Управление автомобилем с МКПП требует внимательности, а современный человек всегда куда-то спешит. Автоматическая трансмиссия в этом плане значительно проще. Электроника сама подумает за водителя и выполнит все необходимые действия - можно не отвлекаться от дороги. Но устройство значительно сложнее, чем МКПП. А чем сложнее конструкция, тем ниже ее надежность. В истории автомобилестроения есть масса неудачных гидротрансформаторных коробок, вариаторные системы еще мало изучены. Попробуем выяснить, что надежнее, - вариатор или "автомат".
АКПП: история
Первая появилась в 1903 году, но использовалась она не в автомобилях, а в судостроительной отрасли. Изобретателем конструкции является немецкий профессор Феттингер. Именно этот человек впервые показал и предложил гидродинамическую передачу, которая могла бы развязать винт и силовой агрегат кораблей. Так на свет появилась гидравлическая муфта, которая является очень важным узлом для любых АКПП.
Позже, уже в 1940 году, американцы начали использовать АКПП «Гидроматик» на автомобилях «Олдсмобайл». Нужно сказать, что конструкция автоматической трансмиссии практически не менялась с того времени. АКПП состоит из двух основных узлов. Это гидротрансформатор и редуктор. Первый выполняет функцию сцепления, а цель его работы - плавные переключения без рывков. Редуктор представляет собой пары шестеренок, находящихся в зацеплении. Это дает возможность получить цельный, достаточно компактный механизм, имеющий сразу несколько ступеней.
АКПП: техническая часть
Давайте посмотрим, как работает "автомат". Эта система отработана вдоль и поперек. В течение многих лет эту конструкцию доводили до совершенства. В целом, техническая часть отличается достаточной прочностью и надежностью.
В гидротрансформаторных коробках вращательный момент от силового агрегата передается на ведущие колеса через «бублик».
В нем отсутствует жесткое зацепление. Работает эта система благодаря маслу, что циркулирует под давлением. Когда жесткого зацепления нет, то и ломаться особо нечему. Но в конструкции имеются также валы с передачами планетарного типа и фрикционные диски. Пакеты фрикционов в АКПП заменяют сцепление. Когда они сжимаются или разжимаются, подключаются муфты, соответствующие конкретной передаче.
В устройстве АКПП есть такие узлы, как насос высокого давления, а также гидроблок. Это основа любой автоматической трансмиссии.
Что обычно ломается в АКПП
Если посмотреть статистику поломок автоматических коробок, то можно видеть, что большинство из них случаются по причине несвоевременного обслуживания. Не все владельцы меняют рабочее масло даже после больших пробегов. В результате засоряется гидроблок, радиатор АКПП, забиваются фильтры. Все это приводит к тому, что насос не может создавать необходимое рабочее давление. Из-за этого прокручиваются фрикционы, перестают включаться передачи. Появляются дергания и толчки.
Ресурс АКПП
Трудно сказать, что надежнее, - вариатор или "автомат". На первый взгляд кажется, что вариатор, так как он имеет немного другое устройство, без гидравлического оборудования. Но при качественном и своевременном обслуживании ресурс классической АКПП может быть очень большим.
Встречались случаи, когда в случае замены масла через каждые 40 тысяч километров пробега коробка работает более 400 тысяч без поломок. Специалисты считают, что самые надежные "автоматы" - это старые японские четырехступенчатые коробки.
Чтобы увеличить ресурс автоматической трансмиссии, необходимо соблюдать определенные правила:
- Требуется проводить замену масла по регламенту. Если производитель рекомендует заменять масло через каждые 60 тысяч, не стоит игнорировать этот срок. Это касается и так называемых необслуживаемых "автоматов", где залитая производителем жидкость рассчитана на весь срок службы. Такого не бывает - масло нужно менять. Оптимальный вариант - это полная замена с промывкой на стенде. Это обеспечит трансмиссии надежную и продолжительную работу.
- Вместе с АТФ-жидкостью меняют и масляный фильтр. Своевременная его замена способна продлить ресурс коробки на 20 процентов.
- Также периодически необходимо снимать радиатор. Его продувают и промывают. Затем очищают дно корпуса от мусора - там может быть стружка, нагар и много чего.
Кстати, стружка скапливается на специальных магнитах. Как выглядит это явление, можно увидеть на фото внизу.
Если соблюдать эти правила, ресурс АКПП значительно увеличится. Коробка сможет пройти от 300 тысяч и более. Из-за этого многие и выбирают эту трансмиссию.
Коробка-"автомат": преимущества и недостатки
Рассмотрим основные плюсы АКПП:
- Процесс управления автомобилем с АКПП значительно упрощается - больше не нужно задумываться, как сдвинуть машину с места, насколько медленно отпускать сцепление, какую передачу лучше включить. Компьютер сам все сделает.
- Также АКПП выбирают за надежность. При качественном уходе автоматические коробки способны ходить более 300 000 км. Также еще одно преимущество - высокая ремонтопригодность. Конструкция хорошо изучена, а отремонтировать АКПП может большое количество специалистов.
- Масло - это также плюс АКПП. Для автоматических трансмиссий необходима специальная жидкость, но требования к ней гораздо ниже, чем для вариаторной. Да и цена ее меньше.
- Рывки и количество передач - это также плюс. Сегодня уже встречаются многоступенчатые коробки. Встречаются даже 12-ступенчатые модели. Они имеют больший максимальный скоростной порог - двигатель не будет реветь на четвертой передаче. Скорости переключаются мягко и незаметно для водителя.
- Еще одно существенное преимущество - небольшое количество электроники. Это к вопросу о том, что надежнее - вариатор или "автомат". Да, АКПП работает вместе с ЭБУ, но электроники в конструкции не более 30%.
