CVT коробка передач: что это такое, плюсы и минусы

Содержание

Отрицательные стороны машин с коробкой CVT

При множестве плюсов, автомобили, оборудованные коробкой передач вариаторного типа, пока не завоевали соответствующей популярности среди потребителей. Многие автомобилисты не решаются садиться за руль таких машин, т. к. вариаторы не лишены существенных недостатков:

автомобили, оборудованные бесступенчатыми трансмиссиями, не могут ездить на длительные расстояния при максимальной скорости и мощности движка;
большая прихотливость вариатора требует частой замены трансмиссионного масла и масляного фильтра (в среднем через 30 000 км пробега);
чтобы увеличить срок эксплуатации клиноременной передачи, необходимо использовать дорогостоящую смазочную жидкость;
коробка-вариатор быстро выходит из строя при интенсивном, грубом стиле вождения, резких поворотах, экстренном торможении;
коробка передач CVT устанавливается на автомобилях с силовым агрегатом, мощностью не более 220 л. с.;
высокая стоимость сложных ремонтных работ вариатора;
после прохождения каждых 120 тысяч км рекомендуется менять дорогостоящий металлический ремень на новый экземпляр;
дефицит запасных частей для CVT коробки передач;
недостаточное количество квалифицированных автомехаников, разбирающихся в особенностях новых коробок передач;
сложная система управления – устройство теряет стабильность при выходе из строя любого электронного датчика.

Автолюбители, привыкшие развивать большие скорости на машинах, оборудованных АКПП и МКПП, не спешат пересаживаться на автомобили с новым устройством.

Основные виды вариаторов и принцип их работы

Сегодня каждый автопроизводитель располагает собственными наработками в области инженерии трансмиссий, в том числе, вариаторов. Тем не менее, все существующие на сегодняшний день коробки передач CVT принято разделять на два типа: клиноременный и тороидальный.

Клиноременный вариатор состоит из двух шкивов и ремня с трапецеидальным сечением. Каждый из шкивов представляет собой два конических диска, благодаря которым появляется возможность менять диаметр и передаточное число исходя из скорости вращения мотора. Ряд производителей нередко вместо традиционного ремня применяют цепь, а некоторые компании изготавливают ремень из особых металлических пластин. Впрочем, на принцип работы вариатора с точки зрения способа передачи тяги эти особенности влияния не оказывают.

За работу дисков каждого шкива отвечает электронная система, состоящая из датчиков с сервоприводами и центрального блока управления. Общий принцип работы системы следующий. Обладая клиновидной формой, ремень вступает в контакт с каждым из шкивов только лишь боковыми поверхностями. Изнашиваясь со временем, ремень словно «впивается» в шкив, сохраняя тем самым необходимый уровень сцепления. Вращение коленчатого вала передается ведущему шкиву. Его конструкция такова, что в случае увеличения оборотов двигателя «щеки» дисков постепенно сжимаются, тем самым выталкивая ремень от центра к ободу. Одновременно с этим, «щеки» дисков ведомого шкива разжимаются, что утапливает ремень к центру. Таким образом, происходит изменение радиусов вращения, а, значит, и передаточных отношений в бесступенчатом режиме. По сути, при такой схеме можно получить сколь угодно много передаточных чисел, а не только какие-то фиксированные значения. С ростом оборотов мотора происходит постепенное сжимание ведущего шкива с одновременным разжиманием ведомого, что гарантирует сохранение натяжения ремня. Если водитель сбрасывает обороты мотора, отпуская педаль «газа», внутри вариатора происходит противоположный процесс.

Несколько иной принцип работы у коробки-вариатора тороидального типа. Она располагает парой колес со сферической рабочей поверхностью. Между этими колесами зажимается ролик. Как и шкивы ременного вариатора, колеса тороидального CVT разделяют на ведущее и ведомое. Передаточное число меняется в данном случае посредством силы трения, которая возникает между поверхностями колес и ролика.

Когда ролик меняет свое положение относительно поперечной плоскости, происходит изменение передаточного числа в ту или иную сторону. При горизонтальном положении ролика ведомое колесо будет вращаться со скоростью, равной скорости вращения ведущего колеса. Но стоит ролику повернуться, происходит немедленное изменение скорости вращения ведомого колеса относительно ведущего. Поскольку в пятне контакта ролика и поверхности колеса возникает довольно серьезное усилие, разработчики вариатора предусмотрели использование специальных устройств, способствующих преодолению притяжения ролика к поверхности колеса. К примеру, тороидальная система Extroid, применяемая на многих моделях автомобилей Nissan, оснащается специальным устройством, работающим под управлением электроники. Благодаря такому устройству прецизионный гидромеханизм меняет расположение узла с роликами на микроскопическую величину в вертикальной плоскости. Сдвиг, производимый относительно оси колес, провоцирует самостоятельный поворот ролика.

