Автоматическая коробка передач может быть представлена роботизированной КПП, классическим автоматом и вариатором. Приобретая машину, автолюбитель задумывается, какой коробке передач отдать предпочтение; что лучше: вариатор или автоматическая коробка передач. Выбирая между вариатором и автоматом, необходимо знать, чем они отличаются, учитывать их плюсы и минусы, а также понимать, какое из устройств надежнее.
Вариаторная коробка передач
Как и любая другая коробка передач, вариатор – это устройство, преобразующее крутящий момент, поступающий от двигателя к колесам. Передача момента осуществляется бесступенчато, в определенном диапазоне регулирования. Довольно часто вариатор обозначают аббревиатурой «CVT» (Continuously Variable Transmission), что в переводе с английского означает «трансмиссия с непрерывно изменяющимся крутящим моментом».
Типы CVT
В зависимости от устройства выделяют следующие основные типы вариаторов:
- цепные;
- клиноременные;
- тороидальные.
Наибольшее распространение получил клиноременный .
Клиноременный вариатор CVT состоит из клиновидного ремня, расположенного между двумя раздвижными шкивами. В процессе движения автомобиля шкивы то сжимаются, то разжимаются, обеспечивая изменение передаточного числа. Главная цель вариаторной коробки – обеспечение плавного бесступенчатого изменения крутящего момента. Это актуально для легковых автомобилей, мотороллеров, снегоходов и прочей техники.
Тороидный вариатор В цепном вариаторе CVT мощность передается скошенными торцами осей звеньев цепи, а тянущее усилие передает цепь.
В тороидных вариаторах вместо шкивов используются конусовидные диски, вместо ремня – ролики. Они способны передавать больший крутящий момент. Для изготовления деталей для данного типа CVT требуется высокопрочная сталь, что в итоге влияет на его стоимость.
Преимущества и недостатки CVT
Цепной вариатор Главным преимуществом вариаторной коробки передач является возможность обеспечить непрерывное изменение крутящего момента. Это позволяет достичь лучших показателей расхода топлива и динамики автомобиля.
К недостаткам вариатора относятся:
- Невозможность его установки в автомобилях с мощным двигателем.
- Максимальные нагрузки, буксировка или систематическая езда на высоких оборотах приведут к быстрому износу ремня вариатора, а соответственно и к поломке CVT.
АКПП
Гидромеханическая АКПП Управление АКПП осуществляется селектором переключения, расположенным на центральном тоннеле или на рулевой колонке (в американских автомобилях). Перемещение селектора в определенное положение позволяет выбрать нужный режим движения. Дополнительно возможно выбрать особые режимы работы АКПП: зимний, спортивный, экономичный. Разница в расходе топлива при обычном, спортивном и экономичном режимах очевидна.
Состоит из планетарной коробки передач, системы управления и гидротрансформатора. Автомат может применяться в легковых и грузовых автомобилях, а также автобусах.
Состоит из насосного и турбинного колес с расположенным между ними реактором. Насосное колесо связано с коленвалом двигателя, турбинное - с валом КПП. Реактор в зависимости от режима работы свободно вращается или блокируется при помощи .
Передача крутящего момента от двигателя к КПП происходит потоком жидкости (масла), выбрасываемым лопатками насосного колеса на лопасти турбинного. Зазоры между насосным колесом и турбиной минимальны, а их лопасти имеют специфическую форму, формирующую непрерывный круг циркуляции масла. Таким образом, между двигателем и трансмиссией отсутствует жесткая связь, что способствует плавности передачи тягового усилия.
Гидротрансформатор преобразует скорость вращения и передаваемый крутящий момент в ограниченном диапазоне, поэтому к нему присоединяют многоступенчатую планетарную коробку передач. Она же обеспечивает движение задним ходом.
Переключение передач происходит под давлением масла с помощью . Давление между фрикционами в соответствии с алгоритмом работы коробки распределяется при помощи системы электромагнитных клапанов (соленоидов) под контролем блока управления.
Минусами автоматической коробки являются ее высокая стоимость, а также повышенный расход топлива.
Сравнительная характеристика двух видов коробок передач
Какое устройство лучше: вариатор или автомат? Проведем сравнительную характеристику, позволяющую выявить отличия и определить, какая из коробок лучше и надежнее.
Разница между вариатором и автоматом с экономической точки зрения
Какая коробка лучше с точки зрения стоимости эксплуатации: вариатор или автомат? Сравним некоторые показатели.
- Трансмиссионная жидкость. Замена масла в CVT происходит чаще, и стоит оно дороже.
- Расход топлива. Топливо в машине, оснащенной вариатором, расходуется экономичнее.
- Ремонт. Техническое обслуживание и ремонт вариатора обходятся гораздо дороже эксплуатации автомата. CVT является достаточно сложным и «чувствительным» механизмом.
Хотя обслуживать CVT стоит дороже, сама же коробка дешевле автомата. А при правильном использовании коробки она сможет прослужить долго и без ремонта.
Какое устройство лучше с точки зрения надежности
С целью определения степени надежности устройств зададим ряд тяжелых условий:
- возможность буксировки;
- бездорожье;
- высокие скорости;
- спортивная езда.