Теперь перейдем к недостаткам:
- АКПП не может похвастаться такой динамикой, как вариатор или "механика". Коробка также отличается более низким КПД. В АКПП двигатель и трансмиссия не имеют жесткого сцепления - все берет на себя гидротрансформатор. Поэтому часть энергии затрачивается на передачу крутящего момента. При переключениях возникают ощутимые толчки, чего нельзя сказать про вариатор. За и против него мы рассмотрим ниже.
- Также в АКПП необходимо заливать больше масла - примерно 8-9 литров. В это же время вариатор требует не более 6 литров. Еще один минус - повышенный расход топлива. На автомобилях с он такой же, как на "механике".
Если подвести итоги, то высокая надежность перекрывает все минусы этих агрегатов. При правильной эксплуатации и регулярных заменах жидкости коробка легко отходит более 300 тысяч км, чего нельзя сказать о ее оппоненте.
Вариаторы: краткая история
Многие считают, что CVT-трансмиссию изобрели позже, чем АКПП. Но это не так. Принцип работы был изобретен еще Леонардо Да Винчи в 1490 году. Но внедрить агрегат он не мог, так как тогда еще не было ДВС. Затем про систему забыли и вспомнили лишь в начале 19 века на промышленных станках. В автомобилях вариаторы стали применять в 58 году, когда Хуберт ван Доорн создал Variomatic. Затем ее устанавливали на автомобили DAF.
Устройство и принцип действия
Это один из видов АКПП. Коробка-вариатор и "автомат" - в чем разница? Она заключается в отсутствии передач на CVT-трансмиссии. Конструкция представляет собой два шкива, на которых натянут ремень (сейчас, конечно, он металлический). Конусы - это не цельная конструкция, как раньше, а из сдвижных половинок. Если ведущий шкив не соединен, ремень вращается по малому диаметру конуса. Когда шкив сдвинут, образуется малое передаточное число, что соответствует нижним передачам АКПП.
Двигая шкивы, можно очень плавно уменьшать передаточные числа, то есть переключать передачи (хоть их и нет). Эти числа полностью соответствуют ступеням в АКПП. Если выбирать, коробка-"автомат" или вариатор, то последний более эффективен. Здесь максимальное КПД, так как передача момента - жесткая.
Что ломается?
Конструкция очень любит качественное обслуживание. Масло следует менять через каждые 60-80 тыс. км. Меняют жидкость всегда. Если не заменить ее, появятся проблемы, и восстановление коробки будет стоить очень дорого.
Среди проблем - засоряющиеся гидроблоки и масляные насосы. Из-за этого валы не могут зажимать или разжимать ремень. В результате он пробуксовывает. Это негативно влияет на его ресурс. Материал быстрее изнашивается, и в один момент ремень попросту обрывается. И тогда внутри разрушится буквально все. Также задираются рабочие поверхности валов, что не лучшим образом влияет на состояние и "автомат" - в чем разница? В большом, просто огромном количестве электроники, которая может составлять до 50% конструкции.
Ресурс CVT
Здесь, так же как и у АКПП, необходимо четко по регламенту менять масло. Если этого не выполнять, то коробка выйдет из строя уже через 100 тысяч. Также раз в 120 тысяч нужно менять ремень. Что надежнее - вариатор или "автомат"? Выходит, что "автомат". На вариаторе проехать 300 тысяч не получится, даже если регулярно менять масло.
Плюсы и минусы
Здесь радует более динамичный разгон, сниженное потребление топлива. Отсутствуют рывки, КПД выше на 10%, чем у АКПП. Автомобилем легко управлять. Но на этом все преимущества заканчиваются.
Продолжаем рассматривать вариатор, плюсы и минусы конструкции. Ремонтировать такие коробки очень сложно - конструкция плохо изучена, а специалистов в этой отрасли еще мало. Необходима периодическая замена ремня. Это дорого, да и не в каждом СТО берутся за такую работу. В конструкции имеется сложная электроника. Ну и, наконец, еще один существенный минус - масло. Оно дорогое и его трудно найти.
Что лучше?
Итак, мы рассмотрели обе трансмиссии. Пришло время решить, какая коробка лучше - "автомат" или вариатор. Вариатор лучше АКПП в плане динамики и расхода. Но в случае поломки ремонт будет очень дорогим, и не везде эту КПП можно восстановить или хотя бы обслужить. Также регулярной замены требует ремень, а сама конструкция нуждается в качественном масле. АКПП здесь выигрывает более чем полностью.
Заключение
Мы рассмотрели вариатор, плюсы и минусы его. Вердикт такой: если приобретается новый автомобиль, на который будет гарантия, тогда покупать CVT можно. Если это автомобиль с пробегом более 100 тысяч километров, тогда лучше обратить внимание на "автомат".
Они перегреваются на высокой скорости и нежизнеспособны вне ровного асфальта! Они отказывают даже при некритических нагрузках!
Слухи о сомнительной надежности бесступенчатых трансмиссий (СVT) появляются едва ли не быстрее, чем выходит в свет очередная новая модель с вариатором. Причем рождаются они чаще вокруг полноприводных кроссоверов, трансмиссии которых наиболее нагружены и зачастую работают на пределе возможностей - прежде всего на пересеченной местности. И слухи эти не лишены оснований: есть проблемы! Как показывает практика, случаются они и в менее обидных ситуациях - даже на городском асфальте.
Вот почему мы свели в разноплановых испытаниях три полноприводных кроссовера - новый «Ниссан-Кашкай» с модернизированной трансмиссией последнего поколения, «Субару-Форестер» и обновленный «Мицубиси-Аутлендер». А вне зачета в наших тестах участвовала моноприводная «Тойота-RAV4». Теперь можно купить и такую, причем именно с вариатором.
Разговоры о том, что бесступенчатые трансмиссии перегреваются на высоких скоростях, многие слышали неоднократно. Испытатели «За рулем» знают об этом по собственному опыту: перегрев трансмиссии «Аутлендера» в прошлогоднем тесте (ЗР, 2013, № 7) как раз и подтолкнул к идее затеять эти испытания. Причем на этот раз мы взяли обновленный «Аутлендер», которому производитель вернул радиатор вариатора (по нашему настоянию - см. ЗР, 2014, № 8). Понятно, что радиатор должен обеспечивать оптимальный температурный режим узла и оберегать его от перегрева. Помогло ли?