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.

Сравнительная характеристика двух видов коробок передач

Производители трансмиссии нацелены создать комфортные, экономичные и надёжные агрегаты. Сравним, какая разница по этим критериям между вариатором и автоматом.

Как определить какое устройство установлено в автомобиле

Как различить коробки по внешним признакам:

вариатор работает в режимах “P”, “N”, “D”, “R”. У автомата бывают дополнительные “L”, “M”,”OD”;
шильдик на двери багажника означает: CVT — вариаторная коробка, AT — автомат.

Вариатор отличается от автоматической коробки плавным разгоном и монотонным звучанием. В автомате передачи переключаются с лёгкими толчками.

Разница между вариатором и автоматом с экономической точки зрения

Чей ремонт дешевле: коробки автомат или вариатора? АКПП ставится в автомобили десятки лет. Хорошо изучен. Легко найти мастера или сервис по ремонту конкретной модели. Вместо дорогих фирменных запчастей можно подобрать качественный аналог.

Вариатор отличается от автомата меньшим весом, что отражается на расходе топлива и масла. По эксплуатационным расходам вариатор дешевле. Стоимость масла CVT может быть выше оригинального ATF, но по объему его нужно не более 7 л, в то время, как ATF требуется в среднем от 8 л.

Какое устройство лучше с точки зрения надёжности

Надёжность АКПП или вариатора зависит от модели, эксплуатации и качества обслуживания. При равных условиях ресурс обеих коробок достигает 300 000 км. Агрессивная езда, тяжёлые нагрузки, перегрев — одинаково негативно влияют на работу трансмиссий.

Какая коробка передач лучше для спортивной езды, так это автомат, поскольку вариатор плохо переносит большой крутящий момент. Для CVT подходит равномерное движение со скоростью не выше 150 км/ч.

Недостатки и частые жалобы владельцев

зачастую, на форумов владельцев автомобилей оснащенных вариатором, можно прочитать негативные отзывы о работе при сбрасывании газа. Владельцев раздражает, о что автомобиль начинает клевать носом, когда стрелка спидометра опускается до отметки в 20 км/ч.
относительным недостатком можно считать задумчивость, так что если Вы рассматриваете покупку автомобиля и рассчитываете на динамичную езду, то лучше отдать предпочтение автомобилю с иной трансмиссией (механикой или же с роботом DSG). Но это скорее не недостаток, а особенность трансмиссии X-Tronic CVT, т.к. изначально она создавалась для плавности хода и экономии топлива.
коробка вариаторного типа очень чувствительна к перегреву, этот пункт также можно было бы отнести к вышеуказанному, т.к. данная проблема больше относится к любителям высоких скоростей. Так что при движении по трассе стоит не переусердствовать с педалью газа и положению стрелки спидометра (либо, как вариант: многие владельцы Тиан особенно с мощными моторами ставят дополнительный радиатор для охлаждение коробки).
звуковое сопровождение, как в троллейбусе, еще одна особенность на которую часто по началу жалуются владельцы. По ходу эксплуатации, со слов тех же владельцев они привыкают к звуку и не обращают на него никакого внимания. (Отметим, что звук от вариатора X-Tronic не прям уж невыносимый, при котором хочется покинуть транспортное средство, просто при работе доносится небольшой гул уловимый для уха).

Назначение и разновидности вариатора

Задача данного устройства – изменение частоты оборотов и передаточного числа, а следовательно, для регулировки крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Современная коробка вариатор имеет плюсы и минусы, но технологичность и простота процесса их производства несомненно сказывается и на цене. Этот фактор имеет решающее значение для покупателей, поскольку общая стоимость авто с бесступенчатой трансмиссией меньше, чем, например, со сложнейшей DSG. К тому же последняя еще требует окончательной доработки.

Существует два типа устройств CVT, способных плавно изменять передаточное соотношение: фрикционные и вариаторы зацепления. К первым относятся такие механизмы:

роликовые;
ременные;
шаровые;
многодисковые;
клиноременные;
волновые;
торовые.

Устройства, построенные на принципе зацепления, имеют только один способ передачи крутящего момента – цепью. На машинах с мотором малой и средней мощности применяется клиноременной способ, а для передачи оборотов с высокопроизводительных двигателей цепной вариант. Набирают популярность и трансмиссии с тороидным принципом работы.