Вариатору не справиться с тяжелыми условиями. Его ремень не выдержит нагрузок. Здесь лучше справится автомат. Стихия CVT – плавное движение без резких ускорений.
Как определить, какое устройство установлено в автомобиле
- Необходимо изучить техническую документацию машины. Обозначение вариатора– CVT, автомата – АТ.
- Пройдите тест-драйв. Если установлен вариатор, то вы не почувствуете переключений передач. Автомат можно «слушать», следить за его работой по тахометру. CVT работает в одной тональности, размеренно. Однако, возможно наличие специального режима, имитирующего смену передач и позволяющего водителю чувствовать их переключение.
Подведем итог
Сегодня АКПП встречается гораздо чаще, чем CVT. Но у последнего есть большой потенциал. АКПП надежнее применять в автомобилях с высокими мощностями и способных к буксировке прицепов. С точки зрения экономии предпочтительнее выглядит вариатор.
Вариаторная коробка передач относится к сегменту бесступенчатых трансмиссий и является модернизированной версией классического автомата. Основной особенностью этого типа КПП считается возможность быстрого увеличения скорости без роста оборотов двигателя. Перед приобретением автомобиля нужно понять, что лучше вариатор или автомат и какие недостатки характерны для этих типов трансмиссий.
[ Скрыть ]
Устройство и принцип работы вариатора
Прежде чем узнать об отличиях автоматической коробки передач автомобиля от вариаторной и определить, какой тип агрегата более надежный, ознакомимся с устройством и принципом действия обеих трансмиссий. Начнем с вариаторов. Важное различие такой коробки и автомата заключается не во внешнем виде, а в отсутствии фиксированных передач. Вариаторные трансмиссии работают с определенным диапазоном передаточного числа при увеличении и понижении оборотов двигателя. Это достигается в результате использования другого принципа действия.
Схема изменения размеров шкива при увеличении и понижении скорости
Работа вариаторной трансмиссии основана на применении ременной передачи усилия между валом двигателя и шкивом ведущих колес. В современных транспортных средствах обычно используются металлические ремешки либо цепи. Величина передаточного числа изменяется плавно благодаря мягкой и синхронной трансформации размеров ведомого и ведущего валов. Существует несколько типов вариаторных коробок передач, но в большинстве современных авто используются именно клиноременные системы.
В основе такой передачи лежит трапециевидный зубчатый ремешок или цепь. Не менее важными составляющими системы считаются два шкива, выполненные в виде конических дисков. Во время работы агрегата эти элементы меняют свой диаметр, что приводит к трансформации скорости и величине крутящего момента.
Принцип действия заключается в следующем. Когда водитель жмет на педаль газа, вращение передается от ведущего вала агрегата к ведомому. Но его устройство выполнено так, что при воздействии центробежных сил из-за повышения оборотов так называемые щеки дисков сжимаются. В результате они выталкивают ремень от центра вала к его боковой части. На ведомом шкиве происходит обратный процесс. Его щеки разжимаются и ремешок перемещается к центру вала. Таким образом меняется передаточное число и усилие. Если водитель отпускает педаль газа, возникает обратный процесс.
Пользователь Сергей Иванов в своем ролике показал принцип действия вариаторной КПП.
Основные неисправности
Неисправности в работе вариаторной трансмиссии обычно связаны с нарушениями эксплуатации и неправильным обслуживанием системы.
Даже если производитель автомобиля с CVT не указывает по регламенту интервал замены смазочной жидкости, автовладелец должен периодически оценивать ее состояние и уровень.
В необслуживаемых коробках передач ресурс эксплуатации масла составляет в среднем 60-80 тысяч км пробега.
Какие неисправности характерны для вариаторных трансмиссий:
- Выход из строя гидравлического блока. Если в системе используется некачественное масло, это приводит к увеличению трения подшипников и прочих движущихся узлов. Из-за недостаточной смазки они быстрее изнашиваются, в итоге образуются отложения в виде продуктов износа. Металлическая стружка забивает гидравлический блок. В результате масляному насосу становится мало давления для нормальной работы.
- Если насосное устройство функционирует в условиях нехватки давления, это приводит к тому, что шкивы не могут правильно сжать или разжать ремешок. В итоге валы будут пробуксовывать.
- В случае когда происходит пробуксовка ремня, он изнашивается и рвется в несколько раз быстрее, при этом все его металлические звенья разлетаются внутри конструкции. Такая проблема может стать поводом для других неисправностей.
- Часто в вариаторных трансмиссиях задираются так называемые зеркала шкивов, что приводит к быстрому износу ремешка.
- Все вариаторные коробки передач оснащаются различными датчиками и контроллерами. Эти механизмы иногда выходят из строя, а также могут засоряться разъемы их подключения, в результате чего происходит поломка электроники.
Процедура ремонта вариатора представлена на ролике, снятом каналом АКПП технология ремонта.
Плюсы и минусы
Основные преимущества вариатора:
- Транспортные средства с вариаторной КПП характеризуются динамичным разгоном по сравнению с машинами, оснащенными классическими автоматами.
