Вариатор, автомат или механика: что лучше?

DA-AVTO.RU
25 Ноя 2014, 11:46

2187
0

Вариатор представляет собой устройство, способное передавать так называемый крутящий момент в различных механических схемах агрегатов. Его особенностью является то, что передаточное отношение может меняться непрерывно, без дискретных скачков. Важным моментом также является то, что диапазон настроек передаточного числа остается неизменным. Вариатор позволяет также автоматически программно менять передаточное число, если того требует технологическое задание.

Подобная система передачи крутящего момента просто необходима в тех механизмах, где дискретное изменение передаточного числа противопоказано. В качестве примера подобных агрегатов можно привести мопеды, квадроциклы, малолитражные автомобили, снегоходы, конвейеры. Вариатор в схеме всегда может быть заменен электроприводом или гидротрансформатором. Однако, подобные узлы чаще всего используются на механизмах стационарного типа, таких как тяжелые металлообрабатывающие станки и многое другое. Если же вам придется столкнуться с технической документацией западного образца, то вместо слова «вариатор», может быть аббревиатура CVT, которая переводится как «постоянно меняющаяся трансмиссия».

Если простой обыватель задастся вопросом: «А в чем же преимущество вариатора перед обычными КПП?», — то вывод напрашивается сам собой — это эффективное распределение нагрузки во время эксплуатации двигателя. Именно в момент ступенчатого изменения передаточного числа любой двигатель испытывает наибольшие «рывковые» деформационные нагрузки. Ни одна дискретная коробка передач не обеспечит такого эффективного соотношения оборотов коленчатого вала с нагрузкой на двигатель автомобиля, как вариатор. Кроме того, снижение дисбаланса и паразитных колебаний в автомобильном двигателе приводит к росту его экономичности, снижая расход потребляемого топлива. Во время езды изменения крутящего момента происходят постоянно, следовательно применение бесступенчатой трансмиссии оправдано, а отсутствие «скачков» и плавный ход авто добавят комфорта поездке.

Применение трансмиссии с вариатором поможет улучшить эксплуатационные характеристики любого автомобиля, даже из бюджетной серии. Негативных отзывов об использовании данного узла не обнаружено.

Основным недостатком аппаратов, использующих этот тип изменения передаточного числа, являются слабые характеристики мощности. Однако инженеры и конструктора постоянно совершенствуют технологии, технологический прогресс не стоит на месте и возможности применения в различных типах механизмов расширяются год от года. Также к минусам вариаторов можно отнести их довольно сложную технологичную конструкцию и трудности в организации производства, хотя сборка, к примеру, автоматической коробки передач тоже не является элементарной процедурой.

Различают несколько видов вариаторов в зависимости от их технологического решения и функциональных особенностей:

конусные;
волновые;
шаровые;
многодисковые;
тороидные;
клиноременные;
лобовые

В транспортных средствах нашли применение 2 типа трансмиссий подобного рода — тороидные и клиноременные.

Клиноременная передача была разработана уже в 1959 году. Называлась она просто и бесхитростно — Variomatic. Однако по-настоящему известными стали эти механизмы в 1984 году, после выхода вариатора Transmatic. Их начали встраивать в свои автомобили такие мировые гиганты, как Форд и Фиат. После начала успешных продаж автомобилей с установленными на них бесступенчатыми странсмиссями, каждый уважаемый автомобильный бренд начал выпуск узлов подобного типа. В основном менялось только название, а суть оставалась прежней:

Ecotronic (Форд);
Autotronic (Мерседес-Бенц);
Xtronic (Ниссан);
Multitronic (Ауди);
Multidrive (Тойота);
Lineatronic (Субару).

Если говорить об устройствах CVT, то их фактически можно встретить на абсолютно любых автомобилях. Все дело в том, что многие из них не стали известны, т.к. выпуск шел ограниченными партиями либо же и вовсе все ограничилось моделью концепт-кара и в серию не пошло. Наименее популярными считаются тороидные варианты вариаторов. Хотя бывало и наоборот, к примеру Extroid от японцев из Ниссан стал очень удачным и востребованным вариантом CVT.

