Что такое вариатор на машине

Что такое вариатор на машине

Чтобы понять, что такое вариатор на автомобиле, стоит вспомнить смысл использования в нем коробки передач как таковой. Его наличие в автомобиле вызвано необходимостью увеличения или уменьшения числа оборотов, которые производит двигатель. Это связано с тем, что двигатель имеет разную мощность, крутящий момент и расход топлива на разных скоростях.

Как правило, сценарий движения автомобиля выглядит так: низкие обороты двигателя — автомобиль заводится — скорость увеличивается — автомобиль разгоняется — скорость упирается в потолок мощности двигателя — коробка передач увеличивает передаточное число — двигатель скорость уменьшается и снова начинает расти.

Таким образом, коробка передач имеет несколько пониженных и высоких передач, которые выбираются водителем или автоматом, исходя из текущей дорожной ситуации. Но, в конце концов, важен только диапазон передаточных чисел — разница между высшей и низшей передачей. И нет необходимости передвигаться по этому участку рывками, с передачи на передачу.

Как работает вариатор на машине

Механические или автоматические коробки передач на легковых автомобилях обычно имеют 5-8 передач с фиксированным передаточным числом. Вариатор, напротив, имеет бесконечное количество передач, поэтому переходы между ними не ощущаются — передаточное число равномерно увеличивается и также равномерно уменьшается. Для такой бесступенчатой ​​работы используется одна из двух основных схем трансмиссии вариатора: клиноременная и тороидальная.

Клиноременный вариатор

Иллюстрация работы клиноременного вариатора

Оба шкива — ведущий и ведомый — состоят из двух половин в виде усеченных конусов, которые направлены навстречу друг другу усеченными вершинами. Между половинками ведущего шкива зажат ремень, передающий крутящий момент на ведомый шкив, половинки которого также зажимают между собой ремень.

Для переключения вверх половинки ведущего шкива сближаются, ремень сползает по наклонной стороне половинок, к краю шкива. В результате ремень огибает больший диаметр — увеличивается передаточное число. При переключении на пониженную передачу половинки ведущего шкива раздвигаются, и ремень сдвигается ближе к центру шкива. Как правило, отклонение между половинками можно регулировать для обоих шкивов, поэтому передаточное число вариатора очень широкое.

Цепные вариаторы являются разновидностью клиноременных, только с металлической цепью вместо ремня. Цепь используется там, где необходимо контролировать большую мощность, а также для обеспечения хорошей износостойкости. Эффективность выше, чем у обычных ремней, благодаря лучшему сцеплению с поверхностями шкивов.

Тороидальный вариатор

Иллюстрация работы тороидального вариатора

На первый взгляд устройство тороидального вариатора намного проще. Вместо двух шкивов, состоящих из двух половинок, здесь используются только два диска в виде верхней половины волчка или волчка. Диски направлены друг к другу этими изогнутыми поверхностями. Перенос с ведущего диска на ведомый осуществляется валиком, касающимся кромками криволинейных поверхностей.

При наклоне ролика в одну сторону точка контакта с диском смещается ближе к краю — передаточное число увеличивается. При наклоне в противоположную сторону точка контакта смещается к центру диска, и передаточное число падает. Кроме того, каток может перемещаться по высоте как единое целое.

Несмотря на относительную простоту устройства, сейчас тороидальные вариаторы применяются редко. Их производство очень требовательно к точности и прочности деталей, а потому значительно дороже. Чтобы тороидальный вариатор обеспечивал приемлемую эффективность и работал долгое время без поломок, необходимо использовать специальные дорогостоящие масла.

Плюсы и минусы вариатора на машине

Секционный вариатор

Чем отличается в лучшую сторону езда на машине с вариатором от езды на такой же машине, но с обычной «механикой» или АКПП?

• Автомобиль разгоняется плавно, без рывков, на тех же оборотах двигателя, которые программа CVT считает оптимальными.
• Скорость увеличивается заметно быстрее, так как отсутствуют колебания крутящего момента и трудоемкие переключения передач.
• Передаточное число мгновенно адаптируется к дорожной ситуации и предотвращает отключение мощности при наборе высоты или обгоне.
• Точное интеллектуальное управление коробкой передач экономит топливо – только то, что необходимо для текущих условий.
• Мощность двигателя используется по максимуму, поэтому большую часть времени двигатель работает все тише и тише, что продлевает срок службы всей коробки передач.
• Отсутствие резких скачков в работе двигателя снижает концентрацию вредных продуктов сгорания в выхлопных газах.
• Вариатор можно настроить на экономию топлива, максимальную мощность или скорость, с которыми он справляется максимально эффективно.