- Если сравнивать с традиционной АКПП, то авто с вариаторами потребляют меньше горючего.
- Отсутствие передач. Благодаря этому машины с CVT ускоряются без рывков, что обеспечивает дополнительные преимущества в виде плавности и динамического хода авто.
- Довольно высокий коэффициент полезного действия. По сравнению с автоматическими КПП он на 5-10% больше.
- Упрощенное управление агрегатом. Если сравнивать с механикой, то начинающему автолюбителю не нужно учиться плавно трогаться с места и «чувствовать» автомобиль, чтобы вовремя переключить скорость.
- Авто с вариаторными трансмиссиями характеризуются более высокой экологичностью. Это достигается в результате снижения расхода горючего и, соответственно, низкого уровня выбросов вредных газов в атмосферу.
Недостатки:
- Основной минус заключается в сложности выполнения ремонта. На сегодняшний день в странах СНГ квалифицированное обслуживание вариаторных трансмиссий можно доверить только официальным дилерам. Причем не факт, что они выполнят его правильно. А стоимость этой задачи очень высокая. Найти на СТО специалиста, который мог бы отремонтировать вариатор, особенно в небольших городах, очень трудно.
- Необходимость периодической замены ремня или цепи. В среднем ресурс эксплуатации этой детали составляет около 100-150 тысяч километров пробега. Стоимость услуги недешевая, причем выполнить ее возьмутся не на каждом СТО.
- Наличие большого количества электроники. Если ломаются датчики или управляющая система, решить проблему сможет только официальный дилер.
- Для обслуживания вариаторных трансмиссий в КПП авто должно использоваться определенное масло. Такая смазка недешевая и найти ее непросто. Если вы допустите ошибки при выборе жидкости, это приведет к поломке агрегата.
- Невозможность использования CVT на транспортных средствах, оборудованных мощными моторами. В результате работы в условиях высокой силы двигатель будет оказывать большое давление на приводной ремешок или ролик КПП.
- Автомобили с вариаторными трансмиссиями не предназначены для буксировки других транспортных средств, а также прицепов. Нельзя буксировать машину с отключенным мотором.
Конструкция и работа автоматической коробки передач
Схема гидротрансформаторного устройства АКПП
Основными составляющими компонентами АКПП считаются гидротрансформаторное устройство, а также механический редуктор. Первый узел используется в качестве сцепления, а второй предназначен для передачи механического усилия между шестеренками.
Крутящий момент передается от вала силового агрегата гидротрансформаторным устройством, функционирующим на основе давления трансмиссионной жидкости. Конструкция автоматической коробки включает в себя металлические диски с фрикционами и муфты. Они используются в качестве механической функции сцепления. Когда диски сжимаются и разжимаются, происходит активация определенных муфт. Последние используются в качестве передач в агрегате.
Что может ломаться?
Пользователь Александр Сорокин в своем ролике показал, как производится разборка автоматической трансмиссии и ее ремонт.
Какие неисправности характерны для автоматических коробок передач:
- Выход из строя кулисы рычага АКПП. Такие неполадки более характерны для агрегатов старого типа, в которых есть механическая связь с самой трансмиссией. Поломка кулисы приводит к тому, что автовладелец не может переключать режимы работы коробки. Для решения неисправности потребуется поменять вышедший из строя рычаг, а также саму кулису. Признаки поломки заключаются в сложностях переключения селектора КПП, в крайнем случае перевести рычаг в другое положение будет невозможно. Возникает потребность в ремонте агрегата. В некоторых автомобилях для этого необходимо полностью снимать коробку передач.
- Утечка рабочей жидкости. По отзывам автолюбителей, они часто сталкиваются с проблемой вытекания масла из-под уплотнительных резинок. Поэтому владелец должен периодически выполнять визуальную диагностику состояния трансмиссии на яме или эстакаде. Когда проверка показала следы масляных подтеков, нужно определить причину утечки либо обратиться на СТО. Если проблема кроется в уплотнителях, то они меняются без труда.
- Неисправности в работе управляющего модуля. В случае когда центральный процессор ломается, он может неверно подбирать обороты для переключения скоростей. В некоторых ситуациях механизм управления блокирует работу коробки передач. Если модуль полностью вышел из строя, он подлежит замене. При повреждении управляющих шлейфов их также нужно поменять. Когда центральный процессор работает нормально, но иногда проявляются сбои, его можно попробовать перепрошить. Но выполнить такую задачу способен не каждый специалист.
- Неисправности гидравлического блока. Неполадки проявляются в результате износа конструктивных элементов устройства или несоблюдения правил использования агрегата. Если автовладелец не прогревает коробку передач в холодное время года, а сразу начинает движение, причем двигается резко, это приводит к неполадкам в работе гидроблока. Основными признаками являются толчки, удары и вибрации. Иногда движение на машине вовсе невозможно.