Проверяли автомобили режимом, близким к предельному и характерному скорее для безлимитных немецких автобанов. У нас так мало кто ездит, да и негде так ездить, - но нам важна чистота эксперимента! По скоростному кольцу полигона мы проехали 250 км со средней скоростью около 170 км/ч. Если вариаторы выдержат такой темп, то за их здоровье в обычных условиях эксплуатации можно не беспокоиться.
Наматывая круг за кругом, внимательно следим за поведением машин. И… не находим ничего интересного. Ни один автомобиль не выказал даже намека на перегрев трансмиссии - все отработали без малейших нареканий. Так что победителя в этом тесте нет. Но куда важнее, что нет и побежденных! Итак, вживленный в «Аутлендер» радиатор вариатора в данных условиях со своей задачей справляется блестяще.
1. За трансмиссию обновленного в этом году «Аутлендера» можно не волноваться: высокие скорости она выдержит.
2. «Форестер» с 241‑сильным мотором, естественно, способен ехать быстрее соперников, но никаких признаков перегрева трансмиссии мы не обнаружили.
3. «Кашкай» тоже без нареканий прошел скоростной тест.
4. Переднеприводная «Тойота» успешно прошла скоростной тест в том же режиме, что и полноприводные соперники.
Этот тест оказался для машин самым тяжелым. Высота препятствия - 185 мм (это еще не самый высокий бордюр среди тех, которые водители готовы штурмовать). Задача: подняться на него передними, а затем и задними колесами, поставив машину под прямым углом к «тротуару». Затем нужно повторить упражнение, но уже задним ходом. Заезжать следует, конечно же, внатяг, ведь даже самые ярые покорители тротуаров не осмелятся наскакивать на такой высокий бордюр с разгона.
Двигаясь вперед, «Субару» преодолел препятствие без напряжения. А заехать на бордюр задом отказался. Причем электроника, оберегая трансмиссию, просто не дает колесам прокручиваться, а двигателю запрещает набирать обороты. Как же так? В городе-то можно отказаться от такого штурма и развернуться на сто восемьдесят, а если подобная «засада» случится на бездорожье? Всё, задним ходом - никак?
Точно так же повел себя и «Мицубиси». Причем заехать на бордюр задним ходом отказался даже после включения режима Lock, жестко блокирующего муфту привода задних колес.
А затем фотограф вдруг попросил заехать на бордюр еще раз - вновь передним ходом. «Аутлендер» уверенно перепрыгнул бордюр передними колесами, а задними - отказался, хотя на панели приборов не вспыхнула ни одна аварийная лампа. Просто двигатель не раскручивался свыше 1200 об/мин, а колеса стояли на месте. Решили переждать минут десять. И угадали: машина с остывшей трансмиссией, как и в первый раз, перепрыгнула преграду и задними колесами.
«Кашкай» оказался самым стойким. Двигаясь вперед, он легко миновал бордюр и передними, и задними колесами - и так же уверенно пошел назад. Но, преодолев препятствие задними колесами, «Кашкай» встал. Дальше пороху не хватило: передние колеса не крутятся, двигатель отказывается набирать обороты. Тем не менее по числу выполненных с первого раза упражнений «Кашкай» в этом тесте лидер. «Мицубиси» и «Субару» поделили второе и третье места.
Напустили на бордюр и моноприводную «Тойоту». Немного покрутив колесами, она отказалась преодолевать его как передним, так и задним ходом. Логично - и для переднеприводной машины ничуть не стыдно.
5. «Мицубиси» без заминок миновал препятствие передним ходом, но задним ходом преодолеть его не смог.
6. Двигаясь вперед, «Субару» легко взял 185‑миллиметровый бордюр, а назад ехать отказался.
7. Победителем теста стал «Кашкай». Он заехал на препятствие даже задним ходом - правда, лишь задними колесами.
8. Переднеприводной «Тойоте» такие препятствия не по плечу.
На высоких скоростях перегреть вариаторы нам не удалось. Попробуем сделать это в переходных режимах, имитируя частые обгоны?
Делаем несколько ускорений подряд в режиме «педаль в пол» - с 60 до 100 км/ч и с 80 до 120 км/ч. Ни один автомобиль не проявил признаков недовольства: время разгона меняется в пределах погрешности.
Усложняем задачу. После достижения 100 и 120 км/ч - резкое торможение до 60 и 80 км/ч соответственно. И сразу - новое ускорение, вновь в режиме «педаль в пол». Лишь после такого издевательства нам удалось уловить некую задумчивость. После резкого нажатия педали газа двигатели поначалу не набирают более 2500 об/мин и придерживают автомобиль на несколько мгновений. Что такое эти мгновения? Для «Мицубиси» и «Тойоты» - 0,2–0,3 с, в обычной эксплуатации совершенно незаметные. «Ниссан» проигрывал сам себе 0,8–1,0 с. Но и это владелец вряд ли почувствует «в быту». Тем более что получили мы эти данные в почти гоночном режиме - с резкими разгонами и торможениями.
Тем не менее первое место по формальным признакам отдаем «Субару», второе - «Мицубиси», третье - «Ниссану». А внезачетная «Тойота» в этом тесте выступила не хуже ставшего вторым «Мицубиси».
Сухой проселок машины проходят спокойно. Залезли мы сюда в основном для того, чтобы испытать машины на крутом, но сухом грунтово-песчаном подъеме. Автомобили не соревновались в скорости - слишком разные двигатели. Задача испытателей предельно проста: несколько раз подняться и оценить поведение трансмиссий. На всех машинах использовали максимум их возможностей: в «Ниссане» выбрали режим Lock, в «Мицубиси» нажали кнопку 4WD, в «Субару» - X-Mode.
