Коробка передач вариатор

Для облегчения вождения автомобиля в его конструкции применяется автоматическая трансмиссия. Одним из ее вариантов является вариатор. Он обеспечивает бесступенчатый переход между скоростями.

CVT подходит как для начинающих водителей, так и опытных. Срок службы современных вариаторов достаточно велик, однако важно соблюдать периодичность обслуживания и рекомендации по эксплуатации.

Описание вариатора

Вариатор является бесступенчатой трансмиссией с внешним управлением от электронного модуля. Он позволяет автоматически плавно изменять передаточное число. Узел оптимально подбирает передачу, исходя из внешней нагрузки и оборотов с которыми работает двигатель. Благодаря этому удается максимально эффективно использовать мощность силовой установки.

На автомобилях применяются два основных вида бесступенчатой трансмиссии: клиноременная и тороидальная. Первая получила большее распространение и ее часто комплектуются как легковые автомобили, так и кроссоверы.

Клиноременной вариатор был изобретен задолго до начала его использования на автомобилях. Автором первой бесступенчатой трансмиссии является Леонардо да Винчи. Он сконструировал вариатор в 1490 году.

Оценить преимущества использования бесступенчатой трансмиссии на автомобиле водители смогли лишь в 1950-х годах. Однако CVT таких транспортных средств не были надежными и долговечными. Недостатки вариаторов тех лет заставили автомобильные компании отложить выпуск машин с CVT на полстолетия.

Тороидальный тип вариатора редко встречается на автомобилях. Он также бесступенчато меняет передаточное число. Тороидальный вариатор имеет более сложное строение. Его настройка и точность изготовления требуют больших временных затрат. Именно по этим причинам клиноременные бесступенчатые трансмиссии смогли занять 95-97% машин с CVT.

Принцип работы вариатора

В клиноременном вариаторе смена передаточного числа происходит путем изменения диаметра шкивов. Каждый из них выполнен из двух половинок конической формы, которые посажены на один вал. Конусы имеют возможность расходиться и сходиться. В результате диаметр в точки соприкосновения ремня со шкивом постоянно варьируется в зависимости от скорости и нагрузки. Такое бесступенчатое изменение передаточного числа неспособно обеспечить обычная автоматическая или механическая коробка передач.

Когда автомобиль трогается с места необходимо максимальное усилие. Для того, чтобы снизить нагрузку на двигатель, конусы ведущего вала разводятся и в точке соприкосновения с ремнем шкив имеет самый малый диаметр. При этом на ведомой оси конусы сводятся. Это позволяет получить максимальный диаметр шкива в точке соприкосновения с ремнем. При таком состоянии вариатора ведущий вал должен сделать несколько оборотов, чтобы ведомый сделал один круг.

По мере того как происходит разгон, передаточное число изменяется. Конусы ведущего шкива начинают сходиться, увеличивая его диаметр. На ведомом валу происходит обратное действие. Конусы расходятся, а диаметр убавляется.

При достижении автомобилем высокой скорости шкив ведущего вала имеет максимальный диаметр. При этом на ведомом валу конусы полностью разведены, что обеспечивает минимальный размер шкива в точки соприкосновения с ремнем. При этом один оборот ведущего вала соответствует нескольким вращениям ведомого. На изображении ниже показаны принцип действия вариатора, схема расположения конусов и как работает бесступенчатая трансмиссия.

В клиноременном вариаторе смена передаточного числа происходит путем изменения диаметра шкивов. Каждый из них выполнен из двух половинок конической формы, которые посажены на один вал. Конусы имеют возможность расходиться и сходиться. В результате диаметр в точки соприкосновения ремня со шкивом постоянно варьируется в зависимости от скорости и нагрузки. Такое бесступенчатое изменение передаточного числа неспособно обеспечить обычная автоматическая или механическая коробка передач.