К сожалению, вариаторы имеют и ряд недостатков, что объясняет их редкое использование на машинах:

• Максимальная мощность двигателя, с которой может работать серийный вариатор, составляет примерно 240 л.с. Это немного по сегодняшним меркам.
• Каждые 100-200 тысяч километров приходится менять дорогой ремень или цепь, а в несколько раз чаще — специальную жидкость, которая дороже обычного масла.
• За уровнем жидкости в вариаторе необходимо постоянно следить, чтобы уровень не падал, а также ее нельзя заменять чем-то другим или смешивать.
• Ремонт вариатора в кустарных условиях — верный способ его окончательно сломать, из-за весьма сложной электронной начинки.
• Точность и эффективность работы вариатора зависит от исправности всех электронных систем машины, так как от них вариатор получает всю необходимую информацию.
• Возникают сложности с буксировкой автомобиля с вариаторной коробкой передач, а также с реализацией заднего хода.

Сильные стороны вариаторов гораздо серьезнее их недостатков, поэтому ведущие мировые производители автомобилей постоянно совершенствуют вариаторы и пытаются внедрить их в массовое использование. Судя по тому, что традиционные трансмиссии движутся в сторону увеличения количества ступеней, вариаторы являются последней точкой эволюции автомобильных трансмиссий.

Вариатор: за и против

Плюсы и минусы бесступенчатой коробки передач

Коробка с постоянным вариатором – эта фраза сегодня обязательно вызовет страх у многих автолюбителей, которые раньше считали, что лучше МКПП или классической АКПП нет. Но мир меняется. Автомобильная промышленность также меняется. В результате в автомобильном мире получили распространение другие типы коробок передач, что пугает многих автомобилистов. Наибольшее распространение на сегодняшний день получили бесступенчатые трансмиссии – вариаторы. К сожалению, многие люди не хотят покупать машины с такими коробками, считая их ненадежными и очень капризными. Но в большинстве случаев эти страхи основаны на мифах. Хотя, конечно, как и у любого типа трансмиссии, у вариаторов есть свои плюсы и минусы. Почему многие боятся покупать автомобили с вариатором? Что их пугает, и как работают такие редукторы? Ответы на эти и другие вопросы читайте в нашем обзоре.

Помните, что блок вариатора основан на принципе ременной (или цепной) передачи крутящего момента на привод. По сути, вариаторы используют тот же принцип передачи крутящего момента, что и многоскоростные велосипеды.

Если на обычных коробках передач используется планетарный механизм переключения передач, то у вариатора физических передач нет вообще. Вместо этого в вариаторе используется ремень (или цепь) и конические шкивы, между которыми вращается ременная передача (цепь).

В результате вариатор дает автомобилю бесконечное количество передаточных отношений крутящего момента от двигателя к колесам.

К сожалению, ранние бесступенчатые трансмиссии были крайне ненадежными. Поэтому у этих коробок передач плохая репутация, которая сегодня пугает многих автомобилистов. Чаще всего владельцы автомобилей, оснащенных вариаторами первых поколений, жаловались на некорректную работу коробки передач, проскальзывание передач, а также на странный, неприятный шум шестерен. В том числе многие были недовольны тем, что из-за того, что вариатор настроен на оптимальную работу только при максимальных оборотах двигателя, даже при малых оборотах двигатель автомобиля ревет из-за высоких оборотов.

Современные вариаторы уже практически избавили от многих проблем, с которыми сталкивались автовладельцы автомобилей, оснащенных первыми бесступенчатыми трансмиссиями. В результате новые автомобили с вариаторами стали тише, а работа коробок эффективнее. Тем не менее, даже сегодня вариаторы не идеальны. Но есть и плюсы. Вот краткий обзор основных преимуществ и недостатков вариаторов в современных автомобилях.

Плюсы и минусы коробок CVT (вариаторов)

Преимущества вариаторов

Оптимальная передача крутящего момента и мощности. Если ваш автомобиль оснащен вариатором, этот тип трансмиссии позволяет автомобилю более эффективно использовать топливо. Все дело в том, что автомобиль, оборудованный вариатором, всегда движется на идеальной передаче (правильно), в отличие от автомобиля с автоматической или механической коробкой передач. Знаете ли вы, что вариатор запрограммирован на передачу крутящего момента на колеса в оптимальном диапазоне мощности вместо того, чтобы увеличивать обороты двигателя от нуля до красной зоны, когда вам нужно ускориться? В результате использование вариатора не только помогает экономить топливо, но и повышает производительность автомобиля в определенных ситуациях. Особенно при обгоне других транспортных средств.

