Вариатор: что это такое

Плюсы и минусы вариаторной коробки

Аналогично механике или автомату бесступенчатая коробка передач обладает положительными сторонами и недостатками. В качестве плюсов отмечаются:

• комфортное передвижение на авто (положение «D» на селекторе выставляется перед началом движения, двигатель разгоняет и замедляет автомобиль без характерных для механики и автомата толчков);
• равномерная нагрузка на мотор, которая сочетается с точной работой трансмиссии и способствует экономии горючего;
• сниженное количество выбросов вредных веществ в атмосферу;
• динамичный разгон машины;
• отсутствующая пробуксовка колес, что повышает безопасность (особенно если речь идет о езде в гололедицу).

Из минусов бесступенчатой трансмиссии обращают на себя внимание:

• конструктивное ограничение на сочетание вариатора с мощными ДВС (пока можно говорить лишь о нескольких экземплярах автомобилей с таким тандемом);
• ограниченный ресурс даже при регулярном ТО;
• дорогой ремонт (покупка);
• высокие риски при покупке б/у авто с CVT (из серии «кот в мешке», поскольку доподлинно неизвестно, как прежний владелец эксплуатировал продаваемый автомобиль);
• небольшое количество сервисных центров, в которых мастера взялись бы за починку устройства (все о вариаторах знают единицы);
• ограничение на буксировку и использование прицепа;
• зависимость от контролирующих датчиков (бортовой компьютер в случае неисправности будет давать некорректные данные для работы);
• дорогое трансмиссионное масло и требование постоянного контроля его уровня.

Принцип работы вариатора

В клиноременном вариаторе смена передаточного числа происходит путем изменения диаметра шкивов. Каждый из них выполнен из двух половинок конической формы, которые посажены на один вал. Конусы имеют возможность расходиться и сходиться. В результате диаметр в точки соприкосновения ремня со шкивом постоянно варьируется в зависимости от скорости и нагрузки. Такое бесступенчатое изменение передаточного числа неспособно обеспечить обычная автоматическая или механическая коробка передач.

Когда автомобиль трогается с места необходимо максимальное усилие. Для того, чтобы снизить нагрузку на двигатель, конусы ведущего вала разводятся и в точке соприкосновения с ремнем шкив имеет самый малый диаметр. При этом на ведомой оси конусы сводятся. Это позволяет получить максимальный диаметр шкива в точке соприкосновения с ремнем. При таком состоянии вариатора ведущий вал должен сделать несколько оборотов, чтобы ведомый сделал один круг.

По мере того как происходит разгон, передаточное число изменяется. Конусы ведущего шкива начинают сходиться, увеличивая его диаметр. На ведомом валу происходит обратное действие. Конусы расходятся, а диаметр убавляется.

При достижении автомобилем высокой скорости шкив ведущего вала имеет максимальный диаметр. При этом на ведомом валу конусы полностью разведены, что обеспечивает минимальный размер шкива в точки соприкосновения с ремнем. При этом один оборот ведущего вала соответствует нескольким вращениям ведомого. На изображении ниже показаны принцип действия вариатора, схема расположения конусов и как работает бесступенчатая трансмиссия.

В клиноременном вариаторе смена передаточного числа происходит путем изменения диаметра шкивов. Каждый из них выполнен из двух половинок конической формы, которые посажены на один вал. Конусы имеют возможность расходиться и сходиться. В результате диаметр в точки соприкосновения ремня со шкивом постоянно варьируется в зависимости от скорости и нагрузки. Такое бесступенчатое изменение передаточного числа неспособно обеспечить обычная автоматическая или механическая коробка передач.

Тороидальный вариатор имеет схожий принцип действия, но устроен совершенно по другому. В нем усилие передается не с помощью ремня, а специальными роликами. Они зажаты между валами и расположены на одной оси. Ролики имеют тороидальную форму, откуда и происходит название вариатора.

Для смены передаточного числа в тороидальном вариаторе требуется изменить положение роликов. Для максимальной тяги они должны быть повернуты в сторону ведомого диска. При высоких оборотах ролики направлены к ведущему диску. Устройство и принцип работы тороидальной бесступенчатой трансмиссии показаны на изображении ниже.