Тороидальный вариатор имеет схожий принцип действия, но устроен совершенно по другому. В нем усилие передается не с помощью ремня, а специальными роликами. Они зажаты между валами и расположены на одной оси. Ролики имеют тороидальную форму, откуда и происходит название вариатора.

Для смены передаточного числа в тороидальном вариаторе требуется изменить положение роликов. Для максимальной тяги они должны быть повернуты в сторону ведомого диска. При высоких оборотах ролики направлены к ведущему диску. Устройство и принцип работы тороидальной бесступенчатой трансмиссии показаны на изображении ниже.

То как именно вариатор меняет передаточное число во время разгона зависит от программы управления. Для максимальной динамики двигатель выводится на обороты, соответствующие наибольшему крутящему моменту. При этом плавно меняется передаточное отношение. Темп разгона высокий, так как не тратится время на переключение между ступенями.

Ездить в вышеописанном режиме не очень удобно. Постоянные высокие обороты мотора приводят к большому расходу топлива и снижают ресурс силовой установки. При этом водитель, привыкший эксплуатировать транспортное средство с обычной коробкой передач, испытывает странные ощущения от монотонной работы мотора. Поэтому часто вариатор настраивают так, чтобы разгон полностью напоминал увеличение скорости с обычной АКПП.

Большинство бесступенчатых трансмиссий способны имитировать работу механической или роботизированной коробки передач. При этом все передаточные числа задаются программно. Вариатор просто переключается между установленными положениями.

Правила езды на автомобиле, на котором установлен вариатор

Для длительной и безотказной службы бесступенчатой трансмиссии важно правильно эксплуатировать и обслуживать автомобиль, на котором установлен вариатор. CVT вносит ряд ограничений и особенностей, придерживаясь которых автовладелец максимально отсрочит дорогостоящий ремонт узла.

Для большинства вариаторов вредно буксовать. В таком случае возникает перегрузка, вызывающая повышение температуры шкивов и ремня, а перегрев плох для масла и электроники. Если же во время буксования произойдет внезапный зацеп, то из-за резкого рывка ремень может проскользить по шкивам. В таком случае на конусах образуются задиры. В последующем ремень и шкивы при разгоне будут интенсивно изнашиваться и дорогостоящий ремонт не заставит себя долго ждать.

Езда по бездорожью также противопоказана большинству вариаторов. Все же существуют виды CVT, которые устанавливаются на кроссоверы. Съезд с дороги для таких машин допустим, но без критических нагрузок.

Рекомендуется отказаться от резких стартов. Вжимание педали газа в пол может вызвать пробуксовку ремня. В таком случае на шкивах появляются борозды, существенно влияющие на ресурс узла.

Буксировка также нежелательна для автомобилей с вариатором. Она вызывает перегруз и перегрев узла. В некоторых случаях возможно растяжение ремня или появление борозд на конусах. Особое внимание следует уделить работе трансмиссии в холодное время. При морозах масло начинает густеть. Поэтому важно прогревать вариатор зимой до начала поездки. Нормальная работа бесступенчатой трансмиссии возможно только когда смазка находится в пределах допустимой температуры.

На автомобиле с вариатором не стоит перевозить тяжелые грузы. В таком случае возможны негативные последствия такие же, к которым приводит буксировка.

Для нормальной работы вариатора необходимо своевременно обновлять прошивку. В противном случае из-за «детских болезней» программного обеспечения CVT может работать неоптимально и даже переходить в аварийный режим.

Плюсы и минусы бесступенчатой трансмиссии

В процессе эксплуатации автомобиля с вариатором водитель может обнаружить нижепредставленные плюсы:

• отсутствие рывков при разгоне, которые присутствуют в работе АКПП;
• не требуется выжимать сцепление, что является обязательным при вождении авто с механикой;
• низкий риск пробуксовки;
• высокая экономия топлива;
• более высокий КПД на фоне АКПП;
• низкий вес по сравнению с автоматом;
• увеличение ресурса силового агрегата;
• высокий комфорт движения;
• низкий уровень шума.

