с «воздушными » ремнями будут жить весьма недолго. Речь идет о маленьких машинах фирм Daihatsu, Daewoo, Suzuki и др. с объемом двигателя менее 1,5 литра.

Существуют еще так называемые тороидальные коробкиToroidal CVT. В них передача момента осуществляется стальными «грибками ». В силу небольшого диапазона изменения передаточного отношения, в этих коробках используются две пары «грибков ». Хитроумного ремня и к онусных дисков здесь нет, и устанавливаются такие КП на более мощные машины (от 2 литров). В частности, фирма Nissan выпускает Cedric, а фирма Toyota Crown с вариаторами данного типа. Итак, основное достоинство вариаторных коробок передач — это их способность плавно и без пропусков передавать и изменять крутящий момент в оптимальном диапазоне оборотов двигателя. А скорости, вернее передачи, у этих коробок будут только виртуальными, и сделать их можно сколько угодно. Другими словами, если обычная автоматическая коробка передач, при разгоне автомобиля, вынуждает двигатель работать на разных оборотах, то у вариаторной коробки этого нет. Поэтому машина с вариатором разгоняется гораздо быстрее и ездить на ней более приятно: нет толчков при переключении и расход топлива у машины с такой коробкой значительно меньше. Недостатком вариаторных коробок в первую очередь можно назвать их дороговизну. В обычных автоматических коробках почти все детали легкие и изготовлены методом штамповки, т.е. дешевые. У вариаторных коробок детали, как правило, очень тяжелые, изготовлены с использованием дорогих современных технологий и очень дорогих материалов. За удовольствие надо платить! Еще одной неприятной особенностью вариаторных коробок является необходимость калибровать так называемую стартовую муфту каждый раз, когда снимается аккумулятор или какой-нибудь разъем с блока управления или коробки передач. Правда, у машин после 2000 года выпуска процесс калибровки муфты, как правило, автоматизирован и обязательного посещении автосервиса уже не требуется. Но все равно, пока этот процесс завершится, автомобиль будет капризничать. У каждого типа автомобилей процесс калибровки содержит свои требования, но знать об этом в деталях обычному автолюбителю не обязательно. Менять жидкость в вариаторной коробке передач следует через 20000 км, но этот срок, возможно, придется скорректировать после посещения специализированной мастерской (или внимательного прочтения руководства по эксплуатации).

Автомобильный вариатор. Страхи и реальность

Источник фото:&nbsphttps://www.drive2.ru/l/481466522150109344/

Автомобиль в современном мире, прежде всего, это средство для комфортного передвижения из точки А, в точку Б. А современный автолюбитель, прежде всего, стал ценить комфорт удобство и надежность. Недаром, рекламные ролики автоконцернов, популяризуют комфорт, электронных помощников и легкость в управлении. И теперь автомобиль, оснащенный всеми помощниками, стал более лояльным к автовладельцу, а одним из таких помощников является автоматическая трансмиссия. Широкое применение автоматических коробок в автомобилестроении дало толчок к развитию инженерной мысли в данном направлении. Многообразие конструкторских решений в плане реализации идеи автоматической трансмиссии привело к тому, что порой автовладелец даже не догадывается, какой тип автоматической трансмиссии установлен на его автомобиле.

Многообразие коробок передач

Прежде всего, необходимо уточнить, что автоматической коробкой называют ту трансмиссию, где переключение передач осуществляется без участия водителя. Разберем, какие варианты автоматических трансмиссий существуют.

Источник фото: https://www.drive2.ru/l/1953170/

1. Гидротрансформаторные коробки переключения передач. Классический вариант автоматической коробки передач, принцип работы основан на передаче момента от двигателя к колесам посредством специальной жидкости ATF. На сегодняшний день это самый популярный вид АКПП. Применяют ее практически все автопроизводители без исключений. Вследствие чего такие коробки имеют разные названия (типтроник, стептроник и другие).

Источник фото: https://www.infotaller.tv/electromecanica/funcionan-cajas-cambio-automaticas_0_1103889618.html

2. Роботизированные, они же роботы представляют собой механическую коробку передач, в которой функции выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Автопроизводители так же называют их по-разному: Speedshift, SMG, Easytronic, Durashift EST и другие.

Источник фото: https://response.jp/article/2014/01/14/214827.html

3. Разновидность роботизированных коробок, преселективная. Можно сказать, это второе поколение роботизированных коробок. Основное их отличие от прародителя — это наличие отдельного сцепления для каждого вала четных и нечетных передач. Различные варианты конструктивных решений привели так же к многочисленным обозначениям данного вида трансмиссий у автопроизводителей. Основные и самые популярные DSG и PDK, SST, DSG, PSG, S-tronic

Источник фото: http://supreme2.ru/9595-chto-za-zver-korobka-peredach-dsg/

4. Вариаторные (вариатор), являются бесступенчатыми коробками передач. Обеспечивают в заданном диапазоне плавное изменение передаточного числа. Общепринятое обозначение CVT. Устанавливаются практически всеми автопроизводителями, и имеют свои обозначения Autotronic, Ecotronic, Durashift CVT, Lineartronic и другие.

