Популярные вариаторы и их проблемы (тоже популярные)

• 1. Устройство вариаторной коробки передач и принцип её работы 1.1.

• 1.2.

• 1.3.

Для повышения удобства управления автомобилем автопроизводители начали ставить автоматические коробки передач взамен классической механики. Такая КПП позволяет водителю не отвлекаться от дорожной обстановки на переключение передач.
Гидромеханические и бесступенчатые КПП наиболее популярные из автоматических трансмиссий. Между ними идет конкурентная борьба, и вопрос, вариатор или автомат – что лучше, до их пор актуален. И автоматическая, и вариаторная коробка имеют свои преимущества и недостатки, поэтому ни один из видов трансмиссии не может полностью вытеснить конкурента.

Устройство вариаторной коробки передач и принцип её работы

Принцип работы коробки передач вариатора основан на плавном изменении передаточного числа в зависимости от внешних условий. Устройство вариатора клиноременной конструкции предполагает изменение диаметра шкивов. Конструктивно это реализуется путем схождения и расхождения двух конусов, насаженных на вал. Основными факторами, определяющими диаметр шкива в точке соприкосновения, являются нагрузка и скорость.

Вариатор с клиноременной конструкцией включает в себя несколько основных частей:

• Система сцепления. В первых бесступенчатых трансмиссиях для подсоединения к силовому агрегату применялся гидротрансформатор, аналогичный применяемому в АКПП. В последующем автопроизводители стали экспериментировать с центробежными и электромагнитными муфтами, позволяющими повысить КПД передачи.
• Валы с насаженными конусами переменного диаметра. Работают под высокой нагрузкой, поэтому изготавливаются из высокопрочной стали.

Рис. — «Клиноременная передача»

• Ремень или цепь. Служит для передачи усилия между шкивами. Изготавливается из металлических лент, соединенных специальными фасонными частями.
• Трансмиссионная жидкость. Обычное масло для автоматических КПП автопроизводители применять не рекомендуют. Для авто с вариатором выпускаются специальные смазки (например, DiaQueen CVT, применяемая для Митсубиси).

Рис. — «Оригинальное масло в CVT»

• Гидроблок. Служит для направления подачи масла в требуемый канал. Нагнетание смазки происходит при помощи масляного насоса.
• Фильтры. Как правило их несколько: грубой и тонкой очистки масла, а также пара магнитов, улавливающих мелкую металлическую крошку. Фильтры могут устанавливаться как внутри вариатора, так и за пределами его корпуса.

Рис. — «Фильтры тонкой очистки масла»

• Радиатор. Вариаторная коробка работает с большим нагревом, чем автомат. Поэтому для предотвращения термического разрушения масла и его присадок требуется охлаждение с помощью радиатора.
• Электронный блок управления. Алгоритмы выбора оптимального передаточного числа и подача команд для управления вариатором возложены на электронику бесступенчатой трансмиссии. Она поддерживает постоянную связь с главным модулем ЭБУ, обрабатывает информацию, поступающую от датчиков. Располагаться блок управления вариатором может как в корпусе самого вариатора, так и за его пределами.

Правила и особенности эксплуатации вариатора

Бытует мнение, что вариатор — не самый надежный тип трансмиссии, и срок его эксплуатации, в лучшем случае, отграничен 100-150 тысячами пробега. Правда как всегда где-то посередине, и при правильной и бережной эксплуатации, коробка может проходить значительно дольше.

Соблюдая ряд правил, можно не волноваться о том, что придется делать дорогостоящий ремонт, или полностью менять вариатор.

Своевременно меняйте масло в вариаторе, очень многое в его работе зависит от чистоты и качества масла. Оно выполняет сразу несколько важных функций, среди которых:

• Создание тончайшей защитной пленки в местах трения металлов;
• Охлаждение вариатора;
• Обеспечение правильной работы за счет давления жидкости.

Если масло пригорело, засорилось продуктами выработки – оно перестает выполнять возложенные на него задачи, что приведет к нарушению работы коробки, к быстрому износу и поломке.

Поскольку в разные годы, на разные рынки, на одни и те же автомобили, производители могли ставить различные версии CVT, лучше искать информацию по типу вашей коробки, а не марки машины.