Несмотря на все преимущества бесступенчатая трансмиссия имеет нижепредставленные минусы:

• ремень относительно быстро изнашивается, а его замена имеет высокую стоимость;
• сильная чувствительность к перегрузкам;
• низкий срок службы, если нарушен интервал замены смазки;
• сложный и дорогостоящий ремонт, из-за чего мастера на автосервисах часто предлагают установку контрактного или нового вариатора, цена которого доходит до 30-40% стоимости машины;
• диагностика часто требует разборки узла, что обходится дорого;
• отзывы автовладельцев говорят о том, что вождение машины с вариатором скучное и занудное из-за монотонного гула мотора;
• все типы бесступенчатой трансмиссии неспособны справиться с большим крутящим моментом, поэтому они не встречаются на спортивных и по настоящему вседорожных автомобилях;
• отсутствие специалистов, для которых не проблема диагностика, регулировка и ремонт вариатора;
• если бесступенчатая трансмиссия продолжительно ходит без замены фильтров, то ее ресурс критически уменьшается.

Признаки неисправности вариатора

Выход из строя бесступенчатой трансмиссии не проходит бесследно. Ниже представлены основные признаки неисправности вариатора, указывающие на необходимость диагностики узла.

• автомобиль не едет вперед и назад, но двигатель работает;
• слабая динамика при выжатой педали газа и хорошем дорожном покрытии;
• сильный толчок при переводе селектора;
• прерывистое движение;
• вариатор не реагирует на ручное управление;
• машина движется, когда селектор находится в положении нейтрали;
• гул и прочие посторонние звуки со стороны бесступенчатой трансмиссии;
• вариатор не реагирует на селектор.

Требуемые инструменты для замены масла

Для того, чтобы замена масла в вариаторе прошла успешно, требуются инструменты из таблицы ниже.

Таблица — Инструменты и материалы необходимые для замены масла

Замена масла в бесступенчатой трансмиссии

Замена масла крайне важна для нормальной службы бесступенчатой трансмиссии. Нарушение сроков технического обслуживания это самая частая причина преждевременных поломок вариатора. Посмотреть на сравнение старой и свежей смазки можно на фото ниже.

При замене смазки важно не только соблюдать интервалы технического обслуживания, но и приобретать только качественное масло. У большинства производителей имеются рекомендации на покупку исключительно фирменной трансмиссионной жидкости.

Инструкция по замене масла в вариаторе представлена ниже.

• Проехать 10-15 км перед сливом масла. Это позволит прогреть вариатор.
• Установить транспортное средство на подъемник, эстакаду, смотровую яму.

• Снять защиту картера, если таковая имеется.
• Подставить емкость под слив.
• Выкрутить сливную пробку.

Для предотвращения пролива масла на землю следует направить его с помощью обрезанной бутылки.

• Часть масла невозможно таким способом слить с узла. Поэтому необходимо вкрутить пробку и залить свежую смазку. Далее следует завести мотор. Двигателю требуется дать поработать 5-10 минут. В это время следует переводить поочередно селектор во все положения. По истечении времени необходимо повторно слить смесь старого и нового масла. При финансовой возможности данную процедуру можно повторить несколько раз.
• Слив смазки обычно продолжается 25-40 минут. Чтобы не терять время, рекомендуется произвести замену фильтра тонкой очистки. Для начала требуется получить доступ к подкапотному пространству, открыв капот.
• Подцепить клипсы, которые удерживают воздуховод.

• Вынуть клипсу.

• Снять воздуховод.

• Отсоединить поочередно минусовую и плюсовую клеммы АКБ. Снять батарею.

• Под АКБ находится площадка. Ее требуется демонтировать.

• У каждого автомобиля доступ к фильтру тонкой очистки часто перекрыт различными преградами. Их требуется снять.

• Убрать все загрязнения вокруг фильтра.

• Открутить корпус фильтра.

• Вынуть фильтр тонкой очистки из его корпуса.