То как именно вариатор меняет передаточное число во время разгона зависит от программы управления. Для максимальной динамики двигатель выводится на обороты, соответствующие наибольшему крутящему моменту. При этом плавно меняется передаточное отношение. Темп разгона высокий, так как не тратится время на переключение между ступенями.

Ездить в вышеописанном режиме не очень удобно. Постоянные высокие обороты мотора приводят к большому расходу топлива и снижают ресурс силовой установки. При этом водитель, привыкший эксплуатировать транспортное средство с обычной коробкой передач, испытывает странные ощущения от монотонной работы мотора. Поэтому часто вариатор настраивают так, чтобы разгон полностью напоминал увеличение скорости с обычной АКПП.

Большинство бесступенчатых трансмиссий способны имитировать работу механической или роботизированной коробки передач. При этом все передаточные числа задаются программно. Вариатор просто переключается между установленными положениями.

Чем отличается вариатор от автомата в эксплуатации

В отличие от трансмиссий с механической и автоматической коробками передач в вариаторе реализован принцип бесступенчатой трансмиссии (CVT – общепринятая аббревиатура названия таких устройств). Двигатель автомобиля в CVT связан с колесами (движителями) абсолютно плавным изменением соотношения количества оборотов.

С одной стороны, это делает поездку на автомобиле чрезвычайно комфортной – нет необходимости переключать передачи как в механической коробке передач и полностью отсутствуют рывки и подергивания как в автомобиле с автоматической трансмиссией. С другой стороны, несмотря на внешне одинаковые с автоматической коробкой передач органы управления и режимы движения, из-за принципиального различия в конструкциях вариатор имеет свои особенности эксплуатации.

Прежде всего, это касается режима разгона: для водителя, впервые севшего за руль автомобиля с вариатором абсолютно непривычен режим разгона на постоянных оборотах двигателя. Для устранения этого эффекта в автомобилях с CVT возможна эмуляция (имитация электроникой на программном уровне) ручных режимов управления машиной с резким изменением количества оборотов (соответственно изменением привычного большинству автолюбителей звука двигателя). Только здесь надо понимать, что та же электроника не позволит «загнать» обороты двигателя в красный сектор тахометра.

Вообще же, вариатор хорош для любителей плавной и спокойной езды.

Детали вариатора весьма чувствительны к смазке и немедленное после запуска двигателя движение (особенно зимой) крайне нежелательно: масло не успевает поступить к трущимся деталям и, как следствие, повышенный износ и дорогостоящий ремонт. То же относится к любителям «рывка» на светофоре после установки селектора в нейтральное положение.

Наличие достаточного количества смазки в местах трения вариатора важно еще и потому, что эта специфическая смазка предотвращает проскальзывание приводного ремня или цепи (в этом проявляется уникальность свойств масла для вариаторов). Своевременная (как правило, после 60 тыс. км.) замена масла с маркировкой CVT – обязательное условие нормальной эксплуатации вариатора

км.) замена масла с маркировкой CVT – обязательное условие нормальной эксплуатации вариатора.

Ещё владельцам автомобилей, оснащенных вариатором, необходимо особенно тщательно следить за соблюденем правил езды с прицепом и буксировки. В связи с ограничением по мощности (хотя последние разработки вариаторов ставятся на автомобили с мощностью двигателя более 200 л.с.) езда с прицепом для большинства автомобилей с CVT нежелательна. На буксировку машин с вариатором также накладывается ограничение: масло в вариаторе должно находиться под давлением иначе возможен только вариант буксировки с частичным погружением передних колёс.

Наиболее распространённое проявление неисправности вариатора – лёгкие подергивания при переводе селектора в положение «Движение». Проявление такого признака свидетельствует о скором ремонте.

Вообще же ресурс вариатора ограничен даже при аккуратной эксплуатации и спокойной манере езды пробегом в 120 – 150 тыс. км. Это обстоятельство необходимо учитывать при приобретении машины с CVT вторичном рынке.