- Неисправности в работе гидротрансформаторного устройства. Такую проблему нельзя решить без ремонта. Отремонтировать гидротрансформатор проще и дешевле, чем управляющий модуль или гидравлический блок. При неисправностях узла водитель услышит нехарактерный для работы трансмиссии стук, шуршание, вибрацию. Вы почувствуете, что динамика транспортного средства ухудшилась. А если будете менять трансмиссионную жидкость, то в поддоне картера увидите большое количество металлической стружки.
Преимущества и недостатки
Начнем с плюсов:
- Автоматы — более надежные агрегаты. В среднем ресурс использования современной автоматической трансмиссии составляет не менее 300 тысяч километров пробега, если коробка будет правильно использоваться и обслуживаться. Причем работать машина с АКПП может в любых условиях.
- Более упрощенный ремонт по сравнению с вариаторной трансмиссией. Обслуживание АКПП можно произвести в гаражных условиях. Найти для этого квалифицированного специалиста не составит труда. Причем стоимость выполнения работ будет ниже.
- Автоматические агрегаты менее требовательны к качеству использующейся смазки. Оригинальными маслами пользоваться желательно, но необязательно. При необходимости всегда можно найти более дешевый аналог.
- Щадящее отношение АКПП к двигателю. Переключение режимов в работе трансмиссии осуществляется без необходимости увеличения оборотов ДВС.
- Меньше электроники по сравнению с вариатором.
Недостатки автоматических трансмиссий:
- Более низкий коэффициент полезного действия, что обусловлено его потерями в гидротрансформаторном устройстве. Соответственно, классические автоматы используют не всю полезную мощность двигателя.
- Повышенный расход горючего.
- При переключении режимов в работе трансмиссионного агрегата проявляются рывки. В более новых автомобилях этой проблемы нет, поскольку они оснащаются большим числом передач.
- Не такие высокие динамические особенности, как у вариаторов. Транспортное средство с автоматом разгоняется значительно медленнее, чем авто с механикой или CVT.
- В АКПП используется больше трансмиссионной жидкости. Если для оптимальной работы вариаторной коробки передач требуется 5-8 литров масла, то для классического автомата понадобится не менее 8-10 л смазки.
В чем основное отличие?
Теперь разберем, в чем заключается разница и можно ли визуально сравнить и отличить эти два типа КПП. Внешне, по рычагу коробки передач вариаторная трансмиссия ничем не отличается от традиционного автомата.
Проведем сопоставление основных различий:
- автомат не обеспечивает транспортному средству динамичности и стремительности;
- автомобили с АКПП потребляют больше топлива, чем машины с вариаторами;
- в АКПП надо чаще менять смазочную жидкость;
- вариаторные трансмиссии функционируют без переключения скоростей.
Фотогалерея
Фото, которые позволят отличить АКПП от вариатора, приведены ниже.
1. Схематическое устройство АКПП 2. Схематическое устройство вариатора
Как узнать, что стоит у вас?
Когда двигатель достигает определенного числа оборотов, в машинах с автоматической трансмиссией осуществляется переключение передач на более высокую или низкую. При этом водитель чувствует небольшой толчок, как при управлении на авто с механикой. Само переключение осуществляется тогда, когда количество оборотов двигателя увеличивается до 3500 в минуту. Возрастает и шум силового агрегата при повышении передачи. Что касается вариаторных КПП, то во время работы трансмиссия не производит лишнего шума. Транспортное средство едет плавно и мягко, а когда увеличивается скорость, обороты двигателя изменяются, но незначительно. На вариаторных коробках водителям обычно удобнее и комфортнее ездить.
Как еще можно отличить CVT от классического автомата:
- Воспользоваться сервисной книжкой, в ней всегда указывается тип установленной в автомобиле КПП. Символ «А» говорит о том, что машина оснащена автоматом, а «CVT» — вариаторной трансмиссией.
- Когда вы покупаете автомобиль, то нужно узнать о нем подробнее. Для получения информации воспользуйтесь разными источниками. Возможно, что приобретаемая вами модель не комплектуется вариаторами.
- В автоматических трансмиссиях уровень смазочного вещества в системе можно определить с помощью щупа. Вариаторные КПП обычно необслуживаемые и измерителями не оснащаются. Но только по этому критерию различить два типа коробок передач не удастся.
Итоги
Итак, подытожим, что же лучше — вариатор или автомат. Автоматические трансмиссии надежнее, чем CVT. Они не так часто ломаются, не очень требовательны к правильной эксплуатации и обслуживанию. Ремонт таких КПП при желании можно выполнить самостоятельно. Что касается вариаторов, они требовательнее в плане обслуживания и использования. Но управление машиной с CVT будет более приятным благодаря отсутствию передач и толчков при их переключении. Водителям, которые предпочитают комфорт, лучше выбирать машины с вариаторами.
Современные автомобили оснащаются различными вариантами трансмиссии. Это может быть как механическая КПП (МКПП), так и различные варианты автоматической коробки передач (обычный автомат, коробка прямого переключения DSG, вариатор, Tiptronic). Все они имеют свои достоинства и недостатки. Однако, коробки DSG или Tiptronic – это всего лишь усовершенствованная «механика», переключением скоростей в них управляет блок электроники, но при этом водитель может участвовать в процессе. А по сути, настоящих автоматов всего два – это АКПП с гидротрансформатором в основе и бесступенчатый вариатор. О том, какой вариант из них предпочтительней для автомобилиста, ведутся бесконечные споры. Итак, разберём эти два вида трансмиссий.