Все полноприводные машины заезжали в горку уверенно, без капризов, а значит, ни проигравших, ни победителя снова нет. Никаких признаков излишнего напряжения или перегрева трансмиссий мы не обнаружили.
Переднеприводная «Тойота» в эту горку не заехала - не хватило «зацепа»: обуй мы ее в более зубастые шины, она преодолела бы подъем, но с полноприводниками ей здесь все равно не тягаться.
Наверное, утюжа участок часами, можно добиться недовольства вариаторов. Но представить себе такую необходимость для кроссоверов в реальной жизни сложно. Итак, вновь ничья.
1. «Аутлендер» с честью выдержал тест «Обгон».
2. «Субару» - победитель теста «Обгон»: преодолел все испытания без малейших нареканий.
3. Самая большая задержка в работе вариатора после серии «гоночных» разгонов и торможений - у «Ниссана», но и она оказалась мизерной.
4. Задумчивость вариатора «Тойоты» после нескольких издевательских разгонов и торможений минимальна.
5. «Аутлендер» прошел тест «Подъем» без замечаний.
6. Возможности двигателя и трансмиссии «Форестера» таковы, что крутой подъем можно преодолеть практически без разгона.
7. Признаков недовольства трансмиссии «Ниссана» на сухом проселке с крутыми подъемами и спусками мы не выявили.
8. Переднеприводная «Тойота» подъем не взяла, но имела на это полное право.
КРУТИТСЯ-ВЕРТИТСЯ
Для изменения передаточного отношения в вариаторе используют многозвенный стальной ремень, связывающий между собой два раздвижных шкива с коническими поверхностями. Ремень состоит из множества пластин, скрепленных стальными лентами. С коническими шкивами он контактирует боковыми поверхностями пластин, на которых есть мелкие, едва заметные диагональные насечки, улучшающие сцепление. Одновременное сближение и расхождение конусов ведущего и ведомого шкивов меняет радиусы, по которым движется ремень. Соответственно изменяется передаточное отношение. Это происходит постоянно, в зависимости от режимов движения. Поэтому так называемые передачи у вариатора - виртуальные. В состав вариатора входит механизм выбора направления движения, две пары конусов со стальным ремнем, редуктор, главная передача с дифференциалом, блоки управления.
На «Мицубиси-Аутлендер» (работа его вариатора показана на схемах) установлен самый распространенный вариатор - «Джатко-JF011E». Крутящий момент от двигателя передается через гидротрансформатор (аналогичный тем, что в автоматических коробках передач) к механизму выбора направления движения, в котором стоит планетарная передача и два набора прижимных дисков - фрикционов. В зависимости от направления движения (вперед или назад) блок управления подает команду на сжатие одного из пакетов дисков. Далее через ремень момент подается на понижающую передачу. С нее - на главную пару и к ведущим колесам.
В режиме «нейтраль» - N - оба пакета дисков механизма смены направления движения распущены. Эпицикл планетарной передачи свободно вращается вместе с ведущим валом вариатора - момент к ведущему шкиву не передается.
В режиме стоянки - P - ситуация аналогичная, только задействован и механизм блокировки, фиксатор которого входит в зацепление с зубчатым венцом ведомого шкива.
При переводе селектора в положение D один из пакетов дисков сжимается, соединяя эпицикл с солнечной шестерней, установленной на ведущем шкиве, между конусами которого зажат ремень. Далее момент через ремень передается на ведомый шкив, с него на понижающий редуктор, главную передачу - и к колесам.
Для движения задним ходом (R) передний пакет дисков разжимается, а задний соответственно сжимается. Водило, на осях которого сателлиты, останавливается. Момент с ведущего вала идет на эпицикл, а с него на сателлит. Солнечная шестерня, связанная с сателлитом, из-за остановки водила вращается в противоположную сторону. При движении задним ходом радиусы шкивов остаются в начальном положении. За этим следит блок управления.
1. В этом году на обновленный «Аутлендер» вернули радиатор вариатора. И правильно сделали!
2. У вариатора «Форестера» нет радиатора. Однако перегреть трансмиссию нам не удалось.
3. На «Кашкае» радиатор вариатора есть.
4. Радиатор вариатора на RAV4 совмещен с радиатором системы охлаждения.
На «Субару-Форестер» другой вариатор - собственной конструкции. На машины с атмосферными двигателями устанавливают модель TR580, а в пару моторам с турбонаддувом - TR690. Принципиальное отличие от вариатора «Джатко» - другая конструкция ремня (производится немецкой фирмой «Лук»). Он тоже передает усилие торцевыми поверхностями, но не пластин, а штифтов, связывающих между собой звенья ремня.
Момент от двигателя передается через гидротрансформатор, понижающий редуктор (в нем же расположена предохранительная муфта), ведущий шкив, ремень, ведомый шкив, второй понижающий редуктор, механизм смены направления движения, ведомый вал. Предохранительная муфта между первым понижающим редуктором и ведущим шкивом разомкнута при пуске двигателя, пока не работает масляный насос. Как только давление поднимется, муфта блокируется. Это сделано для защиты ремня от проскальзывания в момент скачков нагрузки при пуске двигателя.
На автомобилях с системой «старт- стоп», когда двигатель глохнет на остановках, первичный вал вариатора не вращается, соответственно не работает и его масляный насос - давление в системе низкое. Чтобы при очередном пуске мотора оно было достаточно высоким, вариатор оснащен дополнительным подкачивающим электрическим насосом.
Схема передачи момента от двигателя аналогична джатковской, но есть некоторые кинематические особенности. Понижающий редуктор по компоновочным соображениям разделен на два механизма - до цепи и после нее. Механизм смены направления движения и перевода в «нейтраль» расположен после шкивов, поэтому они вместе с цепью вращаются всегда при заведенном двигателе. Главная передача - коническая гипоидная, в отдельном картере со своей системой смазки.