Виды клиноременных вариаторов

Приблизительно в конце 50-х годов прошлого века из всего многообразия передач в бесступенчатой трансмиссии наибольшее распространение нашла клиноременная и тороидная. Уже спустя пятнадцать-двадцать лет от тороидной передачи решено было отказаться – на передний план вышел клиноременной вариатор. Им оснащали некоторые модели автомобилей от Fiat и Ford (коробка Transmatic). Кстати, подобные вариаторы часто с незначительными доработками практически все концерны называли по-своему. Вот например:

• Вариатор Multidrive производится концерном Toyota;
• Почти аналогичные Xtronic и Hyper выпускает Nissan;
• Не отстает от японцев и Mercedes-Benz со своим Autotronic;
• Вариаторы Durashift CVT и Ecotronic выпускает Ford.

Тороидные вариаторы постепенно уходят в прошлое – ими оснащали некоторые модели транспорта от Nissan (Skyline, Gloria). Коробка передач этих автомобилей получила название Extroid. Это довольно интересная трансмиссия, работа над которой прекратились с начала 2000-х годов. Мы же сосредоточимся именно на клиноременных вариаторах как на наиболее распространенных и востребованных. Коробка вариатор включает в себя:

• Механизм передачи момента и разъединения агрегата от двигателя при нейтральном положении;
• Механизм обеспечения движения задним ходом;
• Управляющую систему;
• Вариаторную передачу.

Запчасти на nissan primera

Прокладка пробки поддона двигателя 1.6 GA16DS Что касается передачи крутящего момента, то она может осуществлена посредством различных механизмов. Собственно, по этим механизмам и можно отличить одну коробку-вариатор от другой. Например:

• Transmatic. Используется центробежное автоматическое сцепление;
• Multimatic, Multitronic. Используется многодисковое мокрое сцепления;
• Hyper. В основе механизма электромагнитное сцепление от электронным управлением;
• Autotronic, Multidrive, Lineartronic, Xtronic, Ecotronic, Extroid. Используется гидротрансформатор. Такой механизм используется в наибольшем числе вариаторов.

Возвращаясь к устройству бесступенчатой трансмиссии из предыдущего раздела, уточним: далеко не все CVT оборудованы гидротрансформатором, однако большая часть подобных агрегатов все же его имеют. Гидротрансформаторные коробки передач очень похожи на обычные коробки-автоматы. Отчасти их популярность обусловлена тем, что автоконцерны уже долгое время работали с гидротрансформаторами – особенности эксплуатации, неисправности и обслуживание этих устройств и так были хорошо известны, а значит, нет смысла отказываться от них в пользу, например, исключительно мокрого или электромагнитного сцепления.

Что такое вариатор и чем он отличается от классической АКПП

Говоря коротко, вариатор – это автоматическая трансмиссия с бесступенчатым переключением передач. Его основное назначение – плавно и мягко переходить с одной передачи на другую, без рывков и отчетливых «отщелкиваний», при этом сохраняя оптимальную динамику разгона и минимальный расход топлива. Собственно, вариатор и создавался как средство экономии, поскольку в цивилизованном мире фактор экологичности давно является основным приоритетом развития транспортных средств.

Классическая АКПП
Вариатор

Если задаться вопросом, чем вариатор отличается от АКПП, ответ будет «всем!» Пожалуй, единственное сходство заключается в том, что вариатор и коробка-автомат одинаково не требуют управления сцеплением, как это происходит на «механике». В остальном принцип действия совершенно разный: в «автомате» передачи подключаются с помощью планетарных редукторов, которые присоединяются к работе постепенно по мере надобности. Чтобы подключить очередную передачу, двигатель нужно сначала разогнать до нужной скорости, а это лишний расход топлива. В вариаторе же передачи реализованы с помощью клиновидных шкивов и ремня (цепи), вообще без присутствия шестерен в главном механизме.

Принцип действия вариатора. Вариатор: устройство и принцип действия

Вариатором называют механизм, обеспечивающий плавную передачу крутящего момента от силовой установки к элементам, приводящим транспортное средство в движение. Часто такое устройство имеет название самой компактной бесступенчатой коробки. Рядовому автовладельцу сложно отличить в управлении вариативную и автоматическую трансмиссии.