Источник фото: https://www.in.gr/2001/10/07/auto/auto-news/i-jatco-anelabe-tin-kataskeyi-kibwtiwn-cvt-gia-ti-nissan.

Отличие вариатора от других коробок передач

Вариаторная коробка передач – это специальная механическая конструкция, предназначенная для передачи усилия двигателя бесступенчатым способом к колесам.

Устройство автомобильного вариатора

Классический вариатор — это два раздвижных шкива, соединённых клиновидным ремнем. Вариатор, применяемый в автомобилях, является более сложным устройством, потому что существует необходимость введения «задней скорости» и пониженных передач.

Источник фото: http://roadpart.ru/akpp/akpp-cvt-chto-eto.html

Принцип работы автомобильного вариатора

При увеличении оборотов двигателя приводится в действие гидротрансформатор, который передает крутящий момент на первичный вал (связанный с двигателем) . На первичном валу установлен ведущий специальный разрезной шкив (через него проходит ремень – см gif) и при воздействии на поверхность шкива привода (на gif – движущаяся часть «слева от ремня»), «половинки шкива» начинают сходиться, что приводит к увеличению трения между ними и клиновидным ремнем. Далее под действием трения клиновидного ремня усилие передается на аналогичный ведомый шкив (на gif – снизу), который приводит в движение вторичный вал, связанный с приводом колес. «Половинки» ведомого шкива в этот момент максимально сведены, то есть получается низшая передача. Далее при развитии оборотов происходит смена диаметров ведущего и ведомого шкивов относительно друг друга. Передаточное число увеличивается максимально. Ведомый вал вращает дифференциал, к которому присоединены полуоси ведущих колес. Задняя передача обеспечивается подсоединением к ведомому валу планетарного механизма, который и обеспечивает реверсивное движение ведомого вала. Управление диаметрами шкивом обеспечивает эл ектронная система.

При использовании вариатора нет резких рывков при переключении, обеспечивается более плавный ход и экономия топлива, так как электроника выбирает оптимальный режим оборотов двигателя и передаточное число шкивов.

Виды автомобильных вариаторов

Сегодня основное распространение получили вариаторы двух типов клиноременные и клиноцепные.

Клиноременный вариатор, состоит из двух шкивов, соединенных клиновидным ремнем. Шкив образуют два конических диска, которые могут сдвигаться или раздвигаться, обеспечивая, тем самым, изменение диаметра шкива. Для сближения конусов используется гидравлическое давление, центробежная сила, усилие пружин. Конические диски имеют угол наклона 20°, при котором обеспечивается перемещение ремня по поверхности шкива с наименьшим сопротивлением.

Источник фото: https://1gfe.ru/nissan-mitsubishi-citroen-dodge-honda-jeep-peugeot-renault/vse-modeli/remen-variator. -nis san-qr25de-2698/

Источник фото: http://www.tks.ru/forum/showthread.php?t=442065&page=3

ТАК ВЫГЛЯДИТ РЕМЕНЬ ВАРИАТОРА!

Клиноцепные вариаторы , основное отличие от клиноременного вариатора крутящий момент передается торцевой поверхностью специальной цепью при ее точечном контакте с коническими дисками.

Источник фото: http://kak-bog.ru/korobka-peredach-cvt-chto-eto-takoe

Плюсы (достоинства) и минусы (недостатки) автомобильного вариатора

Основными достоинствами вариатора является:

· плавность его переключения

· экономичность

· тихий. Данный вид трансмиссии является самым тихим среди своих конкурентов.

· быстрый. Так как отсутствуют ступени, вариатор является еще и одной из самых быстрых коробок.

Однако есть и недостатки, связанные с конструкцией.

· Одним из самых больших минусов является его ограничение на применение на мощных автомобилях.

· Кроме того вариатор очень не «любит» рваные режимы эксплуатации, резкие старты и суровое бездорожье.

· Обслуживание. Так же обслуживание вариатора требует определенных навыков и более щепетильного подхода.

Источник фото: https://sitecars.ru/mn/which-is-better-cvt-or-at-what-can-break-down -in-akpp/

Несмотря на то, что вариаторные трансмиссии уже заняли определенную нишу среди автопроизводителей, нет общего мнения о его надежности и сроке службы.

Дело в том, что встречаются мнения о том, что у вариатора срок службы ограничен 150 тысячами пробега, но есть мнение, что при должном уходе такой вид трансмиссии может эксплуатироваться свыше 300 тысяч без каких либо проблем. И владелец сталкивается с дилеммой, ремонт или его замена. Если автомобиль еще гарантийный то проблема решается сама собой — дилеры не ремонтируют вариаторы. Они заменяют вариатор на новый. А если гарантия закончилась, обычно приобретают контрактный вариатор, а это, как известно покупка кота в мешке.