CVT трансмиссия: преимущества и недостатки

Как может показаться на первый взгляд, коробка передач вариатор выгодно отличается от аналогов

Сразу отметим, хотя имеется ряд очевидных плюсов, также нужно обращать внимание и на недостатки СVT. Давайте рассмотрим сильные и слабые стороны вариатора более подробно. Прежде всего, к плюсам вариатора можно отнести комфорт, экономичность и высокие показатели КПД

Общий принцип работы и отсутствие фиксированных «ступеней» позволяют реализовать плавный и эффективный, а также достаточно быстрый разгон автомобиля

Прежде всего, к плюсам вариатора можно отнести комфорт, экономичность и высокие показатели КПД. Общий принцип работы и отсутствие фиксированных «ступеней» позволяют реализовать плавный и эффективный, а также достаточно быстрый разгон автомобиля.

На машине с вариатором не тратится время на переключения передач, поток мощности на колеса не разрывается, двигатель работает в диапазоне оптимальных оборотов и максимального крутящего момента. Также коробка CVT работает менее шумно, чем многие гидромеханические АКПП или «роботы», двигатель в штатном режиме не раскручивается до высоких оборотов.

Если же говорить о минусах вариатора, тогда можно выделить следующее:

Начальная стоимость CVT не намного ниже «классических» гидромеханических АКПП или DSG;
Такая коробка не рассчитана на высокие нагрузки, то есть вариатор не ставится в паре с мощными ДВС. Как правило, CVT ставится на машины с двигателями, мощность которых не превышает 200 л.с.;
На вариаторе нельзя ездить агрессивно (резкий разгон с места, интенсивное торможение, рваный стиль езды). Также следует избегать продолжительного движения на высоких оборотах;
Вариатор требует качественного и частого обслуживания (замена фильтров и масла в вариаторе должна выполняться каждые 30 тыс. км.). Использовать нужно только оригинальную дорогостоящую трансмиссионную жидкость. Еще рекомендуется каждые 80-100 тыс. км. менять ремень вариатора;
Общий срок службы вариатора меньше по сравнению с АКПП или РКПП. Как правило, вариатор имеет ресурс, ограниченный отметкой около 200 тыс. км.
Низкая ремонтопригодность, дорогостоящий ремонт, нехватка оригинальных запчастей и квалифицированных специалистов, а также сложности с настройкой системы управления вариатором.
Чувствительность к малейшим сбоям в работе ЭСУД автомобиля (выход одного из датчиков может привести к сбоям в работе всей вариаторной трансмиссии).

Еще следует отметить, что часто в случае поломки вариатора решить вопрос путем приобретения контрактного агрегата б/у не получается. Дело в том, что с учетом небольшого ресурса решение приобрести недорогой контрактный вариатор с пробегом означает, что такая коробка также будет изношена и возникают нарекания на работоспособность.

При этом стоимость новой КПП данного типа или коробки CVT с подтвержденным минимальным пробегом и большим остаточным ресурсом оказывается достаточно высокой. Также в списке минусов вариатора можно выделить тот факт, что многие автовладельцы, которые знают о недостатках коробки, избегают автомобилей с CVT на вторичном рынке, отдавая предпочтение АКПП.

Простыми словами, при продаже подержанный автомобиль с вариаторной коробкой передач заметно теряет в цене по причине относительно небольшого спроса. Если же планируется покупка такого авто, необходимо проводить комплексную диагностику, а также быть готовым к возможным сложностям и затратам через небольшой промежуток времени, если пробег подержанной машины превысил отметку в 150 тыс. км.

Еще одним минусом, который отмечают многие владельцы машин c коробкой CVT, можно считать отсутствие ощутимого переключения передач при разгоне, ровные обороты двигателя и характерный однотонный шум при разгоне.

С одной стороны, это нельзя считать недостатком, однако субъективное мнение многих водителей говорит об обратном. Более того, сами производители, прислушиваясь к отзывам потребителей, стараются учитывать этот момент, оснащая вариаторы «виртуальными» ступенями (аналог Типтроник), когда шкивы имеют фиксированные положения, тем самым имитируя переключения ступенчатой коробки.

https://youtube.com/watch?v=HcuROau5FQM

Управление вариатором

Переключение режимов вариатора осуществляется перемещением рычага переключения передач в направлении согласно схеме режимов переключений (см. рис.), в зависимости от желаемого направления движения. Для разблокировки рычага необходимо нажать кнопку фиксации 1 на рукоятке рычага переключения передач.

При перемещении рычага из положения N в положение D, М, «+», «–» и обратно кнопку фиксатора можно не нажимать.

Выбранный режим индицируется на жидкокристаллическом индикаторе в комбинации приборов.

Схема положений рычага переключения передач в автоматической коробке передач нанесена сверху на его рукоятке иимеет две линии для переключения режимов работы.