Принцип действия вариатора предусматривает эффективную синхронизацию с коленчатым валом, и передача момента происходит беспрерывно, что дает возможность существенно экономить расход топлива. Трансмиссии такого типа могут применяться на автомобилях, мотоциклах, мотороллерах, но КПП испытывает такую нагрузку, не позволяющую ее установку на грузовом автотранспорте. В данной статье будет рассмотрено: вариатор, вариаторная коробка передач, устройство, принцип работы.

Итак, разберем составляющие части. Устройство и принцип работы вариатора — имеет большое количество деталей. Основными агрегатами являются:

Таково общее строение вариативной коробки. Также имеются разные сборки таких трансмиссий, отличающихся типом передачи момента.

конструкторские усовершенствования стали причиной того, что появилось несколько принципов работы этого устройства:

Одни из первых таких трансмиссий часто выходили из строя по вине выработки ремня. Современное автомобилестроение производит ременные передачи по инновационным технологиям, обеспечивающим ресурс работы до 2000000 пройденных километров. Изготавливают ремни путем плетения специальной проволоки, набора и скрепления между собой стальных пластин. При этом такая передача обладает хорошей гибкостью. Именно эти технические решения позволили отнести такую КПП в разряд отдельных типов трансмиссий.

Как это работает?

Водитель управляет трансмиссией рычагом, имеющим комплекс функций аналогичных автоматической коробке передач. Электроника с помощью вычислений делает диаметр шкивов, отвечающий наивысшему КПД. Когда обороты на выходе с мотора возрастают, то конусные диски сближаются и происходит возрастание посадочного диаметра шкива. Параллельно снижается значение передаточного числа. Причем существует система, отвечающая за синхронность движения конусных частей. Их положение и зазоры контролирует датчик-регулятор.

В случае раздвижения конусных деталей, ременная лента огибает шкив по малому кругу и при сужении – по большому диаметру. Многие автолюбители даже не задаются вопросом: что такое вариатор, устройство и принцип действия? Просто называют это устройство коробкой автоматом, но по конструкции они существенно отличаются.

Когда автомобиль разгоняется, это не свидетельствует о параллельном возрастании оборотов двигателя.

КПП CVT

Разберем виды бесступенчатых автоматических трансмиссий и чем они отличаются.

Клиноременный

Этот тип коробок передач считается самым распространенным. Трансмиссия оснащается ведомым либо клиновидным ремешком и валом. Работа клиноременного вариатора зависит исключительно от количества оборотов двигателя машины. Во время эксплуатации коробка передач не откликается на нагрузки. Если транспортное средство движется в гору, возрастает нагрузка задних колес, но передаточное число при этом не меняется.

Ремни клиноременных вариаторов считаются клиновидными, поскольку они имеют трапециевидную форму и устанавливаются в специальный вал боковыми частями. Когда боковины изнашиваются, ремешок еще глубже вклинивается в вал, таким образом обеспечивая надежное сцепление между деталями.

Передаточное число в трансмиссиях клиноременного типа изменяется в соответствии с оборотами ведомого и ведущего валов. Ведущий вал под воздействием коленвала сжимается, выталкивая ремешок подальше от центра, что приводит к разжиманию ведомого вала. Передаточное число поступает на заднее колесо.

Основное отличие между ведомым и ведущим валом заключается в присутствии пружинного элемента на втором. Клиноременные трансмиссии оснащаются специальными устройствами, предназначенными для контроля изменения направления вращения шкивов при активации задней скорости.

Тороидальный

Основное различие тороидальных вариаторов заключается в использовании специальных колес и роликов в конструкции вместо валов и ремешков. По устройству эта разновидность имеет отличия от клиноременной КПП, однако принцип действия коробки передач будет практически идентичным. Все конструктивные компоненты выполняют аналогичные функции, которые приводят к одному результату — изменению трансмиссии.

Один вал тороидальной коробки передач совмещается с силовым агрегатом, а другой с диском кардана. Между этими шкивами располагаются специальные колеса и ролики, которые осуществляют передачу мощности друг другу. Колесики вращаются вокруг двух шкивов — вертикального и горизонтального. Это приводит к тому, что они соприкасаются с валами в разных областях.