Экономия топлива. Поскольку вариатор позволяет более эффективно передавать мощность и крутящий момент на колеса, он экономит топливо во время движения. В результате вариатор более эффективен, чем традиционные коробки передач. Даже при движении на высоких скоростях автомобили с бесступенчатой ​​трансмиссией потребляют меньше топлива, чем автомобили с автоматической или механической коробкой передач.

Простая конструкция вариатора. Общее количество механических частей трансмиссии CVT меньше по сравнению с трансмиссиями, оснащенными планетарными передачами. На самом деле внутри вариатора используются обычные шестерни, угловые диски, которые соединяются друг с другом цепью или ремнем, в зависимости от марки и модели автомобиля.

Во время движения автомобиля, в зависимости от скорости автомобиля, шкивы перемещаются относительно друг друга. Это изменяет передаточное отношение. Такая механическая простота вариаторного узла позволила автомобилям обеспечить оптимальную динамику разгона. Ведь по факту переключения передач при разгоне нет, соответственно нет и потери скорости при переключении передач.

ЧТО ЛУЧШЕ? Механика, автомат, вариатор или роботизированная коробка передач ?

Меньший вес коробки. Коробки передач CVT (вариатор) благодаря своей конструкции зачастую легче и компактнее своих традиционных конкурентов (особое преимущество вариатора заметно при сравнении веса коробки передач с классической АКПП).

уменьшение веса редуктора имеет ряд преимуществ. Но главное преимущество — это, конечно же, экономия топлива, достигаемая по простой формуле: чем легче машина, тем меньше расход топлива.

Плавное переключение передач и динамичное ускорение. Тот, кто ездил на автомобиле с механической коробкой передач, знает, что при нажатии на педаль сцепления для переключения передач машина ненадолго теряет скорость, а также как бы приседает или даже дергается. В результате разгон автомобиля с МКПП не кажется плавным и комфортным. Вариатор за счет отсутствия передач легко разгоняет автомобиль без различных потерь, неизбежных при физических переключениях передач в обычных коробках передач.

Минусы вариаторов

Не очень хороший звук. Вариатор с самого начала имеет естественный недостаток. Это ужасный звук самой коробки из-за движущегося внутри ремня или цепи. В том числе коробка отлично работает на высоких оборотах двигателя. Поэтому многие водители, услышав такой звук, начинают думать, что их коробка неисправна. Но это не так. Это функция работы любого вариатора. Просто нужно привыкнуть.

При разгоне двигатель работает на максимальных оборотах. Многие жалуются, что высокие обороты двигателя зависают даже при движении на малых оборотах. Например, часто бывает так, что после разгона остаются высокие обороты двигателя даже при снижении скорости. Это тоже особенность работы всех вариаторов. Но это нормально и не является, как думают многие водители, каким-то изъяном и несовершенством конструкции.

Вариатор скучный. Многие водители, несмотря на отсутствие передач, не любят вариаторы за их скучный характер. Все-таки вариатор больше подойдет тем, кому важна экономия топлива, а не мощность, динамика разгона и скорость. Именно поэтому автопроизводители стараются не ставить вариаторы на спортивные автомобили. Многие водители сравнивают вариаторы с тостерами, которые мы используем для поджаривания хлеба. Ведь этот процесс не вызывает у нас никаких эмоций. Также автомобили с вариаторами часто бывают скучнее по сравнению с автомобилями, оснащенными коробками передач других типов.

Надежный. Вы замечали, что вариаторы обычно ставят на небольшие современные автомобили? Часто это компактные автомобили или компактные кроссоверы, которые созданы больше для практичности, чем для спортивности или грузоподъемности. И это не случайность. Дело в том, что вариаторы не способны выдерживать высокий крутящий момент без повреждения конструкции коробки передач.

Дорогое обслуживание. Это один из самых больших недостатков вариаторов. Затраты на ремонт вариаторных трансмиссий (CVT) огромны. Дело в том, что запчасти для вариатора очень дорогие. Кроме того, для ремонта вариатора нужен узкий специалист, разбирающийся в этом типе трансмиссии. К сожалению, хороших специалистов по вариаторам мало. Как правило, несмотря на простоту конструкции вариатора, стоимость ремонта этой коробки может быть даже больше, чем стоимость восстановления АКПП и МКПП.

Это основная проблема вариаторов, которой боятся многие водители. И самое ужасное, что вариатор проще не ремонтировать, а просто выкинуть, купив новую коробку, что обойдется недешево.

