Как правильно обслуживать авто с вариатором
Особенности вариаторной коробки передач предполагают следование определенным правилам со стороны владельца. Необходимо обеспечить:
- своевременную замену масла. Использовать марки смазки, предусмотренные изготовителем или аналоги с подтвержденными характеристиками;
- регулярную компьютерную диагностику – с целью выявления ошибок в работе механизма и электрооборудования;
- установку новых узлов взамен изношенных.
Владелец должен соблюдать регламент обслуживания, установленный изготовителем и указанный в руководстве по эксплуатации машины.
Устройство вариатора и виды CVT
Автоматическая коробка вариатор отличается от аналогов тем, что изменяет передаточное число плавно, в ее конструкции для всех передач (кроме задней) отсутствуют элементы зацепления, то есть ступени.
Что касается типов вариаторов, можно выделить:
- тороидальный;
- клиноременной;
Тороидальный вариатор устанавливается только на авто с полным и задним приводом. Тороидальная вариаторная КПП имеет два диска, где один ведущий, второй ведомый. Между дисками установлены особые ролики.
Во время работы ролики осуществляют вращение по отношению к горизонтальной оси и производят смещение по отношению к вертикальной оси. Это дает возможность перераспределять усилие, касаясь различных участков дисков.
Если просто, в зависимости от степени перемещения роликов по вертикали становится возможным менять передаточное число, числа, а за счет силы трения роликов между дисками передается крутящий момент.
В случае, когда ролики контактируют с ведущим диском около обода, происходит увеличение скорости, крутящий момент меньше. Такой режим похож на высокую передачу (5-6 на МКПП). Если же ролики контактируют с ведомым диском с краю обода, скорость меньше, передается больше крутящего момента, что соответствует пониженной передаче.
При этом тороидальный вариатор CVT надежнее клиноременного, однако в случае поломки его нельзя отремонтировать. Другими словами, вместо ремонта такая КПП обычно подлежит замене.
Клиноременный вариатор более распространен, устанавливается на авто с передним приводом. В его основе лежат конические диски и ремень. Диски идут парами (в устройстве вариатора две таких пары), каждая пара имеет стационарный и подвижный диск. Фактически, они представляют собой шкивы, которые связаны с соответствующим валом.
Принцип работы заключается в том, что первичный вал отдает на ведущий шкив крутящий момент от ДВС через гидротрансформатор. В ГДТ приводное насосное колесо через масло передает момент на турбинное колесо, связанное с первичным валом.
Далее через ремень усилие с ведущего шкива передается на ведомый, который также связан со вторичным валом. Сама передача момента на вторичный вал для того, чтобы машина двигалась вперед, осуществляется при помощи планетарного редуктора с дисковым сцеплением. Чтобы двигаться назад, используется дисковый тормоз, (реверсивный механизм задней передачи).
От промежуточного вала крутящий момент передается на дифференциал, который распределяет усилие на полуоси. Крутящий момент и скорость движения ТС изменяется благодаря изменению диаметров шкивов вариатора. Пока автомобиль разгоняется с места, диаметр ведущего шкива самый маленький (аналогично шестерне 1-й передачи МКПП), диски сжаты.
Далее происходит изменение диаметра за счет движения дисков шкива. Когда диски полностью разжаты, шкив получает самый большой диаметр. Получается, на маленькой скорости движения ТС диаметр ведущего шкива минимален, а ведомого наоборот, то есть максимальный.
Если же авто движется на высокой скорости, ведущий шкив имеет самый большой диаметр, а ведомый наименьший. Регулировка скорости движения становится возможной благодаря согласованным изменениям диаметров шкивов. При этом благодаря большому количеству возможных диаметров, условное количество доступных «скоростей» по аналогии с МКПП или АКПП у вариатора очень большое.
Благодаря этим особенностям достигается хорошая динамика разгона и плавность хода, нет разрыва потока мощности, которое происходит при переключениях передач в ступенчатых КПП. Так как физических ступеней нет, отсутствуют толчки, рывки, провалы. Также вариатор позволяет экономить топливо.
Однако есть и минусы. Как правило, тяжелые условия эксплуатации и нагрузки могут быстро вывести из строя вариатор CVT. Срок его службы меньше, чем у автоматов или роботов. На практике при езде на полной мощности и высоких оборотах детали вариатора разрушаются, также данную КПП обычно не устанавливают в паре с мощными и тяговитыми ДВС.