Вариаторы для «Тойоты» изготавливает фирма «Айсин». Конструктивно они аналогичны вариаторам «Джатко». Ремень тоже состоит из пластин, связанных стальными лентами.
На «Ниссанах» стоят вариаторы «Джатко». Новый «Кашкай» получил усовершенствованную модель на базе JF011E. Изменены все узлы, даже трансмиссионная жидкость другая. Расширен диапазон передаточных чисел, применен иной алгоритм управления.
ЛЕГЕНДЫ И ФАКТЫ
Выявить однозначного победителя по сумме четырех тестов не удалось. Вроде бы «Ниссан», у которого, напомним, самая последняя версия вариатора (этот агрегат скоро пропишется и на других моделях японской марки), набрал на пол-очка больше, чем «Субару». Но посовещавшись, мы решили разделить между этими автомобилями первое и второе места. Ведь проигранные «Ниссаном» при интенсивных ускорениях доли секунды вполне компенсируются хорошими результатами в тесте «Бордюр». «Мицубиси» же отстал от соперников совсем чуть-чуть. В целом все машины показали себя очень неплохо и помогли развеять некоторые мифы о нежизнеспособности вариаторов. В обычной, повседневной эксплуатации бесступенчатые трансмиссии не доставят хлопот. Конечно, если помнить простые истины: кроссоверы, тем более с бесступенчатой трансмиссией, - совсем не внедорожники! Это городские и трассовые автомобили, позволяющие время от времени преодолевать не очень сложные препятствия. А уж моноприводный и вовсе честнее называть универсалом с увеличенным дорожным просветом.
Перед водителями, определившимися в нежелании отвлекаться на рычаг КПП во время движения автомобиля, предстает дилемма, какой вид коробки передач выбрать. Несмотря на схожесть в управлении автомобилем с гидромеханической АКПП и вариатором, эксплуатация каждого транспортного средства имеет свои особенности. Определить какой тип коробки передач лучше, невозможно, иначе конкурентная борьба полностью вытеснила бы проигравший агрегат с рынка. При этом подобрать лучший вариант трансмиссии под запросы конкретного водителя возможно, так как у каждого из механизмов есть свои достоинства и недостатки.
Особенности устройства гидромеханической АКПП
При классической конструкции автоматической коробки передач в ее устройство входят:
- гидротрансформатор;
- планетарный механизм.
В АКПП имеется фиксированное количество передач, определяемое находящимися внутри парами шестерен. Во время ускорения и замедления машины происходит смена передаточного числа с небольшим кик-дауном. Это приводит к небольшим паузам и толчкам, особо ощутимым на старых КПП.
Крутящий момент от двигателя на коробку подается через трансмиссионное масло между насосным колесом и турбиной, поэтому в конструкции отсутствует жесткая связь между силовой установкой и АКПП. Данное техническое решение обеспечивает плавность начала движения на автомобиле, но КПД трансмиссии снижается, что вызывает повышенный расход топлива.
Переключение передач происходит под воздействием возрастающего давления масла. В конструкции присутствуют фрикционные муфты. обеспечивающие работу на требуемой скорости. Весь процесс контролирует электронный блок управления, получающий информацию с датчиков.
Тонкости устройства вариатора
Конструкция вариатора позволяет беспрерывно передавать крутящий момент двигателя через трансмиссию. Наибольшую популярность получили следующие виды CVT:
- клиноременной, выбившийся в лидеры на фоне других систем;
- тороидальный;
- цепной.
В клиноременном вариаторе используются два раздвижных шкива и ремень, изготовленный по специальной многослойной технологии. Во время разгона и замедления шкивы сжимаются либо разжимаются, бесступенчато меняя передаточное соотношение.
В менее распространенной цепной технологии крутящий момент передается скошенными торцами осей звеньев цепи. Тянущее усилие обеспечивается самой цепью. Конструкция не способна передать большое усилие, а также создает много шума.
Тороидальный вариатор не имеет шкивов и клиновидного ремня. В нем используются конусовидные диски и ролики. Из всех видов вариаторов данный механизм способен передавать самое большое усилие, при условии использования высокопрочной стали. Дорогостоящие материалы, используемые при производстве тороидальных CVT, сказываются на цене готового изделия.
Поломки автомата
Большинство поломок как на классической АКПП, так и на вариаторе, случаются из-за несвоевременного технического обслуживания либо неправильной эксплуатации автомобиля. При этом у автомата выделяют характерные слабые места:
- загрязнение гидроблока в результате низкого качества трансмиссионной жидкости;
- снижение давления масла из-за неисправности масляного насоса;
- прокручивание фрикционов на дисках;
- рывки автомобиля при смене передаточного числа;
- износ планетарных шестерен;
- нарушения в работе датчиков;
- износ фрикционных накладок.
Существуют еще поломки. характерные для конкретных моделей авто. Обычно они возникают в связи с инженерными просчетами при проектировании машины. Наиболее остро эта проблема стоит у отечественных железных коней.
Наиболее часто встречаемые неисправности CVT
Вариатор более требователен к маслу, которое следует менять точно в срок и только на то, которое рекомендовано автопроизводителем. Самостоятельный выбор смазки может быстро вывести агрегат из строя. Наиболее часто встречаемыми поломками являются:
- износ масляного насоса;
- пробуксовывание ремня;
- чрезмерный износ поверхностей;
- разрыв ремня, который вызывает масштабные повреждения узла;
- задиры валов.
Выбирая, что лучше вариатор или автоматическая коробка передач,с точки зрения наиболее часто встречаемых поломок, выбор стоит сделать в сторону классической АКПП. Вызвано это меньшим количеством неисправностей, способных вызвать полное обездвиживание машины. Также немаловажным нюансом является малое количество специалистов, способных качественно выполнить ремонт вариатора.