Правильней всего будет посмотреть информацию в руководстве по эксплуатации автомобиля. Но если его нет, в таблице вы найдете данные о том, какое масло используется и как часто следует его менять.

Виды вариаторов

По своему конструктивному исполнению различают следующие виды вариаторов:

• клиноременной, получивший наибольшее распространение;
• цепной, являющийся аналогом вышеуказанного типа, но с цепью вместо ремня;

Рис. — «Цепной вариатор»

• тороидальный, который из-за сложного устройства занимает не более 5-7% рынка бесступенчатых трансмиссий.

Главным отличием тороидальной бесступенчатой трансмиссии является отсутствие клиноременной или цепной передачи. Крутящий момент в таком вариаторе передается при помощи специальных роликов и конусообразных дисков. Изменение положения роликов ведет к смене передаточного числа.

Преимущество, которым обладает вариаторная коробка с тороидальной передачей — больший крутящий момент, чем способна выдержать клиноременная конструкция. Это возможно только при применении стали наивысшей прочности и износостойкости, что сказывается на цене агрегата, увеличивая её.

Чем отличается вариатор от коробки автомат?

Главным, чем отличается вариатор от классической АКПП, является отсутствие рывков при наборе скорости. Связано это с тем, что CVT передает крутящий момент во время разгона без ступеней, которые характерны для автомата.

Отличия вариатора от АКПП связаны с тем, что гидромеханическая коробка требует времени для переключения пары работающих шестерен. Из-за этого динамические показатели набора скорости оказываются хуже. Отсутствие разрыва кинематической связи во время ускорения машины с CVT позволяет бесступенчатой трансмиссии осуществлять более быстрый разгон.

Двигатель в случае, если машина с вариатором, работает в более щадящем режиме. Обусловлено это ровным поддержанием оборотов коленчатого вала, так как разгон авто происходит преимущественно благодаря смене передаточного числа трансмиссии. В результате водители, пересевшие с автоматов и механики, первое время плохо чувствуют скорость автомобиля.

Плюсы и минусы коробки вариатора

К достоинствам, которыми обладают автомобили с вариаторами, относятся следующие:

• низкий расход топлива — бесступенчатая трансмиссия имеет более высокий КПД;
• плавная езда, не сопровождающаяся рывками, которые возникают в АКПП при смене передаточного числа;
• щадящий режим работы двигателя.

Несмотря на все преимущества вариатора, его конструкция не лишена недостатков. Из-за этого бесступенчатая трансмиссия так и не заняла лидирующую позицию в автоиндустрии. Недостатки вариатора таковы:

• сложный ремонт, за который не берутся во многих автосервисах;
• ограниченность ресурса ремня, стоимость которого достаточно высока;
• сложная электроника и высокая чувствительность к ошибкам блока управления;
• высокая стоимость масла.

Плюсы и минусы вариаторной коробки позволяют им оставаться востребованными в узком кругу автолюбителей. Как правило, езда с бесступенчатой трансмиссией редко бывает динамичной. Вариатор не любит резких стартов со светофора и пробуксовок.

Плюсы и минусы автоматической коробки передач

Автоматическая КПП обладает следующими преимуществами на фоне бесступенчатой трансмиссии:

• высокая надежность;
• меньшая стоимость ремонта по сравнению с вариатором;
• простота ремонта.

Недостатки АКПП таковы:

• переключение скоростей ведет к рывкам;
• скорость набирается медленнее;
• КПД ниже, что ведет к повышенному расходу топлива.

Однозначно сказать, какая из трансмиссий лучше, невозможно. Все зависит от предпочтений конкретного автомобилиста. Если для водителя более важными моментами являются плавность хода и оптимальный расход топлива, то выбор стоит делать в пользу вариатора. Если же ключевыми критериями являются долговечность и более высокая ремонтопригодность трансмиссии, то необходимо выбирать АКПП.

Автомат

Главное, чем конструктивно отличается автомат от вариатора — наличием механизма ступенчатого переключения передач. Дополнительный узел требует большего расхода масла, усложнения конструкции и электроники, затрат на ремонт и обслуживание. При переключении передачи водитель ощущает лёгкие толчки и слышит «рёв» мотора.