В результате воздействия рядом с центральной частью ведущего шкива происходит контакт в районе обода этого диска с ведомым элементом. Такое соприкосновение приводит к увеличению крутящего момента и понижению скорости. Этот процесс называется специалистам овердрайвом или повышенной передачей.

Гидростатический

Описанные вариаторные трансмиссии функционируют посредством радиуса точек, контактирующих между двумя вращающимися валами. Но принцип действия гидростатической коробки передач другой, он заключается в использовании насосных устройств переменного объема. Благодаря этому узлу обеспечивается движение.

Преимущества и недостатки

Основные плюсы вариаторных трансмиссий:

• экономия горючего по сравнению с классическими автоматами;
• отсутствие толчков во время разгона или торможения благодаря плавному изменению передаточного числа;
• хорошая динамика транспортного средства во время движения, а точнее, на длинном участке дороги;
• колеса автомобилей с вариаторными коробками передач сложно сорвать в букс, поэтому такие модели машин более безопасны при движении по гололеду;
• двигатель транспортного средства работает в условиях пониженных нагрузок, что способствует увеличению его ресурса эксплуатации.

Недостатки:

• автомобили с вариаторами проигрывают старт машинам, оснащенным другими разновидностями коробок передач;
• трансмиссии CVT более чувствительны к повышенному крутящему моменту, поэтому при эксплуатации авто в сложных условиях на агрегат действует высокая нагрузка;
• дороговизна обслуживания и ремонта;
• если используется агрессивный стиль езды, то ресурс эксплуатации у ремешка будет боле низким;
• необходимость применения качественных и дорогих масел для обслуживания;
• конструктивные особенности вариаторных коробок передач не позволяют использовать спортивные приемы вождения.

Покупать автомобиль с вариатором или не покупать?

Для начала запишитесь на тест-драйв и прокатитесь на каком-нибудь автомобиле с вариатором. Если вам понравится то, как этот автомобиль набирает скорость, как он управляется, то задуматься о машине с вариатором стоит.

Зная, что у вариаторов до сих пор есть проблемы с долговечностью, то приходит в голову мысль о том, что если машина новая или прошла совсем немного, то брать ее стоит. Если же пробег у автомобиля более 50000 км, то уже стоит задуматься.

Стоит так же учесть и условия эксплуатации автомобиля. Если вы ездите по хорошим дорогам, не перегружаете автомобиль, не используете его в качестве такси, то взять вариатор и насладиться его преимуществами можно.

Если же вашему автомобилю суждено испытывать различного рода перегрузки, то лучше присмотреться к автоматической или механической коробке передач.

Основные механизмы вариатора (из чего состоит CVT?)

Бесступенчатая коробка включает гораздо большее число механизмов. Её работа невозможна без целого ряда узлов, которые обеспечивают полноценную работу трансмиссии. Например, вариатор не может самостоятельно обеспечить задний ход автомобиля. За это отвечает планетарный редуктор. Если бы не было сцепления, то крутящий момент сразу же поступал на колеса. Чтобы автомобиль начинал движение и ускорялся плавно, в конструкции CVT предусмотрено автоматическое сцепление. Оно может быть:

• центробежным (CVT Transmatic);
• многодисковым «мокрым» (CVT Multitronic);
• электромагнитным (CVT Hyper);
• гидротрансформаторным (CVT Xtronic, Autotronic, Multidrive).

Гидротрансформаторное сцепление встречается повсеместно, другие разновидности встречаются намного реже. Сцепление с гидротрансформатором максимально плавно передает момент, продлевая срок службы коробки передач. Также такое сцепление исключает проскальзывание на высоких оборотах, но может перегреваться, о чем подскажет мерцающий индикатор на приборной панели. Конечно, все устройства должны работать под управлением единого «мозгового» центра, которым в вариаторе выступает блок управления. К нему поступают сигналы от датчиков, считывающих данные самых разных систем.