Ресурс узлов АКПП и срок службы элементов бесступенчатой коробки передач
Одним из ключевых факторов, чем отличается вариатор от АКПП, является длительность эксплуатации до капитального ремонта. Безусловным лидером здесь является автоматическая коробка передач. При своевременной замене масла она прослужит 300-400 тысяч км пробега. CVT потребует замены ремня при подходе одометра к 100 тысячам. После замены вариатор проработает до 120-150 тыс. км. При этом в процессе эксплуатации, бесступенчатая коробка требует более качественное и дорогое масло.
При отсутствии своевременной замены ремня может произойти его разрыв. Данная неприятность происходит при движении и вызывает сильное повреждение агрегата. Капитальный ремонт или замена узла в таком случае неизбежны, поэтому определится, что надежнее вариатор или автомат, не так уж сложно.
Достоинства автоматической коробки передач
Гидромеханическая автоматическая коробка передач имеет ряд существенных преимуществ над вариатором:
- АКПП надёжнее, независимо от режима эксплуатации авто;
- стоимость ремонта ниже;
- легче найти профессионала, способного выполнить качественный ремонт АКПП;
- простое управление транспортным средством, особенно для водителей, пересевших с механической коробки передач.
Современные АКПП позволяют продлить ресурс двигателя, оптимально выбирая передаточное число в зависимости от дорожных условий. Отсутствие жесткой связки мотора с трансмиссией исключает ударные нагрузки. Также исключаются ошибки новичков с неправильным выбором передачи.
Плюсы бесступенчатой коробки
Преимущества, которыми отличается вариатор от автоматической коробки:
- лучшие динамические характеристики, так как отсутствует прерывание подачи крутящего момента, необходимое в АКПП для смены передаточного числа;
- значительно меньший расход топлива;
- хорошая плавность хода, так как нет рывков, присутствующих в автоматах;
- до 10% выше КПД.
Во время движения на автомобиле с вариатором можно заметить однотонность работы двигателя. Связанно это с тем, что электроника поддерживает оптимальные обороты, соответствующие необходимому крутящему моменту, а изменение скорости происходит только с помощью CVT. Данное свойство позволяет максимально продлить срок службы силовой установки.
Недостатки автомата
Разница между АКПП и вариатором позволяет выделить следующие минусы классического автомата:
- плохая динамика разгона;
- высокий расход топлива, так как много энергии теряется в передаче усилия через трансмиссионную жидкость;
- в движении заметны толчки, при этом чем изношенней коробка, тем сильнее рывки.
При выборе автомат или вариатор следует учитывать, что АКПП требует заливать объем масла, значительно больший чем CVT. Заменять трансмиссионную жидкость необходимо регулярно, что вносит определенные финансовые расходы на содержание автомата. При подгорании фрикционов весь объем трансмиссионки также подлежит замене.
Минусы вариатора
Перечень того, чем отличается вариатор от АКПП в худшую строну:
- очень часто качественный ремонт могут выполнить только официальные дилеры, что повышает стоимость, а также усложняет проведение технического обслуживания в случае провинциального города;
- замена ремня имеет высокую стоимость;
- электроника сложней в отличие от автоматической коробки передач, поэтому не так много специалистов берутся за ее ремонт и перепрошивку.
Во время эксплуатации разрешено заливать масло, только предназначенное для конкретной модели автомобиля. Достать его в небольших городах является проблемой. Заливание схожего по свойствам масла может вызвать усиленный износ и серьезные неисправности.
Сравнение экономической составляющей эксплуатации
Трансмиссионную жидкость в CVT приходится менять чаще и ее стоимость выше. При этом АКПП требует почти в 2 раза большее количество масла во время каждой замены, поэтому по данному критерию коробки практически не отличаются.
Экономный расход топлива вне конкуренции у вариатора. Несмотря на все попытки автопроизводителей снабдить АКПП экономным режимом, низкий КПД автомата не позволяет приблизится к показателям бесступенчатых коробок. Главное отличие вариатора в виде достаточно жесткой передачи усилия от двигателя в трансмиссию позволяет хорошо экономить на заправке топливом.
Ремонт АКПП значительно дешевле CVT. Вариатор проигрывает и в пробеге до ремонта, и в чувствительности к правильной эксплуатации. Малое количество высококачественных специалистов в области бесступенчатых коробок передач также является фактором высокой стоимости ремонта.
Для того, чтобы определиться, какая трансмиссия больше подходит конкретному автовладельцу, необходимо знать его главные требования, предъявляемые к автомобилю. Так, например, желание мало платить за топливо способна удовлетворить бесступенчатая коробка передач. При этом покупать железного коня с CVT в маленьком городе без развитой сети сервисных центров стоит, только заранее определившись с местом проведения технического обслуживания.
Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
Вариатор помогает сэкономить топливо и повысить комфорт вождения. Кроме того, он проще и дешевле в производстве, чем обычные автоматические коробки передач. Однако бесступенчатые автоматические коробки передач так и не смогли завоевать рынок. Не каждого устраивает особенность работы вариатора, и - что еще хуже – иногда они ломаются.
CVT – это сокращение от английского Continuously Variable Transmission , что означает бесступенчатая коробка передач. Вариатор - во многих отношениях трансмиссия необычная. Вместо классических зубчатых колес здесь используется стальной ремень или цепь, которая движется между двумя парами конических колес, образующих шкив.
Колеса установлены парой на входных и выходных валах. Каждая коническая пара может сближаться друг с другом или расходиться, благодаря чему бесступенчато меняется радиус шкива, и достигается плавное изменение передаточного отношения. При этом крутящий момент непрерывно передается от двигателя к колесам.
При движении с постоянной скоростью мотор работает на необычно низких оборотах, что и способствует снижению расхода топлива и повышению уровня комфорта. Пользователи автомобилей с CVT подчеркивают исключительную плавность движения – без толчков и рывков при старте. Вариаторы, как правило, меньше и легче классических автоматов. Поэтому они часто применяются в небольших городских автомобилях, особенно японских марок.
