Вариаторные (CVT или бесступенчатые) АКПП являются одной из самых современных разновидностей автоматических трансмиссий. В отличие от традиционных трансмиссий, где имеется определённый набор передач, вариаторная АКПП имеет бесконечное число передаточных чисел.
Преимущества CVT
К преимуществам, которые обеспечивает конструкция вариаторной АКПП, следует, прежде всего, отнести удобство их использования. Машина с такой коробкой набирает скорость плавно, без рывков. Кроме того, сам разгон происходит быстрее, так как автомату не требуется тратить время на переключение передач.
Такая конструкция обеспечивает и более плавное начало движения, чем большинство коробок других типов. Более плавная работа вариаторной АКПП обеспечивает меньший расход топлива и меньший объём вредных выхлопов в атмосферу.
Наконец, современные вариаторные АКПП отличаются тем, что при работе не издают много шумов, а переключение их передач происходит вовсе бесшумно.
Принцип работы вариатора и его устройство
Бесступенчатая коробка плавно изменяет крутящий момент в заданных промежутках регулирования. Это достигается за счет ее особой конструкции, которая состоит из следующих компонентов:
- вариатора;
- механизма сцепления;
- аппарата для передачи реверса;
- процессора с исполнительным устройством.
В качестве автоматического сцепления выступают разные виды устройств. Без них крутящий момент сразу же передавался бы на колёса, а так указанный узел будет отвечать за плавную передачу движения. Сцепление может быть:
- центробежным – технология «Transmatic»;
- мокрым многодисковым – представители «Multimatic» и «Multitronic»;
- электромагнитным — вариатор «Hyper»;
- гидротрансформаторным.
Последний вид применяется на большинстве авто. Он обеспечивает плавную работу двигателя без рывков и продлевает жизнь вариатору. На высоких оборотах входит в режим полного зацепления, при котором исключается проскальзывание. Но часть его мощности может уходить в нагрев. А бывают случаи, что он перегревается, об этом становиться известно по зажигающейся красной лампочке на приборной доске.
Устройство вариатора
Работа вариатора осуществляется с помощью электронного блока. Он отвечает за следующие функции:
- управление сцеплением;
- изменение передаточного отношения между валами вариатора;
- контролирование работы планетарного редуктора;
- обеспечение действия реверсивного аппарата.
К электронному блоку передается информация от множества датчиков. Поэтому его работа взаимосвязана с показателями оборотов двигателя, давления в шинах, ABS и т. д. Сбор информации фильтруется в аппарате, и он автоматически настраивается на нужное передаточное число.
Но вариаторы не могут самостоятельно производить задний ход авто, поэтому для этих целей предусмотрен планетарный редуктор. Принцип действия, которого схож с работой в автоматической коробке.
Водитель при управлении транспортом с CVT проделывает практически те же действия, что и при использовании АКПП. Но они немного упрощаются, он выбирает только режим, а остальное выполняет за него удобное устройство вариатора. Также оно позволяет повторить некоторые манипуляции, возможные в привычных КПП. Например, можно зафиксировать определенное передаточное соотношение. Некоторые водители не чувствуют разгона машины, и потому относят постоянную частоту оборотов коленвала к недостаткам аппарата, но к этому надо привыкнуть и со временем удобство бесступенчатой коробки станет очевидным.
Принципиальное устройство
Как уже было указано выше, бесступенчатая коробка передач устроена довольно сложно. Так как изменения коэффициента передачи в ней происходит плавно и непрерывно, коробка передач должна быть оснащена рядом дополнительных элементов, которые отличают этот агрегат от всех остальных. К основным элементам вариаторов принято относить:
- Механизм включения: фрикцион с дисками и электромагнитная муфта / гидротрансформатор;
- Первичный и вторичный шкивы;
- Ремень;
- Систему управления;
- Узел, ответственный за задний ход;
- Главную передачу;
- Дифференциал.
Сразу отметим, что перечень элемент бесступенчатой трансмиссии не дает представления о том, как эта трансмиссия должна работать. Дело в том, что CVT правильнее всего классифицировать по типу передачи. Такая классификация даст читателю представления о том, чем будут отличаться одни бесступенчатые коробки передач от других. Начнем с наименее распространенных типов:
- Трансмиссия с электрической передачей. Двигатель в ней вращает генератор, тем временем как электромоторы отвечают на вращение колес. Такая трансмиссия используется в транспорте от Белаз, а также моделях ЗИС-154 и ДЭТ-250. Это передача для узкоспециализированного транспорта;
- Гидродинамическая передача (гидротрансформатор). Устройство из колес с лопатками, которые перебрасывают масло друг между другом. Устройство незначительно увеличивает момент (максимум до 2,5), зато работает довольно плавно. По факту, это основа современных АКПП;
- Гидрообъемная передача. В такой передаче двигатель обеспечивает вращение гидронасоса, которой перегоняет масло в гидромоторы – они и вращают колеса. Такая передача по-прежнему находит применение, например, в зерноуборочных комбайнах.
Особняком стоит вариатор, который и является наиболее распространенным типом бесступенчатой трансмиссии. Суть работы вариатора сводится к передаче крутящего момента посредством промежуточного тела, в качестве которого обычного выступает ремень. Промежуточное тело можно перевести в любую из точек переменного радиуса одного или сразу двух колес: ведущего и ведомого. Таким образом и удается изменить передаточное отношение, однако в подробностях принцип работы такой системы мы рассмотрим чуть позже. Сегодня наиболее распространенным в автомобилестроении является бесступенчатая коробка передач, использующая клиноременной механизм. Обычно ее называют просто клиноременным вариатором. О нем подробнее.
Плюсы и минусы вариатора
Сравнивать CVT мы будем с автоматической коробкой, поскольку робот, как было сказано выше, является механикой, а другие типы трансмиссии не так популярны.
Основные плюсы CVT:
- Отсутствие толчков и рывков во время движения.
- Двигатель работает с плавным изменением мощности в зависимости от ситуации.
- Фактически бесконечное число передач, что позволяет оптимально расходовать топливо.
- Низкий уровень шума при работе.
- Высокая управляемость и отклик.
- Грамотная оптимизация всех ходовых систем машины.
Теперь о недостатках. Самым главным из них является высокая стоимость ремонта, поскольку конструкция устройства состоит из множества дорогих элементов. Нельзя не сказать и о том, что в нашей стране очень мало сервисных центров, берущихся за такую работу.
Кроме того, в вариатор следует периодически заливать около десяти литров специального масла, необходимого для правильной работы трансмиссии. Такая жидкость стоит достаточно дорого и продается либо в представительствах компании, либо в специализированных салонах. Сами понимаете, что такие салоны есть далеко не в каждом городе. В некоторых случаях для сокращения затрат на ремонт и обслуживание, лучшим выбором будет приобрести контрактный вариатор.