Программная часть обрабатывает информацию и изменяет режим работы коробки передач. Водителю достаточно выбрать нужный режим – «спортивный», «экономичный». Некоторые модификации вариаторной коробки позволяют ступенчато в ручном режиме переключать передачи. Главной технической жидкость выступает трансмиссионное масло, которое поступает в нужные масляные каналы за счет работы гидроблока.

Внутри корпуса можно найти фильтры (грубой и тонкой очистки), магниты, улавливающие металлическую стружку – продукт износа механических частей коробки.

Выбираем масло в вариатор (по марке)

В связи с тем, что CVT быстро перегревается, ему требуется отдельный радиатор. Это устройство охлаждает моторное масло и отводит лишнее тепло.

Разновидности вариаторов

Существует несколько видов коробок с вариаторами CVT. Трансмиссия осуществляется в следующих вариантах компоновки:

• клиновидный ремень: включает пару шкивов, соединенных клиновым ремнем. Каждый из шкивов состоит из 2-х дисков, рабочие плоскости которых наклонены в противоположные стороны под углом 20°. Гидравлика регулирует расстояние между дисками. Когда ремень опускается, передаточное число изменяется, обеспечивая плавную работу. В современных моделях вариаторов CVT ремень изготовлен из высокопрочных стальных пластин, что обеспечивает надежную работу;
• клиновидная цепь — с цепью, соединяющей отдельные оси механизма и собранной из нескольких элементов. Гибкое соединение захватывается дисками в виде конуса, что позволяет передавать крутящий момент и изменять передаточное число. Работа устройства сопровождается нагревом от контакта цепи со звездочками дисков, которые выравниваются системой охлаждения. Эти механизмы обладают высокой эффективностью, но пути назад нет, что требует использования дополнительных узлов;
• тороидальный: гибкое соединение в конструкции не используется. Механизм представляет собой пару валов с установленными между ними роликовыми узлами. Изменение скорости происходит за счет изменения положения роликов, а момент передается за счет соприкосновения рабочих поверхностей.

Клиноременные вариаторные трансмиссии

Этот тип трансмиссии чаще всего устанавливается на переднеприводные автомобили. В основе конструкции лежит система, состоящая из двух пар конических дисков и металлической планки. Последний состоит из нескольких пучков стальных полос, которые сложным образом соединяются с металлическими пластинами.

Каждая пара дисков состоит из неподвижного и подвижного элементов, которые фактически являются шкивами. Схема работы устройства следующая:

• Крутящий момент передается с первичного вала на ведущий шкив через гидротрансформатор.
• В гидротрансформаторе момент силы передается после того, как ведущее рабочее колесо подает масло на диск турбины, соединенный с первичным валом.
• Усилие от ведущего шкива к ведомому шкиву передается через ремень и, следовательно, на выходной вал.
• Для движения автомобиля вперед передача крутящего момента на выходной вал осуществляется через планетарную коробку передач с дисковым сцеплением.
• Обратное движение осуществляется реверсивным механизмом (приведение в действие дискового тормоза).
• Через промежуточный вал крутящий момент передается на дифференциал, который дополнительно распределяет усилия трансмиссии на полуось.

Скорость движения автомобиля осуществляется за счет изменения диаметров шкивов. На холостом ходу диаметр шкива трансмиссии вариатора минимален. Диаметр изменяется за счет движения дисков. Например, при сжатии дисков диаметр шкива достигает наименьших размеров, при развинчивании дисков диаметр увеличивается.

Коррекция скоростного режима обеспечивается согласованным изменением диаметров двух шкивов. В таких условиях количество передач практически не ограничено.

Бесступенчатые и тороидальные

Тороидальные передачи менее распространены, чем клиноременные, такие устройства устанавливаются на заднеприводные и полноприводные автомобили с продольным расположением двигателя. Система состоит из ведущего и ведомого дисков, между которыми расположены ролики.