Но если все так хорошо, то почему доля автомобилей с CVT так мала? Выделить главную причину довольно сложно. Но многих водителей не устраивает специфическая работа коробок этого типа. Добавляешь газ, и двигатель, громко завывая, выходит на высокие обороты без заметного ускорения. Тихо становится лишь при движении с постоянной скоростью. Автолюбителей, любящих посильней вдавить педаль газа в пол, подобное поведение легкового автомобиля раздражает. Впрочем, так ведут себя, главным образом, бесступенчатые коробки передач из 80-х и 90-х годов.
Примерно 10 лет назад на рынке стали появляться CVT с так называемыми виртуальными передачами. В таком случае каждой из передач назначено определенное взаимное положение конических колес. Выбрать необходимую передачу можно, например, с помощью подрулевых лопаток (весел).
Данное решение используется с 2005 года в автомобилях Audi, оснащенных бесступенчатой трансмиссией Multitronic. В обычном режиме коробка ведет себя, как классический вариатор, т.е. поддерживает высокие обороты при разгоне. А работу «автомата» CVT имитирует только после перехода в спортивный режим.
Конструктивные особенности
Вариаторы, условно, можно разделить на две группы: со стальным ремнем и цепью. В бесступенчатых трансмиссиях присутствует и гидротрансформатор. Он нужен, прежде всего, для старта с места. Примечательно, но Multitronic обходится без него. В этих коробках используется пакет сцеплений и двухмассовый маховик.
Коробка вариатор имеет ряд серьезных ограничений, которые инженеры пока так и не смогли обойти. Например, по конструктивным причинам, ни цепь, ни, тем более, стальной ремень не в состоянии передать высокий крутящий момент. Из-за этого область применения CVT в настоящее время ограничена максимальным крутящим моментом двигателя на уровне 350-400 Нм. Впрочем, этот порог перекрывает показатели многих современных двигателей. Тем не менее, в Audi уже начинают отказываться от использования бесступенчатых коробок «Multitronic ».
В тоже время, другие производители упорно работают над усовершенствованием конструкции вариатора. Так Subaru демонстрирует все новые модели, оснащенные бензиновыми двигателями с турбонаддувом, полным приводом и бесступенчатой коробкой CVT (например, Linear tronic для Levorg).
Долговечность
О проблемах Audi с коробками Multitronic производства Luk слышал, наверное, каждый, кто хоть немного интересуется автомобилями. В CVT старого типа (1999-2006 гг.) постоянно сбоит управляющая электроника, выходит из строя механическая часть и преждевременно изнашивается цепь. Примечательно, что цепь использовали как раз для того, чтобы передать более высокий крутящий момент, но инженеры просчитались с ее прочностью. Со временем Немцы существенно доработали свои коробки, но проблемы все еще встречаются. Не вызывают доверия и другие немецкие вариаторы, например, ZF VT 1-27T , применявшиеся в Mini R50/R53, и Mercedes 722.7/722.8 для моделей A/B -класса.
Гораздо меньше хлопот доставляют японские конструкции. Хотя, вариатор Jatco , используемый в различных моделях Nissan (например, Qashqai), тоже относится к группе риска. Общая проблема коробок CVT – это ограниченная доступность запасных частей и нежелание некоторых механиков связываться с вариаторами. Бесспорный лидер по части надежности – вариаторы Toyota (Lexus).
Бесступенчатая автоматическая коробка, несмотря на сравнительно простую конструкцию, довольно сложная и дорогая в эксплуатации. В дополнение к неисправностям электроники и ремней/цепей встречается и преждевременный износ маховика. Стоит отметить, что двухмассовый маховик используется лишь в некоторых автомобилях с CVT (Ауди).
Заключение
Самое главное, не забывать о регулярной замене масла. К сожалению, не все производители ее рекомендуют. Если в сервисе Вам скажут, что менять масло в вариаторе не надо, то просто поищите другую мастерскую.
Всем нам хорошо знакомы старые добрые механические коробки МКПП, которыми многие из нас до сих пор успешно используют на своих автомобилях. С появлением автоматических трансмиссий водители разделились на два "табора", на тех которые поверил и перешел на АКПП и на тех, кто остался верен старой доброй "механике".
Однако прогресс не стоит на месте и уже через несколько лет автоматические коробки передач начали вытеснять трансмиссии нового поколения, так называемые бесступенчатые коробки передач и ли проще говоря вариаторы. И без того запутанные автовладельцы еще больше стали ломать голову при покупке нового авто, а вопрос согласно статистике самого большого поисковика "рунета" в месяц ищут около 5 000 человек. Учитывая актуальность вопроса, я решил немного разобраться в этом вопросе и помочь тем, кто путается или не знает какая разница между вариатором и автоматом.
Вариатор, variator, CVT (continuously variable transmission) - это бесступенчатая коробка передач или проще говоря - устройство плавно передающее крутящий момент от двигателя колесам. Вариатор расположен между силовым агрегатом и колесами, его особенность в умении плавно и быстро менять скорость вращения ведущего ведомого диска. Вариаторы имеют большую популярность в мотоиндустрии, возможно для многих будет открытием, но на большинстве скутеров, квадроциклов и водных мотоциклов практически всегда устанавливается вариаторная трансмиссия. Вопреки всеобщему заблуждению о том, что вариатор это "ноу-хау" 21-го века, скажу, это устройство отнюдь не ново! Уже в середине прошлого столетия, бесступенчатые коробки передач устанавливали на автомобили и пытались заменить ими стандартные механические аналоги, но история решила по-другому и настоящего успеха и популярности вариатор добился лишь несколько лет назад.
Если говорить о плюсах вариатора, то нельзя не отметить более ровное ускорение по сравнению с АКПП. Разгон автомобиля с вариаторной трансмиссией напоминает набор скорости электрички или троллейбуса, возможно это не самое лучшее сравнение, но лично у меня были именно такие ощущения 🙂 Что характерно, набор скорости стремительный и без рывков или провалов, все что меняется это уровень шума под капотом, чем больше вариатор разгоняется, тем больше шума издает. Если, к примеру, с места «стартонут» два автомобиля, под капотом одного будет "автомат", а другой будет с вариатором, то скорее всего авто с вариатором вырвется вперед уже на старте, т. к. ему не нужно будет тратить время на переключение передач, без которых автоматическая коробка или механическая просто не смогут развить скорость.