Одна линия для переключения из положения P (стоянка) в нейтральное положение N, на задний ход R или автоматический режим движения D
Другая линия для переключения на более высокую или низкую передачу в режиме ручного управления M: «+» – для включения повышенной передачи; «–» – для включения пониженной передачи.

Две линии соединены для переключения между автоматическим режимом D и режимом ручного управления M.

Режим ручного управления M может быть включен только из автоматического режима D. Режим заднего хода R можно включать только из нейтрального положения N.

Переключение на более высокую «+» или низкую передачу «–» возможно только в режиме ручного управления M.

Положения P, N, R, D, M являются фиксированными, положения «+» и «–» – нефиксированные.

Положения рычага:

P (стоянка) – используется для исключения качения автомобиля на стоянке либо при пуске двигателя. При этом стояночный тормоз может быть включен или выключен.
R (задний ход) – передача заднего хода. Может быть включена только после полной остановки автомобиля, при работе двигателя на холостом ходу.
N (нейтральная передача) – используется при пуске двигателя на стоянке одновременно с включенным стояночным тормозом или при буксировке автомобиля. Кроме того, данное положение рычага переключения можно использовать для пуска двигателя при внезапной его остановке во время движения, но без использования стояночного тормоза.

ВНИМАНИЕ! Если, находясь в движении, Вы случайно перевели рычаг переключения передач в положение N, дайте двигателю сбавить обороты, прежде чем включить режим D (включается без нажатия кнопки фиксатора) и вновь разогнаться. D (вождение) – используется для трогания и вождения в автоматическом режиме переключения передач

D (вождение) – используется для трогания и вождения в автоматическом режиме переключения передач.

Включенная передача и положение паркинг (1, 2, 3, 4, 5, 6, D, R, N, P) отображаются на дисплее в комбинации приборов.

ВНИМАНИЕ! Никогда не пытайтесь перевести рычаг переключения передач в положение P во время движения автомобиля. Это приведет к серьезным механическим повреждениям и к потере управляемости автомобиля

При кратковременной остановке, например, перед светофором, необязательно переходить на позицию N и, тем более, Р. Достаточно удерживать автомобиль с помощью педали тормоза. Двигатель при этом будет работать в режиме холостого хода.

Стоянка. Автомобиль должен быть остановлен полностью. Включите стояночный тормоз и после этого поставьте рычаг переключения передач в положение стоянки Р. Благодаря такому порядку операций, особенно на уклонах, блокировочный механизм не будет слишком нагружен и впоследствии можно будет легко вывести рычаг переключения передач из этой позиции.

Минусы вариаторной коробки

Срок службы вариатора напрямую зависит от его использования. Практика показывает, что надежность автомобиля, работающего на высоких оборотах длительное время, сильно падает. Также вариаторная коробка передач требует к себе большего внимания сервисного обслуживания. Каждые 30 тысяч километров требуется менять все фильтры и масла. Эти простые действия сильно напрягают водителей, и поэтому они считают, что в этом вариатор плох. Следует отметить, что масло для такой коробки стоит значительно дороже стандартного и поэтому обслуживание вариатора обходится дороже.

Зная, как работает вариатор, стоит понимать, что установить его на автомобиль мощностью более 220 лошадиных сил просто невозможно. Нужно регулярно устраивать проверки коробки, так как выход из строя хотя бы одного из датчиков, приведет к сбою всей системы. Этот минус считают самым основным из вышеперечисленных.

Клиноременная передача Continuously Variable Transmission

Механизм состоит из соосных ведомого и ведущего шкивов, на которых расположены конусные боковины, раздвигающиеся при увеличении центробежной силы. Когда первый шкив увеличивает радиус, то второй, в свою очередь, стремится уменьшить свой в целях поддержки натяжения ремня. Таким образом, создается невероятное количество передаточных соотношений, что положительно сказывается на состоянии двигателя и трансмиссии.

Основным недостатком данной системы являлся ограниченный ресурс клиновидного ремня, пока не был запатентован узел из наборных металлических пластин. Конструкция стала надежней и более функциональней, теперь ее применяют такие концерны, как Nissan и Honda.

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:

Преимущества	Недостатки
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.
Электроника, которая управляет вариатором, всегда выбирает оптимальный режим работы. То есть, трансмиссия всегда работает в наиболее щадящем режиме. Соответственно, это положительно сказывается на износе и сроке эксплуатации агрегата.	На машине с вариатором нельзя буксировать прицеп или другое транспортное средство.

На машине с коробкой CVT нельзя буксировать прицеп или другое транспортное средство. Также нельзя буксировать и саму машину, если у нее выключен двигатель. Исключение составляет случай, если вывесить на эвакуатор приводную ось.

Вариаторная трансмиссия CVT: коробка передач вариатор