В процессе работы ролики вращаются вокруг горизонтальной оси и одновременно перемещаются по вертикальной оси. Поэтому ролики могут перенаправлять работу, контактируя с разными участками дисков. Перемещаясь по вертикальной оси дисков, ролики изменяют передаточное отношение, а сила трения между ними обеспечивает передачу крутящего момента. То есть система работает следующим образом:

• Top Gear — когда ролики соприкасаются с ведущим диском по краям обода, крутящий момент уменьшается, а скорость увеличивается.
• Низкая передача — когда ролики соприкасаются краями обода с ведомым диском, крутящий момент увеличивается, а скорость снижается.

По надежности непрерывные тороидальные передачи в несколько раз превосходят клиноременные вариаторы. Но если они сломаются, то их нельзя будет починить. В сервисных центрах чаще всего рекомендуют полную замену узла, так как найти запчасти для его восстановления очень сложно.

Как это работает

Вполне закономерный вопрос. Прежде чем покупать себе автомобиль вроде Хонда Фит или Митсубиси Аутлендер, где предлагается вариатор, хочется узнать, как пользоваться такой трансмиссией. Для этого следует знать принцип работы.

Коробка считается бесступенчатой. Но по факту передаточные числа между шкивами меняются, просто это происходит чрезвычайно плавно. Отсюда и отсутствует возможность отчетливо уловить границу при переходе.

Чтобы включить передачу для движения вперед, диаметры 2 шкивов нужно выровнять, сделать их одинаковыми. Увеличив при этом диаметр ведомого элемента, оставив ведущий в прежнем положении, включается так называемая понижающая передача. На ней машина с CVT трогается с места. Для повышения скорости шкивы, а точнее их диаметры, меняются в обратном направлении, то есть ведомый начинает вращаться быстрее ведущего.

По сути, именно на этом основана работа такого типа трансмиссии. А если вас интересует секвентальная КПП, вот вам ссылка на интересный материал о ней.

Сцепление

Поскольку это не АКПП, на CVT имеется функция сцепления. По мере модернизации вариатора, производители применяли различные механизмы и системы.

Можно выделить несколько основных:

Современный клиноременный вариатор

В современной конструкции КПП CVT применяются шкивы из сверхпрочного металла, а ремень – не эластичный жгут, а наборная лента из износостойкого металла (собирается из полосок, которые скрепляются между собой скобами). На ремень наносят специальное покрытие, защищающее от износа и проскальзывания.

Один из шкивов является ведущим. Он соединён с коленчатым валом двигателя (который служит преобразователем энергии, получаемой в результате сгорания топлива, в энергию вращения). Ведомый шкив соединен с колёсами авто. Шкивы имеют переменный диаметр (грани обода расходятся и сходятся, тогда ремень проходит уже не внутри, между ними, а поверх).

При небольшой скорости движения автомобиля диаметр ведущего шкива имеет минимальные значения, а ведомого – максимальные. При средней скорости диаметр одинаковый. При максимальной – размер ведущего увеличивается, а ведомого уменьшается. Изменяя размеры шкивов, изменяем передаточное число.

Механизмом «руководит» электронная система, опираясь на информацию с многочисленных датчиков (об оборотах вала, о вращении колес, сведения с самой трансмиссии).

Основные элементы вариатора

Шкивы и ремень являются лишь частью конструкции современных вариаторов и называются клиноременной передачей. Строение CVT (бесступенчатой коробки передач) гораздо сложнее, в корпусе агрегата предусмотрено немало других элементов.

Вспомним, что нам уже известно. Крутящий момент от двигателя передается на первичный вал, а затем на ведущий шкив. В этом процессе может быть задействован гидравлический трансформатор (предусмотрен не во всех моделях). Гидротрансформатор отсоединяет трансмиссию от двигателя, через него передается усилие от вала к шкиву.

После гидротрансформатора усилие переходит на ремень, а с него на ведомый шкив. Далее при помощи планетарного редуктора момент переходит на вторичный вал. И машина движется вперед. Чтобы автомобиль двигался назад, запускается планетарный механизм или режим заднего хода (изменяет направление вращения вала).

В конструкции предусмотрен и дифференциал, который распределяет нагрузку по колёсам (на дифференциал крутящий момент передается от промежуточного вала).