Как работает АКПП

Работу автоматической коробки можно поделить на узлы: сцепление, гидравлическая система, переключение передач, электронное управление.

Читать

Что будет если перелить ATF масло в АКПП

Сцепление и передачи

Роль сцепления в автомате выполняет гидротрансформатор (ГДТ). Он передаёт крутящий момент от двигателя к трансмиссии через жидкость ATF. Жёсткого соединения между силовым агрегатом и трансмиссией нет. В масле гасятся вибрации мотора и удары от переключения передач. Усовершенствование ГДТ позволяет придать автомобилю спортивность и экономичность за счёт включения муфты блокировки с фрикционным диском.

В основе работы автоматической коробки передач лежит планетарный механизм, состоящий из 2 — 4 редукторов. Каждый редуктор — это набор зубчатых колёс, находящихся в постоянном зацеплении. Вращение одних шестерён и блокировка других создают разные передаточные отношения. Для фиксации элементов применяются пакеты фрикционов.

Пакет фрикционов состоит из стальных дисков и мягких фрикционов, собранных в барабан. Мягкие диски изготовлены из целлюлозного волокна с добавлением графита и склеены смолами. Фрикционы сцеплены с шестернёй, насаженной на вал.

Стальные диски соединены с барабаном. Входной крутящий момент передаётся с барабана на ведущие диски. Ведомые вращаются независимо, пока не придёт сигнал о включении передачи, и не сработает поршень.

Гидравлика и электроника

В электронный блок поступает информация с датчиков:

• о положении селектора;
• о частоте вращения вала коленчатого и выходного;
• о температуре и давлении ATF;
• о скорости автомобиля;
• о педали тормоза и др.

Компьютер анализирует данные и выдаёт импульсы на действие. Преобразование электрического сигнала в гидравлическое воздействие происходит в гидроблоке. Он подаёт управляющее напряжение на соленоид, и электроклапан открывает канал для прохода трансмиссионной жидкости.

ATF под давлением масляного насоса проходит через масляный фильтр в каналы гидроплиты и поступает к поршню. Под давлением поршня фрикционы и стальные диски сжимаются, притираются и вращаются как единое целое. При этом шестерни планетарного редуктора начинают вращаться в заданном порядке, передавая момент на выходной вал.

Что может ломаться в АКПП

Конструкция автомата изготовлена с высокой точностью и подвержена большим нагрузкам. ATF «снимает стресс», смазывая и отводя тепло от трущихся узлов в радиатор. Перегрев опасен для коробки: приводит к старению жидкости и износу деталей:

• текут сальники и уплотнители;
• выходят из строя подшипники, муфты, шестерни;
• истирается фрикционный диск в ГДТ;
• плавятся пластиковые корпуса соленоидов и втулки;
• обугливаются мягкие фрикционы.

Читать

Схема, ремонт АКПП 4F27E и гидроблока своими руками

Масло засоряется фрикционной пылью, клеевыми отслойками, стружкой. Поток разносит грязь по всей коробке:

• забивает масляный фильтр;
• осаждает каналы гидроблока и соленоидов;
• засоряет радиатор.

В системе пропадает давление, и момент передаётся с потерями. Грязь, как абразив, истирает поверхности деталей и съедает шлицы зубчатых колёс. В масло могут попасть обломки шайб, колец, лопастей. В этом случае автомат подлежит серьезному ремонту или замене.

Достоинства АКПП

Преимущества автоматической коробки сведены в таблицу.

Недостатки АКПП

В чем вариатор может быть лучше автомата:

1. Масло АКПП требует замены каждые 60 000 км пробега. Объём залитой жидкости в среднем 8 л. При цене 700 р/л затраты на покупку масла составят 5600 р. Вместе с заменой ATF нужно устанавливать новый масляный фильтр, промывать поддон, прочищать радиатор.
2. Зимой автомобиль с АКПП долго прогревается из-за большого объёма масла.
3. Низкий КПД и медленный разгон из-за потерь в гидротрансформаторе.
4. Переключение передач происходит рывками.

Срок службы коробки автомата

Ресурс АКПП составляет 150 тыс. км гарантировано, но обычно больше — 250 — 300 тыс. км. При условии контроля уровня и состояния масла, правильной эксплуатации машины.