Вариатор или автомат: что лучше?

Не все автолюбители знают разницу между вариатором и АКПП. Но она очень значима. Рассказываем, как они устроены и чем вариатор отличается от автомата.

Вариатор или автомат

Автоматическая коробка передач

Сначала поговорим о классической машине. Сама по себе такая коробка практически ничем не отличается от роботизированной или механической («ручной»). Принцип их работы одинаков.

Каждая коробка передач имеет шестерни. Они соединены попарно, и каждая такая пара представляет собой одну передачу. Одна шестерня в паре получает крутящий момент от двигателя, который передает другой и так далее. Передаточное число каждой шестерни зависит от соотношения количества зубьев на шестернях. Вместе с передаточным числом изменяется и крутящий момент, передаваемый на колеса, т.е. «тяговая сила» автомобиля.

При переключении передач связь между двигателем и коробкой передач должна быть прервана, иначе переключение будет очень жестким, с рывками и большим износом деталей коробки передач. В механике и роботах такой узел используется как муфта для этого. Тут разница только в том, что в первом случае водитель переключает передачи, а во втором за это отвечает электроника.

А вот в машине с автоматической коробкой передач все иначе. Сцепления там нет, но есть так называемый гидротрансформатор. Внутри гидротрансформатора находится насос, специальная жидкость и турбина. Насос приводится в действие двигателем, нагнетая жидкость, жидкость оказывает давление на турбину, которая за счет этого приводится в движение. Чтобы понять, как работает гидротрансформатор, представьте себе два обычных бытовых вентилятора, обращенных друг к другу. Включается один из них, воздух из него идет в другой, и второй вентилятор тоже начинает вращаться. Здесь все примерно так же, только вместо воздуха мощность передает жидкость.

На самом деле это несколько упрощенная схема. На самом деле между насосом и турбиной гидротрансформатора есть еще одна деталь, называемая статором. Статор позволяет в определенных пределах изменять режим работы и момент, передаваемый трансформатором. Получается, что тяга автомобиля на одной и той же передаче может несколько различаться.

Связь между двигателем и коробкой передач не «жесткая», через контактные детали сцепления, а «мягкая» — через жидкость, и все работает очень плавно. Именно наличие гидротрансформатора позволяет автомобилю с автоматом стоять на месте с включенной передачей и нажатой педалью тормоза.

Традиционная машина очень надежна и неприхотлива. Нужно только периодически заменять в нем жидкость, да и то не часто. Это особенно важно при покупке подержанного автомобиля.

Плюсы и минусы автоматической коробки передач

Итак, преимущества автоматической коробки передач заключаются в следующем.

• Плавность работы, меньше рывков при переключении передач, чем у робота.
• Возможность «играть» крутящим моментом на одной передаче, что может быть полезно, например, на бездорожье или при разгоне.
• Машина надежна и неприхотлива в обслуживании.

Выраженных минусов у машин нет, но можно отметить некоторые мелкие минусы.

• Рывок при переключении все же присутствует (в отличие от вариатора).
• По сравнению с современными роботами переключения передач могут быть несколько длиннее (на самом деле это только для спортивной езды).

Вариатор или бесступенчатая коробка передач

Теперь посмотрим, что из себя представляет вариаторная коробка. Категорически некорректно называть вариатор коробкой, так как у него нет редуктора и нет шестерен. Он устроен совсем иначе.

В вариаторе мощность от двигателя передается не через шестерни, а через ремень или цепь. Чтобы понять, как это работает, сначала представьте себе два цилиндра (шкива), соединенных друг с другом овальным ремнем. Самая простая аналогия – это два карандаша и натянутая между ними резинка. Если вы будете вращать первый карандаш, второй будет вращаться с той же скоростью. Но если вместо цилиндров использовать конусы, можно будет менять скорость вращения второго конуса, перемещая по ним ремень. Например, если ремень на первом конусе находится на самой узкой части, а на втором — на самой широкой, получится пониженная передача.

Таким образом, в вариаторе нет фиксированных передач. Ремень или цепь могут плавно перемещаться по шкивам. Следовательно, передаточное число также будет изменяться плавно. Поэтому вариатор позволяет свободно распоряжаться крутящим моментом, передаваемым на колеса. Например, при быстром разгоне двигатель может работать с той же скоростью (наиболее выгодной для него), а тяга автомобиля все равно будет меняться. Кроме того, в вариаторах нет и не может быть толчков при разгоне, потому что они возникают при переключении передач, которых в данном случае нет.