"Автоматы " хорошо подходят новичкам, лучше для новичков могут быть только вариаторы. Они менее требовательны к умениям того кто сидит за рулем и простят даже самые глупые ошибки своего хозяина. На светофоре вариатор не заглохнет, а на подъеме вам не нужно бояться, что машина покатится назад и развалит чей-то новенький "Лексус", фразы при троганьи "Не сдал..." или "Не умеешь трогаться!" - вообще не актуальны. Вы всегда плавно и мягко тронетесь как настоящий профи с многолетним стажем. Наличие всего лишь двух педалей, делает риск "перепутать педали" минимальным, хотя то же самое можно сказать и про авто с автоматическими коробками передач.
Многие противники вариатора одним из существенных недостатков этой трансмиссии считают "жужжание", которое постоянно присутствует независимо от скорости движения. "Гурманы", те кто ценит в автомобиле не только вид, но и звук двигателя и выхлопной - сетуют на автомобили с вариаторами, обвиняя их в неестественности и отсутствии "характера". Вариаторные авто, как правило, лишены ярко выраженного «рыка», они работают тихо и спокойно, почти как машинки для гольфа 🙂 Поэтому если для вас важен этот момент, рекомендую обратить внимание на авто с АКПП, а еще лучше на с МКПП, у которых под капотом несколько сотен лошадей и установлена дорогая выхлопная система, умеющая "рычать" в случае необходимости. Лично у меня, было ощущение после первого тестового заезда на авто с вариатором, будто двигатель не работает, а машину просто кто-то стремительно буксирует. Здесь, как говорится, "на любителя", если вы не любите тихой и спокойной езды вариатор вам не подойдет, лучше обратите внимание на заряженную "механику".
Такая особенность вариаторной трансмиссии объясняется особенностью устройства этой коробки. Дело в том, что "умная" электроника настроена таким образом, чтобы не допустить рева мотора и не дать ему работать на пике возможности с максимальными оборотами. Электроника понимает ваше желание ускорится и вовремя оптимизирует работу мотора и трансмиссии, поэтому, давя на педаль газа, вы будете ускоряться, а не засиживаться на одной передач,и издавая дикий рев. Тем, кто не мыслит своей жизни без "механики" в вариаторах предусмотрена функция «типтроника», которая создает эффект переключения передачей как на МКПП. Любителям мощности и высоких скоростей по душе придется функция-аналог «кик-дауна», при которой резкое нажатие педали газа приведет к бешеному ускорению.
Подведем итоги...
Авто с вариатором обладает массой преимуществ, которых лишены АКПП и МКПП, а именно:
- Быстрый разгон.
- Щадящий режим работы, который способен увеличить срок эксплуатации двигателя, а также другие узлы и агрегаты.
- Вариаторы более "экологичны". Уровень выброса вредного CO2 который, содержится выхлопе автомобиля.
- Низкий уровень шума, почти в два раза тише по сравнению с авто, в которых установлены обычные коробки.
Среди недостатков этого, на первый взгляд, безупречного устройства можно выделить:
- Высокая стоимость ремонта,и острый дефицит "спецов" готовых выполнить такой ремонт.
- Вариаторные трансмиссии чаще всего устанавливают на малолитражки со слабыми двигателями.
- Обслуживание вариатора гораздо дороже по сравнению с "автоматом", про "механику" и вовсе не может быть и речи. В вариатор заливается специальная жидкость, которая и стоит дороже обычного "масла в коробку" и требует регулярного контроля уровня. Кроме того, жидкость, масло для вариатора должно быть строго указанного типа и марки, так что есть вероятность, что при необходимости заменить его вам придется долго искать.
- Есть противопоказания по буксировке машин с вариатором, а также по буксировке вариаторной коробкой другого автомобиля или ТС.
- Вариатор зависим от других систем и датчиков, например таких как: датчик скорости, датчик давления, датчик ABS и т. д. Если из строя выйдет какой-то из вышеперечисленных у вас могут быть проблемы, которые повлекут за собой ряд поломок и неисправностей.
Большинство автомобильных экспертов не скрывают, что будущее именно за "роботами" и "вариаторами", т. к. именно над ними регулярно работают автопроизводители, постоянно совершенствуя и модифицируя их. Вариатор можно назвать преемником и наследником всех "автоматов". Что до "механики", то она на мой взгляд будет всегда, т. к. мощные суперкары и АКПП не совсем совместимы. Да и к тому же в спорте "автоматы" или вариаторы не прижились да и не приживутся никогда.
В завершение несколько дельных советов для владельцев автомобилей с вариаторной коробки. Чтобы избежать ремонта бесступенчатой коробки необходимо соблюдать простые правила эксплуатации:
- Не допускайте перенагрузок и не нагружайте машину сверх допустимой нормы.
- Регулярно следите за уровнем и состоянием масла в вариаторе.
- Не стартуйте с места, это не та коробка, с которой такие фокусы проходят бесследно, если вам хочется «попонтоваться» и "подыметь резиной" - купите себе спортивный автомобиль.
- Следите за состоянием и работоспособностью датчиков.
- В случае, если вы заметите какие-то странные звуки или вещи происходящие с вариатором - без лишних отлагательств обратитесь в сервисный центр или на СТО к квалифицированному специалисту, а не к какому-то знакомому "дяде Васе". И уж тем более не советую делать ремонт вариатора своими руками, даю 99%, что вы его не почините, более того, вы, скорее всего, еще больше усугубите поломку.
На этом у меня все! Свои предложения и размышления на тему, что лучше вариатор или автомат, вы можете изложить в форме комментариев. Буду рад вашим дополнениям и дельным замечаниям. Спасибо за внимание.