Автоматическая коробка передач: история, устройство, принцип работы
История АКПП началась ещё в 19 веке, именно тогда были зарегистрированы первые патенты. Долгое время «автомат» не получал должного развития, однако, в 30-х годах XX века корпорация Chrysler внедрила в конструкцию гидромуфту и после этого началось бурное развитие АКПП. Полностью автоматической такую систему назвать было нельзя, для переключения скорости всё же приходилось выжимать сцепление. Правильнее было бы назвать коробку «полуавтомат». Полноценную автоматическую трансмиссию создала компания General Motors во время Второй Мировой войны. В дальнейшем инициативу подхватили все известные корпорации, а в 50-х годах гидромуфта стала уходить в прошлое, на её замену пришёл гидротрансформатор, позволяющий повышать крутящий момент и добавлять плавности движению. До начала 90-х годов происходило постепенное усовершенствование «автоматов», добавлялись дополнительные режимы, совершенствовались расходные материалы, повышался КПД коробки. В 90-х по всему миру началась компьютеризация. Не обошла она стороной и автопромышленность. Потоками жидкости в АКПП вместо клапанов и заслонок стали управлять электромагниты, команды для работы которого отдавал блок управления. Благодаря такому нововведению увеличилась экономичность, вырос КПД, снизилась токсичность, а плавность переключения передач существенно выросла.
В начале 21 века распространение получили многоступенчатые автоматические трансмиссии. В 2002 году появляется первый шестискоростной «автомат», в 2007 – 7-и ступенчатый, а в 2014 компания ZF представила миру первую девятиступенчатую коробку. Судя по всему, дальнейшее развитие АКПП будет уходить в сторону дальнейшего повышения количества передач и полной компьютеризации всех возможных узлов.
Устройство «автомата»:
- гидротрансформатор – при трогании с места передаёт крутящий момент;
- планетарные редукторы – передаёт момента при движении;
- фрикционы переключают передачи после соединения и разъединения узлов АКПП;
- обгонная муфта – смягчает толчки при переключении;
- дополнительно используются различные барабаны, валы, датчики и т.д.
Упрощённый принцип работы:
Автоматика управления может быть гидравлической или электронной. При гидравлической автоматике центробежный регулятор соединён с валом, переключение происходит за счёт давления масла. К тому же, гидравлика используется и при нажатии на педаль газа. В этом случае скорости переключаются в зависимости от положения педали.Более современная электронная конструкция использует соленоиды (по конструкции это обычные электромагниты). Они соединены с электронным блоком управления. Переключение золотников АКПП зависит от многих факторов: положения дроссельной заслонки, скорости, расхода воздуха. Понижение или повышение скоростей не зависит от давления масла, все решения принимает компьютер, в зависимости от сочетания нескольких факторов.
Рис. 1. Внешний вид АКПП
Рис. 2. Принципиальная схема
На видео устройство и работа АКПП:
Главное достоинство автоматической коробки – комфорт и удобство в управлении. Вместе с тем, недостатков немало:
- повышенный расход топлива;
- низкая динамика разгона (дорогие автомобили лишены этого недостатка);
- высокая стоимость обслуживания;
- сложность конструкции;
- плохо чувствует себя на бездорожье;
- нельзя буксировать на дальние расстояния;
- при выходе из строя предстоит крайне дорогостоящий ремонт.
Несмотря на все эти недостатки, «автомат» пользуется спросом. Статистика продаж говорит о том, что автомобили с АКП занимают второе место по популярности после машин с обычной «механикой».
Вариаторная коробка передач
От многих недостатков АКПП избавлена так называемая бесступенчатая коробка, или, как её называют: «вариатор». С его помощью изменение передаточного числа происходит постепенно и зависит от оборотов и нагрузки на двигатель.
История вариатора даже более древняя, чем история «механики», не говоря уж про «автоматы». Такие приводы впервые начали применяться на промышленном оборудовании, после чего пришли и в автопромышленность. С начала XX-го века и до сих пор вариаторные коробки передач применяются на мототехнике.
Но при всех своих достоинствах, вариатор долго не мог занять свою нишу в трансмиссиях легковых автомобилей. А причина очень проста: в те года не было нормальных материалов, к тому же отсутствовали грамотные инженерные решения.
Были попытки поставить вариатор на малолитражки, но по мощности двигателя такие машины скорее относились к классу мототехники. Прорыв совершили японцы в 70-х годах. Компания Subaru установила вместо резинового ремня цепь, а один из шкивов стал разрезным. Это позволило менять передаточное число за счёт изменения диаметра самого конуса.