Еще в коробке вариатор нужно чаще менять масло по сравнению с гидромеханическими АКПП, жидкость можно заливать только оригинальную, само масло для вариатора дорогостоящее. Ремонт вариатора также является трудоемким и сложным процессом, замена деталей требует значительных затрат. Часто вместо ремонта практикуется полная замена вариатора на новый или контрактный аналог.
Как ремонтируют вариатор
Ремонт вариатора требует обращения в специализированные СТО с опытными мастерами и необходимым оборудованием. Замена любых деталей в механизме невозможна без демонтажа и разборки агрегата.
Цена ремонта коробки CVT зависит от серьезности поломки. К примеру, минимальные расходы на промывку клапанов гидроблока и замену масла (а это обязательная процедура при техническом обслуживании) составят:
- от 6 тысяч рублей – на трансмиссионную жидкость;
- от 10 тысяч рублей – если потребуется замена клапанов;
- от 20 тысяч рубле – на смену гидроблока.
Замене подлежат ремни, подшипники и другие детали. Шкивы иногда можно восстановить. Но нередко приходится менять гибкую связь с дисками и подшипниковыми узлами. В результате стоимость такого ремонта сопоставима с полной заменой агрегата, что целесообразнее в плане надежности и долговечности трансмиссии.
Достоинства и недостатки вариатора
Вариаторные коробки передач на грузовые автомобили практически не устанавливаются из-за повышенных нагрузок на двигатель.
Вариаторная трансмиссия имеет свои преимущества и недостатки, о которых следует знать перед покупкой автомобиля с вариатором.
Плюсы и минусы
Обеспечивает очень плавный разгон, вождение и торможение.
На длинных подъемах замедления нет.
Обеспечивает более экономичный расход топлива, чем классическая АКПП.
Привод обеспечивает очень низкий уровень шума и вибрации при работе двигателя.
Обеспечивает быструю реакцию при выборе оптимального передаточного числа.
Устраняет критическую нагрузку на двигатель.
Вариатор исключает пробуксовку ведущих колес.
Имеет более простую конструкцию, чем классический редуктор.
Желательно не перегревать вариатор на полных оборотах двигателя, увлекаясь ездой «газ в пол», длительной пробуксовкой на одном месте. Это может вызвать быстрый износ конических дисков и ремня.
Работа привода контролируется несколькими датчиками контроля, выход из строя любого из них потребует дорогостоящего ремонта.
Коробка передач CVT требует периодической замены трансмиссионного масла, причем чаще, чем в классической коробке передач. Да и стоимость масла для вариатора выше, чем для «автомата».
Каждые 100-120 тысяч пробега нужно менять ремень вариатора.
Ремонт вариатора очень дорог и часто дешевле заменить вариатор на новый, чем ремонтировать старый.
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.
Принцип работы CVT и его виды
Клиноременный вариатор
Наиболее распространенным типом вариатора на сегодняшний день является клиноременный. В основе конструкции такого вариатора лежит ременная передача, состоящая из двух шкивов конусообразной формы и клиновидного ремня, натянутого между ними. Передача крутящего момента от ведущего шкива к ведомому происходит при помощи специального ремня, то есть за счет сил трения, возникающих в пятне контакта ремня и шкивов. Пятно контакта представляет собой окружность, имеющую свой эффективный диаметр.
Изменение эффективного диаметра
Таким образом, если мы будем изменять эффективный диаметр на входном и выходном шкивах, то будет меняться и передаточное отношение, а следовательно, и скорость движения автомобиля. Если диаметр ведомого шкива больше ведущего, то передача будет понижающая, если меньше — то повышающая. Если диаметры входа и выхода равны, то передача прямая. Изменение эффективного диаметра контакта происходит за счет изменения расстояния между конусами шкивов: одна часть шкива закреплена неподвижно, а вторая имеет возможность осевого перемещения.
Перемещение происходит за счет давления рабочей жидкости. Причем гидравлическое управление реализовано, как правило, только на ведущем шкиве, ведомый же изменяет свой диаметр за счет натяжения ремня и возвратной пружины. Таким образом, незначительно изменяя давления рабочей жидкости, можно изменять положение шкивов и эффективный диаметр контакта ремня, тем самым в достаточно широком диапазоне изменяя передаточное отношение в трансмиссии
И, что немаловажно, делать это бесступенчато и плавно. Именно в принципе работы вариатора заключаются все его основные преимущества и недостатки
Тороидный вариатор
Состоит из двух противоположно направленных конусовидных дисков (ведущий и ведомый), соединенных роликами. Последние, синхронно перемещаясь по изгибу дисков, изменяют передаточное отношение. При контакте роликов с ведущим диском по наибольшему радиусу, а с ведомым — по наименьшему, выполняется режим повышающей передачи. Для понижения передачи ролики смещаются в сторону ведомого вала. При центральном положении происходит прямая передача.