Современные вариаторы позволяют водителю при желании вручную выбирать «виртуальные» передачи, то есть определенные передаточные числа. Это может быть полезно, особенно для торможения двигателем при спуске с горы.

Может показаться, что вариатор — это самый современный тип трансмиссии, который лучше традиционного автомата. Однако он также имеет свои недостатки.

Вариаторы не способны работать в тяжелых условиях и с мощными двигателями. Поэтому их никогда не ставят на внедорожники, спорткары, а также на некоторые мощные и тяжелые автомобили премиум-класса. Не так давно многие автомобилисты вообще очень недоверчиво относились к вариаторам, считая их ненадежными и капризными. Обслуживание вариатора довольно дорогое, а ремонт их сложен.

Плюсы и минусы вариатора

Подведем итоги. Среди преимуществ вариатора:

• очень гибкое управление крутящим моментом;
• отсутствие толчков и толчков при разгоне.

Недостатками данного вида трансфера можно назвать следующие:
непригодность для сложных условий;

• более дорогое обслуживание;
• комплексный ремонт.

Так что же лучше — вариатор или автомат? На этот вопрос нет простого ответа. Ведь если бы одна трансмиссия имела явное преимущество перед другой, все производители выпускали бы автомобили только с ней. Поэтому каждый автолюбитель должен сделать выбор для себя, исходя из личных предпочтений.

Что такое вариатор в автомобиле?

В этом материале мы разберемся, что такое вариатор в автомобиле, простыми словами, каков принцип его работы, каковы преимущества и недостатки вариатора.

Вариатор — что это такое?

Бесступенчатая трансмиссия или бесступенчатая трансмиссия — это тип автоматической трансмиссии, используемый в автомобильной и других отраслях промышленности для передачи крутящего момента от двигателя к колесам. Бесступенчатые трансмиссии предлагают ряд преимуществ по сравнению со стандартными механическими или автоматическими коробками передач. В этой статье мы рассмотрим принцип работы вариатора, его преимущества и недостатки.

Принцип работы вариатора

В основе вариатора лежит принцип передачи крутящего момента с помощью ремня или цепи, соединяющих два конических шкива. Один из шкивов соединен с двигателем, а другой с колесами автомобиля. В процессе работы конические поверхности шкивов могут перемещаться, изменяя расстояние между ними, что позволяет изменять передаточное число без применения ступеней, как в традиционных коробках передач.

Вариатор Ниссан Теана J32

Преимущества вариатора

Использование вариатора дает ряд преимуществ по сравнению с другими типами коробок передач:

• Плавность и комфорт: вариатор обеспечивает плавное и бесшумное переключение передач без рывков, делая движение более комфортным для водителя и пассажиров.
• Эффективность: Благодаря возможности мгновенного изменения передаточного числа вариатор позволяет двигателю работать оптимально, что может снизить расход топлива и выбросы.
• Простая конструкция: вариатор имеет относительно простую и компактную конструкцию, что снижает производственные затраты и упрощает техническое обслуживание.

Недостатки вариатора

Однако есть у вариатора и некоторые недостатки:

• Ограниченный крутящий момент. Бесступенчатые трансмиссии обычно имеют ограничения на величину крутящего момента, который они могут передавать, что может снизить эффективность при использовании с мощными двигателями или в условиях высокой нагрузки, таких как движение по бездорожью или перевозка тяжелых грузов.
• Износ и надежность. Бесступенчатые трансмиссии могут быть менее надежными и подверженными износу, особенно при интенсивном использовании, поскольку ремни или цепи со временем могут растягиваться или рваться.
• Отсутствие «спортивного» ощущения. Некоторым водителям может показаться, что вариатор не обеспечивает такого же «спортивного» ощущения, как традиционная механическая или автоматическая коробка передач с фиксированной передачей.

Заключение

Бесступенчатая трансмиссия — это тип автоматической коробки передач, обеспечивающий плавное и удобное переключение передач, эффективность и простоту конструкции. Однако у вариатора есть недостатки, такие как ограниченный крутящий момент, износ и отсутствие «спортивного» ощущения. Выбор между вариатором и другими типами коробок передач зависит от предпочтений водителя и требований автомобиля. В целом вариаторы подходят для тех, кто ищет комфортную и экономичную езду, но могут не удовлетворить требования тех, кто ищет более мощные и «спортивные» автомобили.

Если вас интересуют отличия вариатора от автомата, вы можете ознакомиться с ними в отдельной статье «Чем отличается вариатор от автомата?«