В конце 90-х годов концерн Honda выпустил автомобиль HRV, который безальтернативно поставлялся с вариаторной коробкой. Она была крайне ненадёжна, практически не ремонтировалась и не оправдала надежд производителя. Однако, эта проблема дала толчок инженерам компании и они смогли найти решения, устраняющие все «детские» проблемы. С тех пор вариаторная КПП с каждым годом набирает популярность, хотя многие по старой памяти и опасаются приобретать такие автомобили.
Существуют два варианта таких трансмиссий: клиноременная и тороидная.
В основу первой входят конические шкивы и двухременная передача. Ремень изготавливается из резины, пластин или представляет собой цепь. На принцип работы это не влияет. За счёт сведения и разведения ведомого и ведущего шкивов меняется и передаточное число. В основе лежит принцип действия центробежных сил. В зависимости от оборотов диски сжимаются и разжимаются,при этом уменьшается или увеличивается передаточное число. Всё происходит плавно и нигде не фиксируется. Поэтому такую трансмиссию и называют бесступенчатой.
Рис. 3. Принцип работы клиноременного вариатора.
Рис. 4. Работа клиноременного вариатора при разных режимах.
Другая конструкция у тороидного вариатора. В его основе два соосных вала, которые вращаются в разные стороны. Ролики, которые зажаты между ними, в зависимости от силы трения регулируют передаточное число. Это одновременно и плюс и минус такого варианта трансмиссии. Плюс – в отсутствии ненадёжных ремней, минус – нормальная работа зависит от пятна контакта роликов с валами. При небольшом дефекте или выработке, такие коробки моментально перестают правильно работать.
Рис. 5. Внешний вид тороидного вариатора.
Рис. 5. Принцип действия тороидного вариатора.
На видео: Устройство вариаторной коробки в автомобиле «Subаru».
Как и на всех современных авто, помогают управляться с «коробкой» всевозможные датчики, контроллеры и электронный блок управления.
Достоинства вариаторной трансмиссии:
- Плавный разгон;
- Уменьшенный, по сравнению с МКПП и АКПП расход топлива;
- Оптимизация нагрузки на двигатель;
- Тихая работа двигателя
Недостатки:
- возможна установка только на автомобили малой и средней мощности;
- крайне дорогие жидкости и расходники, причём нередко приобретать необходимо только строго определённые;
- при поломке вы в любом случае «попадаете» на крупную сумму. Да и возьмутся за ремонт даже не все дилеры, скорей, предложат полностью её поменять. Из этого же следует абсолютная невозможность починки в гараже или даже в собственной мастерской. В защиту можно сказать лишь то, что современные «вариаторы» весьма надёжны.
- так как «вариатор» напичкан всевозможной электроникой и очень чувствителен к оборудованию, выход из строя любого датчика может повлечь за собой массу неприятностей.
Выбор трансмиссии
И всё же, какой будет ответ на вопрос: «Что лучше: «вариатор» или «автомат»?». Однозначно посоветовать ничего нельзя, можно дать лишь небольшие советы.
«Автомат» больше подойдёт для первого автомобиля, водителю, предпочитающему спокойный стиль езды, женщинам. Так как эта трансмиссия давно зарекомендовала себя, как надёжный узел, он подойдёт и тем, кто ценит своё время и деньги.
Предпочитающие спокойную и ровную езду всё чаще отдают свой голос «вариатору». К тому же, за ними будущее. Все проблемы, связанные с этими «коробками» мало-помалу решаются, а бесступенчатый принцип действия является на текущий момент самым технологичным. Конечно, МКПП и АКПП ещё многие года будут пользоваться спросом, но не за горами время, когда «вариаторы» оставят далеко позади все предыдущие варианты трансмиссий.
Старая добрая механическая коробка передач постепенно уходит с рынка. Современные автолюбители предпочитают комфорт и некоторое ощущение «свободы» за рулем, которое стало доступным каждому с появлением автоматических коробок передач. Но технический прогресс неутомимо мчится вперед, выводя на рынок новые автомобильные агрегаты. Речь идет о вариаторах – трансмиссии, которая получилась в результате симбиоза механики и автомата. Многие современные модели автомобилей оснащены именно этим видом коробок. Как и всё новое, вариаторы проходят экспериментальное испытание на практике, дорабатываются, актуализируются и совершенствуются.
Итак, пока все автопроизводители не наделили свои машины возможностью беспилотного управления, водители сталкиваются с дилеммой: какой коробке передач отдать свое предпочтение. И чем больше автомобилей оснащаются вариаторами, тем больше вопросов возникает: на чем основан принцип работы вариатора? Надежна ли эта коробка? Чем отличается вариатор от автомата, если в машине тоже 2 педали? Наконец, что лучше: автомат или вариатор? На эти и некоторые другие вопросы ответы найдутся в данной статье.
Приобретение автомобиля - поступок, который нельзя назвать спонтанным. Так или иначе, автолюбители заранее готовятся к этому событию, находят информацию о конструктивных особенностях, мощности, эксплуатации, «болячках» и т.д. Пропустив этот момент, можно быстро разочароваться в любом авто. Чтобы избежать негативных эмоций, необходимо покупать автомобиль, отвечающий собственным требованиям. Например, стоит четко понимать, в чем заключается принципиальная разница между автоматической коробкой и вариатором, так как некоторые ставят между этими агрегатами знак равенства.