Цепной вариатор
Встречается менее редко, чем тороидный и является разновидностью клиноременного вариатора, в котором ремень CVT заменен на стальную цепь. Наиболее известным устройством подобного типа является вариатор Multitronic, которому посвящена наша отдельная статья.
Виды АКПП и их отличие друг от друга
Принцип работы всех видов АКПП сводится к перемене передаточного числа, которая обеспечивает преобразование мощности двигателя. Производители современных машин устанавливают трансмиссию таким образом, чтобы потенциал можно было использовать полностью. За счёт работы коробки передач, усилие передаётся от мотора к колёсам автомобиля с самыми маленькими потерями. Достигается это за счёт отсутствия разрыва сцепления.
Работа коробки запускается сразу после пуска мотора. В движение приходит маслонасос, нагнетающий давление жидкости. Колесо гидротрансформатора раскручивается в соответствии со скоростью вращения коленвала. Реакторные и турбинные остаются неподвижными.
Водитель за счёт нажима на педаль газа переключает передачи. Двигатель при этом раскручивается, провоцируя на движение насосное колесо. От лопастей под влиянием центробежной силы моторное масло переходит к турбине, обеспечивается вращение. Жидкость в результате переходит обратно к насосному колесу.
В отдельных коробках передач, при скорости 20-60 км/ч происходит автоматическая блокировка гидротрансформатора муфтой. Автомат при этом жёстко сцепляется с мотором, потому потеря мощности не прослеживается. Интересно, что при эксплуатации в таких условиях, масло быстрее приходит в негодность из-за перегрева и износа фрикционной накладки. Крутящий момент от двигателя переходит по выходному валу в АКПП.
Автоматическая система занимает передовое место среди числа всех известных вариантов. Новые системы постоянно разрабатываются и совершенствуются. Из общих списков можно выделить вариаторные, роботизированные и классические типы.
Классическая автоматическая коробка передач
Гидротрансформаторный модуль популярен до сих пор, несмотря на наличие других, более совершенных вариантов. Такая трансмиссия используется и сейчас. Её устанавливают на авто, сходящие с конвейера.
Стандартная АКПП
Коробка автомат включает планетарный редуктор, управляющую систему и гидравлический трансформатор. Последний элемент механизма является самым значимым, отсюда и название конструкции. Модуль активно используют на легковых и грузовых транспортных средствах.
Кому подойдёт автомобиль с АКПП сказать довольно трудно. Управлять автоматом после механики бывает достаточно сложно. Многим владельцам, несмотря на видимое упрощение режима эксплуатации, бывает тяжело перестроиться.
Роботизированная
Роботизированная коробка является достойной и более современной альтернативой для классического варианта АКПП. Переключение скоростей в ней обеспечивается за счёт взаимосвязи электрических механизмов, проявляющих активность за счёт электронного блока. Главное сходство этой системы с классической – наличие сцепления в корпусе КПП.
Роботизированная АКПП
Вариатор
Это устройство плановой бесступенчатой передачи, обеспечивающее передачу крутящего момента на колёса. Такая конструкция производит уменьшенный расход топлива при условии сохранения или приумножения динамических показателей.
Вариатор
При правильном использовании, вариатор помогает бережно эксплуатировать мотор транспортного средства. Модуль бывает цепным, ремённым, тороидальным.
Отличная статья в тему: Вариатор или автомат: что лучше и надежнее, плюсы и минусы, чем отличаются коробки передач, в чем разница
DSG
DSG это тоже роботизированная система, обеспечивающая автоматическое включение первой и второй скорости, при разомкнутости сцепления. Так модуль начинает подготовку ко включению повышенной передачи. При переключении сцепление первой ступени размыкается, а второй смыкается, действие происходит и в обратном порядке.
DSG-7
Сходство с механикой в том, что синхронизаторы способны переключать скорость при блокировки шестерни. Работа муфт обеспечивается с помощью движения цилиндров. Сцепление работает за счёт гидропривода.
Многовальные коробки прямого переключения
Такие коробки передач используют в спорткарах. Например, в Koenigsegg Jesko применяют КПП с 3-мя валами, 9 передачами и 7-ю фрикционами. Автомобиль моментально может переходить в спортивный режим, так и в экономичный городской. Регулируется это при помощи кнопки: полунажатие левой кнопки снижает передачу, полное нажатие – включает спортивный режим. Если полунажать на правую – передача повысится, если нажать до конца – включится экономичный режим.
А в некоторых спортивных Mercedes есть АКПП со сцеплением, который по стиля езды похож на вышеуказанный, но имеющий совсем другие внутренние составляющие.
Трехвальная 6-ступенчатая коробка передач Mercedes-Benz C-class sport coupe
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.
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.
Долговечность
О проблемах Audi с коробками Multitronic производства Luk слышал, наверное, каждый, кто хоть немного интересуется автомобилями. В CVT старого типа (1999-2006 гг.) постоянно сбоит управляющая электроника, выходит из строя механическая часть и преждевременно изнашивается цепь. Примечательно, что цепь использовали как раз для того, чтобы передать более высокий крутящий момент, но инженеры просчитались с ее прочностью. Со временем Немцы существенно доработали свои коробки, но проблемы все еще встречаются. Не вызывают доверия и другие немецкие вариаторы, например, ZF VT 1-27 T , применявшиеся в Mini R50/R53, и Mercedes 722.7/722.8 для моделей A/ B -класса.
Гораздо меньше хлопот доставляют японские конструкции. Хотя, вариатор Jatco, используемый в различных моделях Nissan (например, Qashqai), тоже относится к группе риска. Общая проблема коробок CVT – это ограниченная доступность запасных частей и нежелание некоторых механиков связываться с вариаторами. Бесспорный лидер по части надежности – вариаторы Toyota (Lexus).
Бесступенчатая автоматическая коробка, несмотря на сравнительно простую конструкцию, довольно сложная и дорогая в эксплуатации. В дополнение к неисправностям электроники и ремней/цепей встречается и преждевременный износ маховика. Стоит отметить, что двухмассовый маховик используется лишь в некоторых автомобилях с CVT (Ауди).
Достоинства и недостатки
При рассмотрении особенностей вариаторной КПП необходимо понимать ее слабые и сильные места. К преимуществам CVT можно отнести:
- Плавное изменение скоростного режима. В отличие от гидротрансформаторной коробки-автомат вариатор обеспечивает увеличение и уменьшение скорости без малейших толчков / рывков.
- Повышенный срок службы мотора. При правильной эксплуатации, своевременной замене масла в вариаторе и выполнении других регламентных работ устройство обеспечивает плавную передачу момента на двигатель и тем самым продлевает его ресурс.
- Более экономный расход горючего, благодаря высокому КПД механизма. В среднем коэффициент полезного действия больше на 7-10%, если сравнивать с классической коробкой-автомат.
- Экологическая чистота механизма. В процессе работы вариаторная система выбрасывает в атмосферу меньше опасных компонентов (если сравнивать с другими «коробками»).
- Быстрый разгон. Отсутствие рывков способствует экономии времени в момент набора скорости, что обеспечивает лучшую динамику для автомобиля.
- Легкость управления. Достаточно выбрать нужный режим на ручке, чтобы начать движение.
Несмотря на преимущества, CVT имеет и ряд минусов:
- Трудности обслуживания. Ремонт и замена вариатора — очень дорогостоящая операция, за которую берутся единицы мастеров. Иногда приходится обзвонить не одно СТО, чтобы найти подходящий вариант.
- Высокая стоимость масла. Для заливки в CVT применяются специальные смазывающие составы, имеющие более высокую цену.
- Раз в 100-150 тыс. километров требуется замена ремня, что является дорогим удовольствием.
- Зависимость от электроники. Вариаторная КПП в процессе работы получает сигналы от многих датчиков. Если какой-то из них сбоит, система будет работать неправильно, а это ведет к необходимости ремонта вариатора и дополнительным расходам.
- Сравнительно небольшой ресурс. Вариаторная коробка не любит большие нагрузки, поэтому выходит из строя быстрей МКПП. В частности, для нее может оказаться критичной буксировка в снегу или грязи.
- Повышенный риск поломки из-за неправильной эксплуатации.
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.