Электронная система, которая руководит всеми процессами внутри CVT, считывает информацию с датчиков и изменяет режим работы CVT. Датчики установлены там, где можно быстро получить сведения о скорости вращения валов, о температуре рабочей жидкости, о положении селектора (ручки КПП). Электроника учитывает нагрузку на двигатель, скорость движения авто, положение педали газа и многое другое.

В некоторых моделях вариаторов предусмотрена возможность ручного переключения скоростей, ступенчато, как на АКПП. В других могут присутствовать лишь спецрежимы: «спортивный», «экономичный».

Все описанные элементы помещены в один корпус.

Рабочая жидкость

Диаметр шкива изменяется за счет перемещения дисков. Перемещение оказывается возможным благодаря давлению рабочей жидкости – масла (гидравлическая система). Но это утверждение справедливо лишь в отношении ведущего шкива. На ведомом диски перемещаются от натяжения ремня и за счет возвратной пружины.

Для CVT разработано специальное масло. Жидкость проявляет фрикционные свойства (помогает уменьшить силу трения и износ трущихся поверхностей) при своей рабочей температуре (60-70 градусов выше нуля).

При движении со скоростью более 150 км/ч масло перегревается (рабочая температура возрастает до +80 градусов). Перегрева допускать нельзя, он негативно сказывается на сроке службы вариатора (CVT). Охлаждают жидкость с помощью дополнительно установленного маслоохладителя (радиатор).

Необходимо следить за уровнем масла: если количество слишком уменьшиться, ремень будет проскальзывать. И, чтобы не допустить засорения, менять жидкость необходимо каждые 60-150 000 км (раз в пять лет).

Что лучше: автомат или вариатор

Однозначного вывода о том, какой тип трансмиссии лучше, сделать нельзя. АКПП и вариатор значительно различаются и в целом предназначены для различного типа автомобилей. Вариатор подходит для спокойного вождения, автомат более универсален. Он также достаточно комфортабелен, но позволяет ездить в спортивных режимах, буксировать прицепы, передвигаться по легкому бездорожью и т. д.

У обоих видов трансмиссий есть свои поклонники, и их аргументы звучат достаточно убедительно. Можно сказать, что для современного уровня технологий вариатор и коробка-автомат практически равны в своих преимуществах. Однако это относится только к АКПП с количеством передач не меньше 6 — старые добрые 4-ступенчатые автоматы уже значительно проигрывают современным вариаторам.

В целом сейчас на рынке установилось равновесие — вариаторы заняли свою нишу в виде семейных автомобилей и кроссоверов. Классические коробки-автомат хоть и уступили отдельный сегмент рынка вариаторам, прочно удерживают свою нишу, особенно в доле дорогих и спортивных автомобилей. Изменить ситуацию может дальнейшее совершенствование вариаторов — повышение надежности, увеличение ресурса и наделение способностью «переваривать» большой крутящий момент сделает их безусловным лидером среди различных видов трансмиссий.

Пару слов — про масло и фильтра

Не могу промолчать и не высказаться про этот пункт подробнее

Масло в CVT также является очень важной составляющей в работе всего устройства в целом, как собственно и масляный фильтр. Многие производители, официальные дилеры могут вас заверять, что оно здесь залито на весь срок службы

ЭТО КРАЙНЕ НЕ ВЕРНО!

Масло и фильтр являются расходными материалами и многие производители говорят что нужно менять их раз в 60 000 км, а в сложных условиях (коими являются наши Российские реалии – морозы, снег, жара, дожди, грязь и пробки в мегаполисах) стоит менять еще чаще, лично я бы советовал через 40 000 км.

ЧТО БУДЕТ ЕСЛИ НЕ СМЕНИТЬ? Масло изнашивается и зачастую пригорает (от большого пробега), образуя внутри отложения, которые могут забивать различные каналы и фильтра. Основной фильтр также может забиваться отложениями, металлической пылью и прочими «продуктами работы». В итоге падает давление от масляного насоса до магистралей гидроблока и собственно самих конусов, которые сводятся на валах. Вариатор начинает буксовать, пинаться, или даже может встать в аварийный режим.

Если будете проводить интервал замены раз в 40 – 50 000 км, не перегревать «коробку» проходить может очень долго.