Как работает АКПП
Работа «автомата» основана на принципе взаимодействия двух основных узлов: гидротрансформатора и редуктора. Гидротрансформатор нагнетает давление, благодаря чему передачи переключаются плавно и автоматически. По сути, именно этот узел заменил механическое сцепление.
Второй узел АКПП – редуктор – отвечает за механическую часть работы трансмиссии, состоит из нескольких ступеней, обозначенных парами шестерней, которые находятся в постоянном зацеплении.
Как работает вариатор
Особенность вариаторных коробок заключается в бесступенчатом переключении передач. За непрерывный набор скорости отвечает пара конусных шкивов, один из которых ведущий, второй – ведомый. Шкивы взаимодействуют друг с другом через металлический трапециевидный ремень или цепь.
Что происходит внутри вариатора во время работы?
Конусовидные шкивы – детали не монолитные. Каждый шкив представляет собой ряд сдвижных элементов. Самая низкая передача (начальная или первая) возникает в момент, когда ведущий шкив находится в максимально раздвинутом состоянии и цепь ходит по малому диаметру. Соответственно, когда ведущий шкив выдвинут на минимальное расстояние, диаметр хождения цепи увеличивается до максимума, что характерно для пятой, шестой и более высоких передач.
В этом вся суть работы вариатора: движение шкивов меняет передаточные числа, что влечет снижение или увеличение скорости авто.
Автоматическая трансмиссия VS вариатор. Плюсы и минусы
Чтобы поставить точку в вопросе «что лучше: автомат или вариатор?», необходимо оценить все достоинства и обозначить все недостатки этих видов трансмиссии:
Достоинства АКПП
Недостатки АКПП
- АКПП обладает сравнительно низким КПД из-за конструктивных особенностей гидротрансформатора. Как следствие, автомобили с «автоматом» нельзя назвать экономичными в плане расхода топлива.
- Слабая динамика разгона, «тупость» и «провалы» при наборе скорости – еще один существенный недостаток АКПП в сравнении с вариатором.
Достоинства вариаторной коробки
Недостатки вариатора
- Вариаторы появились относительно недавно и постоянно совершенствуются. Поэтому, до сих пор по ним не наработана статистика, в связи с чем, и обслуживание, и тем более ремонт этих коробок — процедуры весьма затратные.
- Вариаторные коробки требуют регулярного обслуживания с использованием специфических масел, которые имеют принципиальные отличия в зависимости от производителя и конструктивной особенности.
Выводы. Что лучше: автомат или вариатор?
Владея информацией об особенностях и принципах работы различных видов трансмиссии, зная их достоинства и недостатки, каждый автовладелец найдёт свой ответ на вопрос «что лучше: автомат или вариатор?». , автолюбителям стоит полагаться на индивидуальные потребности и внутреннее водительское чутье.
Возможно, для кого-то проверенная надежность автомата стоит на ступень выше, чем инновационный вариатор. Кто-то, наоборот, выберет передовые технологии, пожелав испытать их на прочность. Всё в этом мире совершенствуется, всегда что-то новое приходит на смену старому. В любом случае, решение о том, с какой коробкой передач – автоматом или вариатором – будет ваш следующий автомобиль, принимать Вам!
В настоящее время существует несколько типов автомобильных трансмиссий – это известная на протяжении многих лет механическая (МКПП), привычный и любимый многими «автомат» (АКПП), популярный, но до конца не изученный вариатор (имеющий буквенное обозначение CVT) и роботизированная коробка переключения передач (она же РКПП и DSG), которыми все чаще агрегатируют современные автомобили.
Говорить о всех представителях не будем, потому как в настоящее время битва идет между полюбившимся десяткам тысяч автовладельцев по всему миру автоматом и малознакомым, но уверенно набирающим популярность вариатором. Давайте постараемся разобраться, что за зверь каждый из них, какой надежнее, а какой специалисты не советуют покупать. Готовы?
История
Первый автомобиль, агрегатируемый автоматической коробкой переключения передач, появился в 1928 году им стал автобус шведской фирмы «Лисхольм-Смит». В серийное производство автомобили на автомате поступили лишь через 20 лет, а именно, в 1947 году, когда с конвейера сошел Buick Roadmaster.
Вариатор же несмотря на то, что в настоящее время он лишь начинает завоевывать армию своих поклонников, появился также сравнительно давно – в конце пятидесятых годов прошлого века, когда на легковые автомобили марки DAF (да, не удивляйтесь в те времена под этим именем выпускались не только грузовики) в качестве трансмиссии устанавливали данный тип коробки.
Конструкционные особенности
Очевидно, что главное отличие этих видов трансмиссий заключается в их конструкции и работе (иначе не было бы смысла сравнивать их). Давайте изучим этот вопрос в деталях.
Основными элементами автоматической коробки переключения передач являются редуктор и гидротрансформатор . Последний выполняет функцию сцепления и обеспечивает переключение передач. Редуктор же объединяет все пары шестерен, что в результате создает один законченный механизм, который имеет несколько ступеней.
Вариатор же работает без переключения передач , а передаточное число в этом механизме изменяется двумя, расположенными напротив друг друга, конусными шкивами (один из них является ведомым, другой – ведущим), которые стянуты металлическим трапециевидным ремнем или цепями.
Принцип работы
В разговоре об автоматической трансмиссии автолюбители всегда упоминают комфорт, даруемый этой КПП, поскольку водителю нет необходимости вручную переключать передачи, ведь автомат справляется с этим самостоятельно. Помимо этого данный тип трансмиссии выбирает щадящий режим, таким образом защищая двигатель от перегрузок и продлевая ему жизнь. В этом случае можно уверенно говорить о том, что водитель может полностью сосредоточиться на дороге и сконцентрировать свое внимание на более важных делах.
За работу вариатора отвечает компьютер, который подбирает оптимальное передаточное отношение исходя из условий движения , при этом также как и автомат не перегружает двигатель. Разгон происходит плавно, без рывков и следовательно лишних перегрузок, переключение передач осуществляется абсолютно незаметно как для водителя, так и для пассажиров – ведь нет никаких толчков при переходе на повышенную скорость, которыми все же грешит автомат.
Эксплуатация
Правильная эксплуатация является залогом долгой жизни – это утверждение как нельзя более уместно в сегодняшнем разговоре об автомобильных трансмиссиях. Только беспрекословно соблюдая некоторые рекомендации можно будет продлить срок службы КПП. В целом требования у автомата и вариатора схожи. Не лишним будет о них упомянуть в этой статье.
При эксплуатации автомобиля с АКПП надобно избегать резких стартов и торможений . Не следует переключать режимы работы коробки во время движения. Не рекомендуется буксировать прицепы и другие автомобили, поскольку автоматическая трансмиссия не любит лишних нагрузок, точнее она просто не рассчитана на них. Не забывайте периодически (примерно через 50 000 пробега) менять масло в коробке. Прежде чем отправиться в путь в холодное время года предварительно прогрейте АКПП, т.е. запустив двигатель, дайте коробке поработать по секунд 15-20 в каждом режиме на холостом ходу и первые несколько минут после старта старайтесь не перегружать коробку. И не пренебрегайте стояночным тормозом, конечно, режим «Parking» хорош, но при стоянке на подъемах и спусках он не способен защитить коробку от излишних нагрузок.
Правильная эксплуатация вариатора в общем схожа с тем, о чем мы выше уже поведали. Единственное на чем хочется заострить ваше внимание, уважаемые читатели, так это на острой необходимости следить за качеством масла в коробке . Вариатор очень привередлив в этом вопросе, если вы будете пренебрегать своевременной заменой жидкости, то в скором времени он просто выйдет из строя, а ремонт данного типа коробки, в силу ее мало изученности и наличию малого числа специалистов, очень дорогой. Поэтому лучше все-таки стараться поломку предупредить нежели потом ее лечить, это сбережет ваши нервы, время и деньги.
Преимущества и недостатки
Ну и наконец после вводной лекции можно перейти к основному – к сравнению плюсов и минусов каждого вида трансмиссии.
Динамика . Вариатор в сравнении с автоматической коробкой переключения передач славится лучшей динамикой, поскольку ускорение происходит плавно. Если сравнивать автомобили с аналогичными техническими характеристиками, но агрегатируемые разными трансмиссиями, то разница в разгоне до сотни может доходить до нескольких десятых секунд.
Расход топлива . В силу того, что за работу вариатора отвечает электроника, которая выбирает щадящий режим, и переключение скоростей переходит плавно, он может похвастать меньшим аппетитом нежели автомат.
Обслуживание . Владельцы автомобилей с автоматической коробкой переключения передач вынуждены чаще менять жидкость в коробке, нежели вариатороводы. Однако вариатор требует заливки специальной жидкости, которая в разы дороже обычного масла.
Ремонтопригодность . Осуществить ремонт автомата проще и быстрее, а следовательно и дешевле, чем вернуть к жизни вариатор в силу сложности конструкции последнего.
Экологичность . Автомобили, агрегатируемые вариатором, считаются более экологически безопасны, чем их собратья на автомате.
Сегодняшнее сравнение не претендует на звание исчерпывающего, ровно также как и не имеет право зваться притчей во языцех. Только вы, уважаемые читатели, вольны ставить оценки. Конечно, в каждой трансмиссии есть что-то свое как положительное, так и негативное. Посему списывать со счетов одну из них было бы крайне несправедливо, да и даже неразумно. Мы не будем навязывать вам свое мнение, ведь покупая автомобиль каждый предъявляет к нему свои требования. Однако нельзя не сказать, что в настоящее время все чаще с конвейеров автозаводов сходят машины, агрегатируемые вариаторной коробкой. Кто знает, может быть, через один-другой десяток лет пьедестал почета трансмиссий возглавит именно вариатор. Хотя, мы не в силах предугадать, что будет завтра, возможно, уже сейчас инженеры автоконцернов трудятся над созданием очередной трансмиссии, о которой мы даже не подозреваем.