Ремонт вариатора

Несмотря на то, что по конструкции вариатор самый простой вид автомобильной трансмиссии, его ремонт довольно дорогостоящая процедура. Связано это, прежде всего, с отсутствием, квалифицированного персонала. Но если вы попали к хорошему мастеру, вопрос ремонта решиться довольно быстро и качественно. После такого ремонта вы будете полностью уверенны в надежности трансмиссии.

Особенности масла для автомобильного вариатора

Залогом долгой и безотказной службы вариаторной трансмиссии является правильное, своевременное и качественное обслуживание. При кажущейся простоте конструкции, вариатор требует особого подхода к его содержанию.

Есть несколько правил, соблюдая которые можно избежать серьезных проблем.

1. Правило первое, своевременная замена масла в вариаторе. Связано это, в первую очередь, с тем, что масло в вариаторе несет на себе множество функций. А работает при этом в очень тяжелых условиях. Основные функции масла для вариатора:

· защита от трения металла о металл

· защита от проскальзывания ремня о шкивы

· привод гидравлики вариатора

· охлаждение вариатора во время эксплуатации

· предотвращение вспенивания жидкости

· содержание деталей вариатора в чистоте

· защита деталей от коррозии.

Во время эксплуатации свойства масла снижаются, и масло требует замены. При выборе жидкости для вариатора необходимо четко соблюдать спецификации, рекомендованные заводом изготовителем. Приобретать качественные жидкости только именитых производителей. И помнить, что жидкости ATF для гидромеханических автоматов абсолютно не подходят для трансмиссий вариаторного типа.

2. Второе правило: Бережная эксплуатация вариатора. Вариаторный тип трансмиссии не предназначен для жесткого стиля вождения. Кроме того, такой вид трансмиссии не любит режимов перегрева. Следует уделять особое внимание чистоте, радиаторов охлаждения трансмиссии. И не перегружать ее при эксплуатации. В случае если это произошло, настоятельно рекомендуем произвести процедуру замены масла.

Одной из компаний, занимающая лидирующие места в области жидкостей для обслуживания автомобиля является компания LIQUI MOLY. В ее ассортименте есть специальная жидкость для вариаторных коробок передач: НС-синтетическое трансмиссионное масло для вариаторов CVT Top Tec ATF 1400. Перечень соответствий и допусков позволяет применять данную жидкость в широком диапазоне вариаторов различных производителей. При этом быть абсолютно уверенным в качестве масла и надежности вариатора.

Коробка передач CVT — что это такое

Вариатор или CVT – это бесступенчатая коробка передач, конструкция которой имеет значительные отличия от трансмиссий других видов коробок передач. Давайте заглянем в недра CVT и узнаем, что это такое.

Бесступенчатые автоматические коробки передач окутаны мифами и страшилками. Кто-то ездит на них без проблем, а у других владельцев они серьезно и дорого ломаются. Являются ли проблемы CVT результатом влияния человеческого фактора или выход из строя при сравнительно небольших пробегах предопределен конструкцией? Плюсы и минусы вариатора — это один из самых главных вопросов, которые мы рассмотрим. Но сперва поговорим о его конструкции, непохожей на устройство механической и автоматической трансмиссии.

Устройство и принцип работы вариатора

Вариатор или CVT (Continuously Variable Transmission, то есть, "постоянно изменяющаяся передача") делает езду плавной, при этом вносит в процесс достаточно необычные и слегка непривычные моменты, к которым придется адаптироваться водителю, ездившему на машине с обычной автоматической коробкой передач. Дело в том, что традиционные агрегаты в лице механических и автоматических коробок передач, включая роботизированные, имеют фиксированные передачи. У вариатора все иначе — передач как таковых он не имеет, а передача крутящего момента в нем реализована благодаря трению в зоне контакта ременной передачи.

Основу конструкции составляют два вала со шкивами, соединенными между собой ременной передачей. Ведущий шкив соединен с коленчатым валом двигателя, а ведомый связан с элементами трансмиссии и от него происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса. При изменении оборотов двигателя диаметр шкивов увеличивается или уменьшается, что соответственно, меняет и передаточное отношение. Как правило, передача крутящего момента осуществляется клиновым ремнем (стальным ремнем, который в сечении имеет форму трапеции) или цепью. Вариаторы, как и автоматические гидромеханические коробки передач оснащены гидротрансформаторами, которые пусть и не повсеместно, но пришли на смену фрикционному сцеплению, сделав старт более плавным и без рывков.

Процесс управления контролируется электроникой. Для подбора оптимального режима работы бесступенчатой коробки передач она учитывает такие параметры как скорость движения автомобиля, обороты двигателя, положение педали газа и положение дроссельной заслонки.

Плюсы вариатора

Сильные стороны бесступенчатых коробок передач обусловлены его конструктивными особенностями. CVT обеспечивает сравнительно высокий уровень ездового комфорта, плавный разгон без задержек и переключений, а также относительно хорошую топливную экономичность.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *