КПП cvt что это такое?

Коробка передач CVT — что это такое?

При покупке современного автомобиля многие задаются проблемой выбора коробки передач. Если механическая и автоматическая трансмиссии используются в автопроизводстве уже долгие годы и хорошо известны всем автолюбителям, то CVT коробки появились на машинах относительно недавно и незнакомы многим автомобилистам. Так что такое коробка передач cvt: каков ее принцип работы, в чем недостатки и преимущества?

Принцип работы коробки передач CVT

Название коробки передач CVT – это ничто иное, как аббревиатура от английского словосочетания Continuously Variable Transmission, что дословно можно перевести, как непрерывно изменяющая передачи. Такой механизм еще называют вариатором или бесступенчатой трансмиссией. Основное отличие от других видов коробок заключается в отсутствии конечного числа фиксированных положений с разными передаточными числами.

Читайте также: Чем отличается вариатор от автоматической коробки и что лучше.

Строго говоря, вариатор уже давно использовался на различных технических устройствах и транспортных средствах. К ним можно отнести: бензопилы, снегоходы и некоторые станки. Вся эта техника не обладает той мощностью, которая есть у автомобиля, и вариаторы в ней не подвергаются большим нагрузкам. Для установки на современные машины нужен был совершенно иной тип механизма, который был бы способен справляться с поставленными задачами. В результате долгих поисков, инженеры решили эту задачу.

Современная бесступенчатая трансмиссия представляет собой два шкива, соединенных между собой ременной передачей. Ремень изготовлен из сверхпрочных металлических сегментов клиновидной формы, нанизанных на жгут из износостойкого металла. Ведущий шкив соединен с коленчатым валом двигателя, а ведомый через приводные валы с колесами автомобиля. Это самая простая из всех конструкций КПП. При изменении оборотов двигателя и других параметров, диаметр ведущего шкива тоже изменяется, натягивая или ослабляя клиновидный ремень, что приводит к изменению передаточного числа. Размер ведомого шкива также не постоянен, но только за счет инерции и установленных в нем пружин. Всем этим процессом руководит «умная «электроника».

Вариатор в разрезе

Благодаря такому нехитрому устройству, трансмиссия, оборудованная вариатором, позволяет добиться абсолютной плавности хода, независимо от скорости оборотов коленчатого вала. Коробка передач CVT лишена такого понятия, как передача. Передаточное число при движении автомобиля меняется каждую секунду. При этом электроника выбирает оптимальные его параметры с большой точностью. Эти свойства коробки передач породили определенные особенности поведения автомобиля с CVT трансмиссией. Некоторые из них являются преимуществами данного вида трансмиссии, другие ее недостатками.

Основный достоинства и недостатки коробки передач CVT

Принцип бесступенчатости позволил добиться тех положительных результатов, к которым стремились инженеры, создавая вариатор для автомобиля. К ним можно отнести следующее:

• Набор скорости автомобилем происходит очень плавно, рывки и «провалы» отсутствуют.
• Разгон до необходимой скорости происходит значительно быстрее из-за отсутствия необходимости переключения передач.
• Выгодное отличие от механической коробки в плавности движения с места и невозможности заглохания двигателя в пробках или на светофоре.
• Наличие всего двух педалей для управления автомобилем.
• Экономичность и отсутствие шума при разгоне.
• Более динамичный разгон и плавность хода, чем у автомобиля с автоматической коробкой передач.
• Сниженное количество выбросов в атмосферу вредных веществ.

При всех своих преимуществах, вариатор пока не пользуется большой популярностью у водителей, так как они относятся к нему с некоторой опаской. Причиной тому служат следующие недостатки:

• Невозможность длительного движения автомобиля, оборудованного бесступенчатой трансмиссией, на максимальной мощности и на предельных оборотах.
• Большая прихотливость агрегата. Замена фильтров и масла производится каждые 30 000 километров.
• Использование для смазки дорогостоящей жидкости, влияющей на долговечную работу ремня.
• Грубый, интенсивный стиль вождения, с резкими движениями и экстренными торможениями, может вывести вариатор из строя.
• Только автомобили, оборудованные двигателями мощностью до 220 лошадиных сил, могут оснащаться коробкой передач CVT.
• Дорогостоящий ремонт такой коробки вкупе с дефицитом разбирающихся в ней специалистов, добавляет ей минусов.
• Сложность электронной системы управления приводит к тому, что повреждение хотя бы одного датчика дестабилизирует работу всей коробки.

Как видно из перечисленных преимуществ и недостатков, сделать выбор в пользу бесступенчатой трансмиссии можно только определившись с тем, что для нас важно в автомобиле, какой стиль вождения для нас приемлем.

Коробка передач CVT — что это такое?

Что такое коробка CVT, и чем она отличается от традиционной трансмиссии?Такой вопрос может заинтересовать как уже существующих автовладельцев с данным видом передачи крутящего момента так и будущих. Данный тип коробки передач подразумевает отсутствие фиксированных передаточных чисел. Это дает плавность хода, а также позволяет использовать двигатель в оптимальных режимах. Другое название такой коробки — вариатор. Далее рассмотрим плюсы и минусы коробки передач CVT, нюансы ее использования, а также отзывы автомобилистов, уже являющихся владельцами машин с бесступенчатой трансмиссией.

Определение

Аббревиатура CVT (Continuously Variable Transmission — англ.) переводится как «постоянно изменяемая передача». То есть, ее конструкция подразумевает возможность плавного изменения коэффициента передачи между ведущим и ведомым шкивами. Фактически это означает, что коробка CVT обладает множеством передаточных чисел в определенном диапазоне (границы диапазонов задают минимальный и максимальный диаметры шкивов). Эксплуатация вариатора во многом схожа с использованием автоматической коробки передач. Об их отличиях вы можете почитать отдельно.

На сегодняшний день существуют следующие типы вариаторов:

• лобовые;
• конусные;
• шаровые;
• многодисковые;
• торцовые;
• волновые;
• дискошариковые;
• клиноременные.

Самым распространенным типом коробки CVT является фрикционный клиноременной вариатор. Это обусловлено относительной простотой и надежностью его конструкции, а также удобством и возможностью использования в автомобильной трансмиссии. На сегодняшний день преобладающее большинство автопроизводителей, выпускающих машины с коробкой CVT, используют именно клиноременные вариаторы (исключение составляют некоторые модели “Ниссан” с коробкой CVT тороидального типа). Далее рассмотрим конструкцию и принцип действия клиноременного вариатора.

Работа коробки CVT

Клиноременной вариатор состоит из двух основных частей:

• Трапециевидный зубчатый ремень. Некоторые автопроизводители вместо него применяют металлическую цепь или ремень из металлических пластин.
• Два шкива, образованных конусами, направленными друг к другу остриями.

По мере того, насколько близко находятся друг к другу соосные конусы, диаметр окружности, которую описывает ремень, уменьшается или увеличивается. Перечисленные части являются исполнительными механизмами CVT. А управляет всем электроника на основе информации, поступающей от многочисленных датчиков.

Принцип работы вариатора

Устройство бесступенчатой CVT трансмиссии

Так, если диаметр ведущего шкива будет максимальным (его конусы будут расположены максимально близко друг к другу), а ведомого минимальным (его конусы максимально разойдутся), то это означает, что включена самая «высокая передача» (соответствующая 4-ой или 5-ой передаче в традиционной трансмиссии). И наоборот, если диаметр ведомого шкива будет минимальным (его конусы разойдутся), а ведомого максимальным (его конусы сомкнутся), то это соответствует «самой низкой передаче» (первой в традиционной трансмиссии).

В связи с проектными особенностями конструкции вариатор можно использовать лишь на сравнительно небольших машинах (с мощностью двигателя до 220 л.с.). Это связано с большими усилиями, которые испытывает ремень во время работы. Процесс эксплуатации автомобиля с трансмиссией CVT накладывает некоторые ограничения на водителя. Так, нельзя резко стартовать с места, долго ехать на максимальной или минимальной скорости, буксировать прицеп, ездить по бездорожью.

Плюсы и минусы коробок CVT

Как и всякое техническое устройство, вариаторы имеют свои преимущества и недостатки. Но справедливости ради необходимо учесть, что в настоящее время автопроизводители постоянно совершенствуют эту трансмиссию, поэтому со временем картина наверняка изменится, и недостатков у вариаторов будет меньше. Однако на сегодняшний день коробка передач CVT имеет следующие плюсы и минусы:

Вариатор обеспечивает плавность набора скорости без рывков, характерных для МКПП или АКПП. Вариатор сегодня устанавливают на машины с мощностью двигателя до 220 л.с. Это связано с тем, что очень мощные моторы оказывают чрезмерное воздействие на приводной ремень (цепь) вариатора. Более высокий коэффициент полезного действия. Благодаря этому экономится топливо, а мощность двигателя быстрее передается на исполняющие механизмы. Вариатор очень чувствителен к качеству трансмиссионного масла. Как правило, необходимо покупать только оригинальные качественные масла, которые гораздо дороже их бюджетных аналогов. Кроме этого, менять масло надо чаще, чем в традиционной трансмиссии (примерно через каждые 30 тысяч километров пробега). Значительная экономия топлива. Она становится результатом высокого КПД и плавного набора оборотов двигателя и скорости (в традиционной трансмиссии значительный перерасход происходит во время переключения передач). Сложность устройства вариатора (наличие “умной” электроники и большого количества датчиков) приводит к тому, что при малейшей поломке одного из многочисленных узлов вариатор будет автоматически переведен в аварийный режим или выведен из строя (принудительно или аварийно). Высокая экологичность, которая является результатом меньшего расхода топлива. А это означает, что машины, оборудованные вариатором, удовлетворяют современным высоким европейским требованиям экологичности. Сложность ремонта. Зачастую даже незначительные проблемы с эксплуатацией или ремонтом вариатора способны привести к ситуации, когда трудно найти мастерскую и специалистов по ремонту этого агрегата (особенно это актуально для небольших городов и поселков). А стоимость ремонта вариатора куда выше, чем традиционных МКПП или АКПП.

Возможные проблемы эксплуатации

На практике владельцы автомобилей, оборудованных трансмиссией CVT сталкиваются с тремя основными проблемами.

Износ подшипников конусов. Причина этого явления банальна — попадание на рабочие поверхности продуктов износа (металлической стружки) или мусора. О проблеме автовладельцу расскажет появившийся гул, доносящийся из вариатора. Это может случиться на разных пробегах — от 40 до 150 тысяч километров. По статистике, этим очень грешит Nissan Qashqai. Чтобы избежать такой проблемы необходимо регулярно проводить замену трансмиссионного масла (в соответствии с рекомендациями большинства автопроизводителей это нужно делать через каждые 30. 50 тысяч километров пробега).

Редукционные насос и клапан

Дополнительные сведения о вариаторе

Многие специалисты считают, что коробка передач CVT (вариатор) — это наиболее совершенный вид трансмиссии на сегодняшний день. Поэтому есть все предпосылки к тому, что вариатор постепенно вытеснит АКПП, как последняя уверенно вытесняет МКПП со временем. Однако, если вы решите купить машину, оборудованную вариатором, то вам необходимо помнить следующие важные факты:

• вариатор не предназначен для агрессивного стиля езды (резкого набора и сброса скорости);
• на машине, оборудованной вариатором, категорически не рекомендуется продолжительное время ехать на предельно малых и предельно высоких скоростях (это приводит к значительному износу узла);
• ремень вариатора боится значительных ударных нагрузок, поэтому рекомендуется ездить лишь по ровной поверхности, избегая проселочных дорог и бездорожья;
• в вариаторе обязательно необходимо своевременно менять трансмиссионное масло (а использовать лишь качественное оригинальное масло).

Перед покупкой машины с коробкой CVT вам необходимо быть готовым к условиям ее эксплуатации. Она обойдется вам дороже, однако это стоит того удовольствия и комфорта, который предоставляет вариатор. Тысячи автомобилистов на сегодняшний день пользуются вариаторной трансмиссией, и их количество только растет.

Отзывы о CVT коробке передач

Напоследок мы собрали для вас реальные отзывы владельцев автолюбителей, чьи машины оборудованы вариатором. Представляем их вашему вниманию с тем, чтобы у вас сложилась максимальная четкая картина о целесообразности выбора.

К вариатору надо привыкнуть. У меня было субъективное впечатление, что как только отпустишь газ, то машина останавливается гораздо быстрее чем на автомате (скорее всего так, торможение двиглом происходит). Вот это мне было необычно, я люблю до светофора докатываться. А из плюсов — на двигле 1.5 динамика чумовая (не по сравнению с Супрой, а по сравнению с обычными машинами с 1.5) и расход топлива небольшой. Все кто хвалят вариатор, никто не может вменяемо объяснить, чем он лучше современной, тоже плавной 6-7ми ступенчатой настоящей гидромеханики, т.е ответ прост ничем, даже хуже (написано выше в статье). Просто эти люди купили вариатор не потому, что он лучше автомата, а потому, что тот авто, который они решили купить не шёл с настоящим автоматом. Вариатор экономичнее автомата (сравниваю не с селикой а с любой другой машиной с движком 1.3 Вариатор не вселяет надежд. Интересная, конечно, разработка. Но, учитывая, что весь мировой автопром уходит от улучшения надёжности в современных агрегатах, то от от вариков (впрочем, как и от роботов) ничего ждать не приходится. Разве что переходить на потребительское отношение к авто: купил, 2 года покатался по гарантии, слил, купил новую. К чему нас и ведут, собственно. Плюсы — более быстрый и уверенный разгон по сравнению с автоматами и механикой ( если на механике не мастер спорта по автогонкам). Экономичность.( Фит-5,5 л, Интегра-7 л, обе по трассе) Зачем нужен вариатор, когда давно изобретён «классический» автомат — плавный и супернадёжный? Напрашивается только один вариант — чтобы уменьшить надёжность и наварится на продаже з/ч. И так типа, 100тыс. машина проехала — всё, пора на помойку. Прошлую зиму ездил на цивике с вариатором, никаких проблем на гололеде не было. Вариатор действительно экономичнее и динамичнее автомата. Главное чтобы он достался тебе в хорошем состоянии. Ну а немного более дорогое обслуживание это плата за удовольствие от вождения Короче, вариатор = геморрой, маркетинговая мулька для одноразовых автомобилей.

Как видите, большинство людей, хотя бы один раз попробовавших ездить на вариаторе, по возможности не отказываются далее от этого удовольствия. Однако выводы делать лишь вам.

Итоги

Вариатор хотя и более сложный и дорогой в обслуживании, но все же на сегодняшний день является самой лучшей трансмиссией для машин с двигателем внутреннего сгорания. А со временем цена на автомобили, оборудованные им, будут лишь снижаться, а надежность такой системы расти. Поэтому описанные ограничения будут убраны. Но на сегодняшний день не забывайте о них, и используйте автомобиль в соответствии с рекомендациями производителя, и тогда коробка СВТ будет также долго служить верой и правдой как и сам автомобиль.

CVT коробка передач — что это такое

У многих современных авто установлена CVT коробка передач, что это такое знают не все автолюбители, так как привыкли сталкиваться с механическими или автоматическими КПП.

CVT коробка передач — что это такое

На новых автомобилях кроме механической и автоматической, часто используют CVT коробку. В народе она называется вариатором.

Аббревиатура CVT означает непрерывно меняющаяся передача, то есть другими словами — это бесступенчатая трансмиссия.

Здесь нет фиксированных положений шестерен, так как постоянно выбирается оптимальное передаточное число.

КПП используется для того, чтобы при постоянных оборотах двигателя, можно было менять скорость движения.

Отношение между скоростью вращения коленвала и колес автомобиля характеризуется передаточным числом.

Основное преимущество такого решения в том, что оно позволяет максимально эффективно использовать мощность двигателя, при этом потери крутящего момента сводятся к минимуму.

Если на авто с механической трансмиссией, чтобы изменить скорость движения, надо переключаться вручную, то в случае с CVT, это происходит постоянно и без вашего участия.

Так как здесь нет шестерен, поэтому при изменении скорости, не происходит рывков.

Чтобы ответить на вопрос, CVT коробка передач, что это такое и в чем ее преимущество перед автоматической КПП, надо сказать, что вариатор обеспечивает плавный разгон, он происходит намного быстрее, чем при использовании автоматической КПП.

В этом случае, обороты двигателя практически одинаковые и не происходят их перепады от максимальных до минимальных значений.

Вариатор очень точно подбирает передаточное число, которое зависит от того, ускоряетесь вы или замедляетесь, поэтому стиль езды будет более ровным, нагрузка на двигатель уменьшается и снижается расход топлива.

Раньше вариаторы использовались только на скутерах, но сейчас они устанавливаются как на легковых автомобилях, так и на громоздких кроссоверах.

Существует три их вида:

• клиноременной;
• тороидный;
• клиноцепной.

Первые два типа являются более распространенными, на сегодняшний день вариаторные КПП устанавливают на своих автомобилях такие производители как Mercedes-Benz, Nissan, Ford, Subaru, Audi, Honda и другие.

Принцип работы

Если говорить о том, как выглядит самый простой вариатор, то это будет два раздвижных шкива, которые между собой соединяются и взаимодействуют при помощи ремня, имеющего клиновидную форму.

В автомобиле этот узел имеет более сложную конструкцию, так как он должен обеспечивать движение назад и пониженные передачи.

Клиноременная конструкция в своем составе имеет такие элементы:

• раздвижные шкивы, они находятся на одном валу, и приводятся в действие гидроцилиндрами. Раздвигаются шкивы в зависимости от частоты вращения коленвала или они действуют по сигналу, приходящему из блока управления;
• клиновидный ремень, эта деталь состоит из двух металлических лент со стальными пластинами. Вверху пластины имеют вид конуса, они плотно соприкасаются между собой, внизу у них есть пазы;
• гидротрансформатор преобразует и передает крутящий момент, что позволяет автомобилю плавно начинать двигаться;
• при помощи дифференциала, крутящий момент равномерно распределяется на ведущие колеса;
• для обеспечения движения задним ходом, есть планетарный механизм, с его помощью вторичный вал может вращаться в обратном направлении;
• для обеспечения давления рабочей жидкости, есть гидронасос, в действие он приводится гидротрансформатором. Рабочая жидкость подается под давлением, благодаря чему в работу вступают гидроцилиндры;
• для контроля за работой указанного агрегата, существует блок управления, это микропроцессорное устройство. Оно учитывает такие показатели как положение коленвала, расход топлива и т.д., в соответствии с полученными показателями, корректируется работа механизма.

Отличие тороидного типа в том, что в нем есть два клиновидных диска, один из которого ведомый в другой ведущий.

Между дисками установлен специальный ролик, он может поворачиваться относительно горизонтальной оси и в то же время, ролик может двигаться вертикально вверх и вниз.

Во время перемещения ролика, он соприкасается с участками дисков, имеющих разные диаметры.

Для получения низшей передачи, ролик движется между малым диаметром ведущего и большим диаметром ведомого диска.

Если диаметр ведущего шкива становится большим, а у ведомого шкива диаметр будет маленьким, то получается противоположное соотношение.

[ok]Для работы вариатора тороидного типа требуется специальная смазка, его стоимость значительная, поэтому он менее популярен, по сравнению с конструкцией клиноременного типа[/ok].

Работа клиноременной вариаторной коробки

Когда увеличиваются обороты, начинает работать гидротрансформатор и он передает вращение на первичный вал и ведущий шкив.

Под действием гидроцилиндров, его щеки начинают сужаться, поэтому трение между ними и ремнем увеличивается.

Это приводит к тому, что вращение передается на ведомый шкив и вторичный вал. В это время, ведомый шкив имеет максимальный диаметр, поэтому получается самая низкая передача.

Когда вы увеличиваете обороты двигателя, диаметры шкивов меняются, благодаря чему меняется и скорость движения.

Ведомый вал передает вращение на дифференциал, который распределяет крутящий момент равномерно на оба ведущих колеса.

Когда задействуется планетарный механизм, вторичный вал начинает двигаться в реверсивном направлении, что обеспечивает движение задним ходом.

Управление изменением диаметров шкивов происходит при помощи системы управления.

Такая конструкция вариатора обеспечивает плавное движение, во время езды не возникает никаких рывков, благодаря чему экономится топлива.

Система управления выбирает оптимальный режим работы мотора и в соответствии с ним, регулирует диаметры шкивов.

Некоторых водителей, которые пересели на авто с вариатором, не устраивало то, что нет характерного изменения работы двигателя, когда происходит смена передаточного числа. Разработчики решили эту проблему и создали условно-ступенчатое переключение.

Теперь в начале движения надо включить первую передачу, когда достигаются определенные обороты, рычаг передвигают на следующую.

Блок управления запрограммирован на определенные передаточные числа и создается впечатление, что вы едете на авто с механической КПП. Если вы переходите в автоматический режим, то всю работу выполняет электроника.

Чтобы включить пониженные передачи, рычаг ставится в соответствующее положение и тогда повышенные не включается, даже когда двигатель работает на высоких оборотах.

Коробка передач CVT — плюсы и минусы конструкции

Плюсы:

Ни механическая, ни автоматическая трансмиссия, не могут обеспечить такую плавность хода как вариаторная конструкция.

Это связано с тем, что в CVT конструкции просто нет ступеней. Многие авто имеют подрулевые лепестки, при помощи которых можно переключаться в ручном режиме.

Это обеспечивается электронной системой управления, которая регулирует фиксированные соотношения диаметров обеих шкивов.

1. Экономия топлива.

При помощи данной конструкции происходит оптимальное использование мощности мотора, поэтому достигается его максимальное КПД, что приводит к меньшему расходу топлива.

Но не стоит ожидать значительной экономии, автомобили с вариаторами по сравнению с теми, у которых автоматическая КПП, расходуют не намного меньше топлива.

1. Меньшее время разгона.

Если сравнивать с авто, у которых автоматическая коробка, то разгон у вариатора будет незначительно быстрее, правда происходит все более плавно.

С вариаторной коробкой, двигателю не приходится развивать максимальные обороты, поэтому он работает тише.

Водители, которые пересели на такие авто с других видов КПП, сначала будут чувствовать себя немного странно и неуютно.

1. Больший ресурс двигателя.

Так как двигатель не работает на максимальных оборотах, он меньше изнашивается и соответственно увеличивается его ресурс.

Вес такой коробки меньше чем автоматической КПП, благодаря тому, что в ее составе меньше деталей;

1. Безопасность.
   Во время движения по гололеду, достигается более высокая безопасность, по сравнению с механическими или автоматическими КПП.

Несмотря на большое количество преимуществ, у CVT коробки есть и некоторые недостатки, о которых необходимо знать.

Минусы:

1. Сложность устройства.
   Это самый главный ее недостаток. Из-за сложности конструкции, механизм работает недолго.
   Для вариаторной коробки надо порядка 5-6 литров дорогого трансмиссионного масла, если из строя вышла какая-то деталь, будьте готовы к серьезным финансовым затратам.
2. Нельзя резко перейти с высшей передачи на низшую, поэтому в авто со спортивным характером, такую конструкцию использовать нельзя.
3. Из-за особенностей конструкции, возникают сложности при буксировке авто, если случилась поломка, то придется вызывать эвакуатор.

[information]Если вы решили покупать авто бывшее в употреблении с пробегом сто и более тысяч километров, то лучше всего приобретать те, которые имеют механическую или автоматическую КПП, так как на ремонт и обслуживание вариатора в этом случае придется тратить большие средства.[/information]

Коробка передач CVT — плюсы и минусы такого решения указывают на то, что если вы хотите ездить плавно, комфортно и не боитесь значительных затрат на обслуживание и ремонт, является самой современной среди имеющихся предложений.

Выводы

CVT обеспечивает высокую динамику, плавность хода автомобиля, но не позволяет ездить в агрессивном стиле и требует значительных средств на свое обслуживание.

Если вы аккуратный водитель, любите динамичную, а не спортивную езду, не любите резких ускорений и торможений, то для вас лучшим выбором будет автомобиль с CVT коробкой.

Для людей, предпочитающих спортивный стиль езды или для тех, кто приобретает машину бывшую в употреблении, лучше всего покупать авто с механической или автоматической КПП.

Несмотря на то, что у вариатора высокая стоимость, он требует более качественного обслуживания и не позволяет агрессивно ездить, он становится все более популярным.

Чаще всего такие авто покупают женщины, люди пожилого возраста, а также те люди, которые предпочитают спокойный, комфортный, безопасный и экономный стиль езды, при этом они смогут экономить средства на покупке топлива.

Устройство и принцип работы вариатора CVT

Коробка передач CVT (Continuously Variable Transmission), или вариатор, относится к классу автоматических КПП с возможностью бесступенчатого изменения передаточного отношения в довольно широком диапазоне. Что означает эта фраза на практике для обычного водителя? Примерно следующее: передачи в коробке будут переключаться автоматически и плавно (без рывков), динамика разгона будет иметь оптимальные значения, а показатель расхода топлива оставаться минимальным. И все это за счет идеального сочетания передаточного отношения в трансмиссии и нагрузки на двигатель в конкретный момент времени. Звучит неплохо и, действительно, вариатор cvt, с инженерной точки зрения, является оптимальной КПП из всех существующих на данный момент. Но все ли так гладко с ним? В статье разберем, что такое вариатор, его устройство и принцип работы, виды и особенности применения. Вы сможете сами оценить заложенные в конструкции преимущества и, конечно же, его недостатки.

1. Принцип работы CVT и его виды
2. Клиноременный вариатор
3. Тороидный вариатор
4. Цепной вариатор
5. Особенности конструкции CVT
6. Устройство вариатора
7. Рабочая жидкость CVT
8. Строение ремня и цепи
9. Вариатор в мировом автомобилестроении

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.

Особенности конструкции CVT

Устройство вариатора

Конструктивно вариатор cvt состоит из следующих элементов:

1. Клиноременная передача, состоящая из шкивов и ремня.
2. Пакет фрикционных муфт или гидротрансформатор – предназначены для отсоединения трансмиссии от двигателя и обеспечения нейтральной передачи (наличие зависит от конкретной модели).
3. Планетарный механизм – устройство, предназначенное для изменения направления вращения входного вала (режим заднего хода).
4. Дифференциал – устройство для распределения крутящего момента на ведущие колеса автомобиля.
5. Блок управления трансмиссией – электронная система, которая считывает данные с датчиков и передает соответствующие сигналы, меняющие режим работы вариатора. Ряд моделей cvt предусматривают возможность ручного переключения скорости при помощи настроек электронного управления. При этом переключение происходит ступенчато, аналогично АКПП. Также могут быть предусмотрены функции экономичного или спортивного режима.
6. Храповик – устройство для блокировки движения во время стоянки (P-паркинг).
7. Гидравлическая система.
8. Датчики (скорости входного и выходного валов, температуры рабочей жидкости, положения селектора).
9. Корпус.

Шкивами вариаторного механизма КПП управляет гидравлическая система, которая должна обеспечивать синхронное перемещение конусов или роликов бесступенчатой передачи. Она состоит из:

• Гидравлического насоса;
• Блока гидравлических клапанов;
• Управляющих гидроцилиндров;
• Фильтра.

Насос приводится во вращение от коленчатого вала двигателя и находится в постоянной работе, пока работает двигатель.

Рабочая жидкость CVT

Масло в вариаторах специально разработано для использования в бесступенчатых КПП. При рабочей температуре масла (от +60ºС до +70ºC) начинают проявляться его фрикционные свойства.

При повышенных скоростях автомобиля (более 150 км/ч) масло может перегреваться (температура более +80ºC), что уменьшает срок службы вариатора. Охлаждение масла в зависимости от модели может осуществляться за счет корпуса дополнительно установленного радиатора (маслоохладителя).

На корректность работы CVT также влияет давление масла и уровень масла. Снижение его уровня может привести к проскальзыванию ремня (цепи) и фрикционов.

Строение ремня и цепи

Отдельного внимания заслуживают такие детали, как цепь и ремень вариатора. Последний представляет собой сборную металлическую ленту. Она состоит из нескольких тросов или полос (до 12 штук), которые скрепляются стальными пластинами (скобами) сложной формы.

Для защиты от износа и проскальзывания ремень имеет специальное покрытие. При работе вариатора ремень соприкасается с конусами шкивов краями пластин, что обеспечивает нужные толкающие свойства обеих сторон без потери гибкости и возникновения деформаций.

Обычные кожаные или силиконовые ремни имеют слишком малый срок службы, а потому в КПП не применяются. Ремень вариатора может заменить только стальная цепь (цепной вариатор), что также состоит из пластин, соприкасающихся со шкивами (конусами).

Вариатор в мировом автомобилестроении

В мировой практике вариаторы все чаще устанавливаются на современные автомобили. Очень популярен CVT в японском и немецком автомобилестроении.

Многие производители, разрабатывая новые модели бесступенчатых КПП, позиционируют их на рынке под собственными названиями, но сущность механизма, в целом, остается неизменной. Наиболее популярны следующие модели:

• Для японских автомобилей – Multimatic (Honda), Multidrive (Toyota), Lineartronic (Subaru), Xtronic (Nissan);
• Для немецких моделей – Multitronic (Audi), Autotronic (Mercedes-Benz);
• В США вариаторы известны, как Durashift CVT или Ecotronic (Ford).

Отечественные автолюбители относятся к CVT довольно скептически. Это обусловлено рядом недостатков:

• Передача крутящего момента в вариаторе происходит за счет силы трения, а потому их не используют в автомобилях с мощными двигателями;
• Высокая стоимость обслуживания – дорогостоящее масло и фильтр;
• Плохая ремонтопригодность;
• Буксировать автомобиль, на котором установлен вариатор CVT, можно только на эвакуаторе, либо с помощью частичной погрузки ведущей оси.

Вместе с тем неоспоримы и преимущества вариатора:

• Плавность движения;
• Хорошая динамика разгона;
• Экономичный расход топлива;
• Простота конструкции;
• Низкий вес;
• Относительно невысокая стоимость.

Автомобили, на которых установлен вариатор CVT, в большей степени предназначены для передвижения по городу, где механизм полностью раскрывает свои плюсы, обеспечивая максимальный комфорт. Они стали хорошей альтернативой гидромеханической АКПП, хотя срок службы вариатора чуть ниже и редко превышает 150 000 км.

Коробка передач CVT — что это такое и как она работает?

Чаще всего на легковых автомобилях встречаются механическая и автоматическая коробки передач. Однако помимо них существует и бесступенчатая трансмиссия. Иногда ее относят к АКПП, так как в обоих вариантах смена передаточного числа происходит без участия водителя. Однако конструкция и принцип функционирования значительно отличаются, поэтому обычно автоматические и бесступенчатые КПП разделяют. Далее рассмотрена коробка передач CVT: что это такое, как работает, где применяется и как эксплуатируется.

Определение

Данная аббревиатура произошла от английского названия такой КПП, которое можно перевести как «трансмиссия с постоянно изменяющимся передаточным числом». Следовательно, бесступенчатая коробка передач представляет собой трансмиссию, плавно меняющую коэффициент передачи крутящего момента во всем рабочем диапазоне. Однако нужно учитывать, что аббревиатуру CVT используют лишь для одного из типов таких КПП.

Классификация

Далее будет рассмотрена коробка передач CVT: что это такое с точки зрения конструкции и принципа функционирования. На основе данного критерия рассматриваемые агрегаты подразделяют на пять типов.

Электрическая передача. В таких механизмах основной двигатель приводит генератор, а колеса вращают электромоторы.

Гидрообъемная передача. Двигатель вращает гидронасос, подающий в приводящие колеса масло.

Гидродинамическая передача (гидротрансформатор). Данное устройство представляет собой механизм, состоящий из двух колес с лопатками, создающих поток масла. Не используется в качестве коробки передач, а является компонентом АКПП и вариаторов, где служит для преобразования крутящего момента от двигателя.

Механическая передача (вариатор). В данном случае передача момента происходит путем трения через промежуточное тело, которое может быть представлено шариком, ремнем либо роликом. Изменение передаточного отношения осуществляется перемещением данного тела в любую точку радиуса ведомого либо ведущего колеса. Именно такой агрегат называется CVT (коробка передач). Что это такое более подробно рассмотрено далее, так как данные агрегаты чаще всего применяют на легковых автомобилях.

Комбинированная трансмиссия. Предусматривает бесступенчатую передачу лишь небольшого момента, в то время как основная его часть передается через механические передачи.

Вариатор

Как было отмечено, среди рассмотренных типов бесступенчатых трансмиссий наиболее обширное распространение на легковых автомобилях обрела вариаторная коробка передач CVT. Что это такое, более подробно рассмотрено ниже.

Прежде всего следует отметить, что по технологии передачи крутящего момента такие коробки передач классифицируют на вариаторы зацепления и фрикционные. К первому типу принадлежат лишь цепные механизмы, а второй включает конусные роликовые и ременные, торовые, многодисковые, шаровые, волновые, лобовые, клиноременные вариаторы. На легковых автомобилях наиболее часто встречается клиноременная и цепная CVT (коробка передач). Что это такое, описано далее.

Для обеспечения заднего хода на большинстве автомобилей, оснащенных вариатором, с ним сблокирована планетарная передача.

Устройство клиноременных и цепных вариаторов

Большинство КПП данной конструкции имеет одну или две клиноременные передачи. В таком агрегате присутствуют ведомый и ведущий шкивы. Первый из них связан с коленчатым валом, с которым связана коробка. Передача CVT вариатора крутящего момента от двигателя происходит через него. Второй шкив передает момент к колесам.

Один из шкивов или оба имеют раздвижные боковины (диски). Зазор между ними в простейшем варианте определяется центробежным регулятором, хотя иногда применяют нагрузочные муфты. Диски выполнены в форме конусов и направлены остриями друг к другу.

Для привода дисков ведущего шкива служит электронная система, включающая датчики, сервоприводы и блок управления.

Ременные и цепные варианты аналогичны по принципу функционирования. Отличие состоит в конструкции и материале самого натяжного элемента. Ремни могут состоять из резины либо из металлических звеньев и армированы стальной проволокой для предотвращения растягивания. В любом случае цепь либо ремень пролегает в желобе между дисками шкивов. Отличие цепных механизмов состоит в том, что цепь размещена в масляной ванне.

Для начала движения применяют гидротрансформатор, блокируемый после этого, либо обычное сцепление.

Принцип функционирования

Независимо от конструктивных особенностей вариаторов названных выше типов, принцип их работы идентичен.

Передаточное число, определяемое диаметром внутренней поверхности шкивов, варьируется путем изменения расстояния между коническими дисками. Так, при возрастании частоты вращения двигателя у ведущего шкива боковины сдвигаются. При этом, так как происходит сближение конусов, диаметр желоба шкива возрастает. Таким образом, уменьшается коэффициент передачи, и увеличивается посадочный диаметр шкива. То есть, с увеличением ведущего шкива и уменьшением ведомого скорость вращения цепи или ремня повышается и получается повышенная передача. Следовательно, для понижения передаточного числа нужно снизить скорость вращения, увеличив диаметр ведомого шкива и раздвинув диски на ведущем. При этом для сохранения натяжения ремня либо цепи происходит равномерное изменение диаметров шкивов. То есть, когда происходит сближение дисков на одном из них, на втором они отодвигаются. Таким образом достигается плавное, бесступенчатое изменение передаточного числа.

Для автоматической регулировки диаметра ведущего шкива служит центробежный регулятор, встроенный в ступицу. При раскручивании шкива грузики перемещаются центробежной силой к его периферии, давя на боковины. Под действием этого они сужаются, увеличивая диаметр внутренней поверхности. При этом ремень начинает давить изнутри на диски ведомого шкива, стягиваемые пружиной. В результате они раздвигаются, уменьшая диаметр внутренней поверхности. При снижении частоты вращения происходит обратный процесс, как было описано выше.

При холостой работе двигателя диски ведущего шкива максимально раздвинуты, поэтому ремень лежит на его ступице, не связанной с валом двигателя. Поэтому ремень проскальзывает относительно дисков медленно вращающегося шкива, и крутящий момент не передается.

Конструкция тороидного вариатора

Немного иную конструкцию имеет тороидная коробка передач CVT. Nissan использовал такую трансмиссию на моделях Skyline и Gloria. Конструкция данного агрегата также включает ведомый и ведущий соосные диски, а для передачи момента между ними путем трения служат два промежуточных ролика.

Принцип функционирования

Передаточное число варьируется путем изменения положения и радиусов роликов. При этом в горизонтальном положении ролика скорость вращения дисков равна, а при его повороте отличается. Тороидная CVT коробка передач «Ниссан» имеет два вариатора.

Так как усилие сосредоточено в пятне контакта, ролик прижимается к диску с силой до 3000 Нм. Следовательно, для преодоления ее при повороте ролика используется особая технология. Прецизионный гидравлический механизм под контролем электронного блока управления перемещает обоймы с роликами на микроскопическое расстояние, создавая сдвиг относительно оси дисков, вследствие чего дальнейшее смещение происходит самостоятельно. К тому же детали состоят из стали с особыми свойствами, и используются специальные масла.

Особенности

К настоящему времени автомобили с бесступенчатой КПП встречаются весьма нередко. Это объясняется тем, что их используют на массовых весьма распространенных моделях. Поэтому многие покупателей интересует коробка передач CVT: что это такое и чем она лучше. При этом ее сравнивают с МКПП и особенно с «автоматами». Это объясняется тем, что эксплуатационные свойства ее близки к АКПП, поэтому нередко в качестве альтернативы им рассматривается CVT (коробка передач). Плюсы и минусы ее приведены далее.

Достоинства

Как и «автоматы», такие КПП обеспечивают смену передаточных чисел без участия водителя. Это является основным преимуществом для пользователей перед МКПП. Однако в отличие от обоих вариантов, за счет отсутствия фиксированных положений данный процесс происходит более плавно и быстро. К тому же за счет возможности удержания оборотов двигателя на постоянном оптимальном уровне у автомобилей с CVT ниже расход топлива и количество выбросов, лучше разгон. С точки зрения производства вариаторы технологичны благодаря простой конструкции.

Недостатки

И все же относительно редко используется CVT (коробка передач). Минусы ее состоят в том, что такие агрегаты могут использоваться лишь с двигателями ограниченной мощности (обычно до 200 л. с. или чуть более), а также они очень чувствительны к условиям эксплуатации и обслуживания. Так, данные КПП не рассчитаны на длительную работу на предельных оборотах и агрессивный стиль вождения, вследствие чего потенциально лучшее ускорение не удается реализовать. Не допустима и эксплуатация на бездорожье. К тому же, несмотря на относительно простую конструкцию, такие агрегаты требовательны к обслуживанию, сложны и дороги в ремонте. Так, сокращена периодичность смены масла и фильтров в сравнении с трансмиссиями прочих типов. Трудоемкость ремонта определяется, в том числе сложностью электронной системы управления, которой контролируется CVT (коробка передач). Плюсы, приведенные выше, для многих потребителей перекрываются данными недостатками. Более того, против таких КПП работают еще два фактора. Во-первых, из-за относительно невысокой популярности многие покупатели относятся к ним с опаской, сомневаясь в надежности и доступности квалифицированного обслуживания. Во-вторых, многих не устраивает характер функционирования такой трансмиссии, а именно монотонная работа двигателя на постоянных оборотах при разгоне. Ввиду этого некоторые производители обеспечили CVT имитацию ступенчатого изменения передаточных чисел как у АКПП и МКПП.

Применение

Как было упомянуто, на легковых автомобилях обычно встречается клиноременная либо цепная коробка передач CVT. Вариатор первого типа используют на небольших машинах, а более тяжелые модели оснащают вариаторами с цепной передачей. Иногда встречаются и прочие варианты.

Обслуживание

Для большинства вариаторов заводской ресурс составляет 150-200 тыс. км пробега. Однако нужно учитывать, что клиноременные вариаторы имеют относительно небольшой срок службы ремня, обычно он составляет до 50 тыс. км пробега. Замена его может стоить до 60 тыс. рублей. Цепные механизмы более долговечны. При этом такие бесступенчатые КПП очень чувствительны к качеству масла.

Любые вариаторы требуют специализированного масла с маркировкой CVT, так как оно служит не только для смазки, но и для предотвращения проскальзывания по шкивам цепи либо ремня и их износа. Замену масла рекомендуется осуществлять с периодичностью в 60-30 тыс. км пробега.

Некорректное функционирование вариатора может вызвать поломка электродвигателя, обеспечивающего перемещение дисков ведущего шкива. Его стоимость — от 10 тыс. рублей. К тому же сами шкивы не подлежат проточке, поэтому при наличии задиров их придется менять за 65-70 тыс. рублей.

Агрессивная езда также приводит к появлению задиров на шкивах из-за чрезмерного натяжения ремня или цепи. Об их наличии свидетельствуют рывки на малой скорости. С другой стороны, и при равномерной быстрой езде изнашиваются подшипники валов.

К тому же возможно повреждение вариатора при поломке датчика скорости.

Нужно учитывать, что допустима буксировка автомобиля с вариатором лишь с запущенным двигателем.

Кроссоверы с вариаторами недопустимо эксплуатировать на бездорожье, так как даже небольшие препятствия могут вызвать повреждение КПП.

Наконец, вероятны проблемы с обслуживанием и поиском запчастей из-за редкости таких агрегатов.

Поэтому перед приобретением автомобиля с вариатором необходимо тщательно изучить: CVT (коробка передач) — что это такое. Отзывы автомобилистов рекомендуют учесть все нюансы, описанные выше.