• Вставить новый фильтрующий элемент в его посадочное место.
• Прикрутить корпус с фильтром.
• Дождаться, когда смазка перестанет вытекать.

• Выкрутить крепления поддона бесступенчатой трансмиссии.

• На поддоне находятся магниты. Их требуется снять.

• Убрать всю металлическую стружку с магнитов.

• С помощью очистителя отмыть поддон вариатора от старой смазки.

• Прикрепить магниты на поддон.

• Выкрутить крепления фильтра грубой очистки. На некоторых автомобилях болты имеют разную длину. В таком случае следует запомнить их расположение.

• Снять фильтр грубой очистки.

• Желательно устанавливать новый фильтр грубой очистки, но он имеет высокую стоимость. Поэтому автовладельцы оценивают степень его загрязнения и по результатам проверки определяют дальнейшие действия.

• При несильном загрязнении фильтра его рекомендуется просто отмыть.

• Смонтировать фильтр грубой очистки.
• Установить поддон, равномерно затянув болты его крепления.
• Поставить сливную пробку на место.
• Залить свежую смазку.

• Проверить уровень масла и при необходимости откорректировать его.

• Запустить силовую установку и прогреть трансмиссию, переводя селектор поочередно во все положения.
• Повторно проконтролировать уровень масла в узле.

При возникновении проблем с заменой масла рекомендуется посмотреть соответствующее видео.

Ремонт бесступенчатой трансмиссии своими руками

Для проведения ремонта и устранения большинства неисправностей вариатора требуется его демонтаж с автомобиля. Без снятия решаются преимущественно только программные неполадки.

Начинать ремонт рекомендуется с очистки магнитов. По их состоянию можно косвенно определить износ металлических контактирующих поверхностей узла.

Большинство проблем связанных с вариатором возникают из-за его перегрева. Поэтому важно проверить радиатор и очистить его. При значительных дефектах радиатора может потребоваться его замена на новый.

Износ и растяжения ремня устраняются его заменой. Затягивать с установкой нового изделия не рекомендуется. Связано это с тем, что отслуживший свое ремень вызывает повреждения дорогостоящих конусов.

На некоторых автомобилях для вариатора подходит несколько ремней. При интенсивном использовании машины желательно приобретать усиленное изделие.

Повреждение конусов устраняется их заменой. При этом важно оценить общее состояние трансмиссии. В некоторых случаях более выгодно купить новый или контрактный вариатор.

При гуле, доносящемся с узла требуется менять подшипники.

Вышедший из строя степ-мотор всегда меняется на новый.

Датчик имеет низкую стоимость и при поломке подлежит замене.

Соленоиды, насос, редукционный клапан и прочие элементы контактирующие с маслом при выходе из строя не всегда подлежат замене. В некоторых случаях их достаточно очистить от загрязнений.

Рейтинг вариаторов по надежности

Определить самый надежный вариатор поможет рейтинг пяти лучших бесступенчатых трансмиссий. Его формируют CVT трех компаний: Jatco, Aisin и Subaru.

Открывает пятое место рейтинга по надежности вариатор Jatco JF015E, который встречается на Renault Kaptur. Четвертым идет Jatco JF016E, устанавливаемый на последние модели Mitsubishi Outlander. Третье место занимает Aisin K111, которым часто комплектуется Toyota RAV4. второе место у Subaru TR580, применяемого на Forester. Лидером по надежности является Jatco JF011E. Его можно обнаружить на Mitsubishi Outlander, Nissan Qashqai и X-Trail.

Отзывы

Игорь Степашкин

Авто с вариатором очень комфортно водить в городских условиях.

Дмитрий Назаров

Машина с бесступенчатой трансмиссией разочаровала. Расход оказался огромным, следующую точно буду брать на роботе или механике.

Анатолий Жуков

Долго привыкал к необычной работе двигателя и отсутствию толчков при разгоне. Вариатор считаю лучшей автоматической трансмиссией