Принцип работы

В вариаторный узел обязательно входят стандартные конструкционные компоненты. Первым делом следует обратить внимание на механизм, который непосредственно передает крутящий момент. Затем следует механизм, обеспечивающий наличие контакта между двигателем и трансмиссией. Потом идут непосредственно CVT, система управления им, механизмы приложения заднего хода и т.п. Основной механизм осуществления передачи тоже весьма технологичен. Центробежная автоматическая и электромагнитная сцепка осуществляется через управляющую распределительную коробку. В отдельных видах вариаторов используется многодисковое сцепление. В качестве наиболее эффективного заменителя CVT иногда применяют гидротрансформаторы, т.к. они обеспечивают наиболее плавную передачу крутящего момента. Момент троганья с места и начало движения автомобиля с вариаторной коробкой передач имеют много общего со взлетом авиалайнера. Т.е. движение начинается плавно и осуществляется постепенный набор оборотов и увеличение мощности. Уже на первых секундах такое авто может опередить на трассе своих оппонентов аналогичного класса, даже если они оснащены более мощными моторами. Все дело в том, что CVT исключает «провалы» и потери скорости в момент переключения передач. Превосходство в наборе скорости авто с вариаторами перед авто с обычной КПП было экспериментально установлено.

Однако за все приходится платить. CVT-коробка не исключение, она обладает собственными минусами и требует определенных ограничений в конструкции: мощность, усложнение схемы. Ниже будут перечислены основные негативные моменты, связанные с эксплуатацией вариаторов.

Бесступенчатой КПП требуется специальная жидкость, которая необходима для полноценного функционирования. Стоимость этой трансмиссионной жидкости во много раз превышает стоимость обыкновенного масла. Если надумаете заменить эту жидкость чем-либо иным, то это может привести к выходу из строя коробки передач. На этом беды не заканчиваются — отключение аккумулятора приведет к отключению трансмиссии. Для точной калибровки и настройки вариатора необходим пробег порядка ста километров. Конечно можно попытаться вручную установить определенные настройки, но производители настоятельно рекомендуют не своевольничать и предоставить автоматике настроиться самой. Если CVT-трансмиссия поломается и необходим будет ремонт, то это выльется в кругленькую сумму автовладельцу. Ремонт же обычной коробки-автомат отнимет меньшую сумму от вашего бюджета. В кинематической цепи вариатора присутствует большое количество подвижных взаимосвязанных элементов. Если из строя выходит какой-то элемент — вся цепь перестает функционировать. Тем не менее, этот список проблем CVT с лихвой искупается преимуществами этих механизмов.

Аккуратная эксплуатация и выполнение простейших правил поможет значительно увеличить срок службы подобного рода трансмиссий. Перво-наперво стоит строго ограничить стартовые нагрузки на КП в холодное время года. Стоит помнить о том, что все элементы конструкции должны быть предварительно хорошо прогреты перед эксплуатацией. Нужно следить за уровнем трансмиссионной жидкости и пополнять ее по мере надобности, ведь эксплуатация вариатора с низким уровнем наполнителя напрямую ведет к его поломке и аварии. Также не стоит геройствовать во время езды по бездорожью или буксировки. Рекомендуется 2 раза в год проходить диагностику бесступенчатой коробки передач на СТО, дабы содержать датчики, разъемы и проводку в надлежащем состоянии. Тогда ваша КПП будет работать максимально эффективно.

Клиноременной вариатор

Внутреннее устройство клиноременного вариатора представляет собой ременную передачу, способную изменять диаметр шкивов. Стыковка рабочих поверхностей между собой осуществляется с помощью резинового или металлического ремня клиновидной формы. Диаметр шкива регулируется при помощи смещения конических дисков. Управление механизмом может осуществляться автоматически, за счет использования центробежной силы, возрастающей с увеличением оборотов трансмиссии, или же внешними электромеханическими системами с приводом.

Первые варианты клиноременных коробок имели малый пробег, ремень приходил в негодность уже после 50000 км. Его жесткая конструкция лишь способствовала скорейшему износу. В современных механизмах эти моменты были переосмыслены и усовершенствованы. Нынешние ремни имеют более десятка стальных секций, которые обеспечивают прочность, без особых потерь в гибкости.