Для повышения удобства управления автомобилем автопроизводители начали ставить автоматические коробки передач взамен классической механики. Такая КПП позволяет водителю не отвлекаться от дорожной обстановки на переключение передач.
Гидромеханические и бесступенчатые КПП наиболее популярные из автоматических трансмиссий. Между ними идет конкурентная борьба, и вопрос, вариатор или автомат - что лучше, до их пор актуален. И автоматическая, и вариаторная коробка имеют свои преимущества и недостатки, поэтому ни один из видов трансмиссии не может полностью вытеснить конкурента.
Устройство вариаторной коробки передач и принцип её работы
Принцип работы коробки передач вариатора основан на плавном изменении передаточного числа в зависимости от внешних условий. Устройство вариатора клиноременной конструкции предполагает изменение диаметра шкивов. Конструктивно это реализуется путем схождения и расхождения двух конусов, насаженных на вал. Основными факторами, определяющими диаметр шкива в точке соприкосновения, являются нагрузка и скорость.
Вариатор с клиноременной конструкцией включает в себя несколько основных частей:
- Система сцепления. В первых бесступенчатых трансмиссиях для подсоединения к силовому агрегату применялся гидротрансформатор, аналогичный применяемому в АКПП. В последующем автопроизводители стали экспериментировать с центробежными и электромагнитными муфтами, позволяющими повысить КПД передачи.
- Валы с насаженными конусами переменного диаметра. Работают под высокой нагрузкой, поэтому изготавливаются из высокопрочной стали.
Рис. - "Клиноременная передача"
- Ремень или цепь. Служит для передачи усилия между шкивами. Изготавливается из металлических лент, соединенных специальными фасонными частями.
- Трансмиссионная жидкость. Обычное масло для автоматических КПП автопроизводители применять не рекомендуют. Для авто с вариатором выпускаются специальные смазки (например, DiaQueen CVT, применяемая для Митсубиси).
Рис. - "Оригинальное масло в CVT"
- Гидроблок. Служит для направления подачи масла в требуемый канал. Нагнетание смазки происходит при помощи масляного насоса.
- Фильтры. Как правило их несколько: грубой и тонкой очистки масла, а также пара магнитов, улавливающих мелкую металлическую крошку. Фильтры могут устанавливаться как внутри вариатора, так и за пределами его корпуса.
Рис. - "Фильтры тонкой очистки масла"
- Радиатор. Вариаторная коробка работает с большим нагревом, чем автомат. Поэтому для предотвращения термического разрушения масла и его присадок требуется охлаждение с помощью радиатора.
- Электронный блок управления. Алгоритмы выбора оптимального передаточного числа и подача команд для управления вариатором возложены на электронику бесступенчатой трансмиссии. Она поддерживает постоянную связь с главным модулем ЭБУ, обрабатывает информацию, поступающую от датчиков. Располагаться блок управления вариатором может как в корпусе самого вариатора, так и за его пределами.
Виды вариаторов
По своему конструктивному исполнению различают следующие виды вариаторов:
- клиноременной, получивший наибольшее распространение;
- цепной, являющийся аналогом вышеуказанного типа, но с цепью вместо ремня;
Рис. - "Цепной вариатор"
- тороидальный, который из-за сложного устройства занимает не более 5-7% рынка бесступенчатых трансмиссий.
Главным отличием тороидальной бесступенчатой трансмиссии является отсутствие клиноременной или цепной передачи. Крутящий момент в таком вариаторе передается при помощи специальных роликов и конусообразных дисков. Изменение положения роликов ведет к смене передаточного числа.
Преимущество, которым обладает вариаторная коробка с тороидальной передачей - больший крутящий момент, чем способна выдержать клиноременная конструкция. Это возможно только при применении стали наивысшей прочности и износостойкости, что сказывается на цене агрегата, увеличивая её.
Чем отличается вариатор от коробки автомат?
Главным, чем отличается вариатор от классической АКПП, является отсутствие рывков при наборе скорости. Связано это с тем, что CVT передает крутящий момент во время разгона без ступеней, которые характерны для автомата.
Отличия вариатора от АКПП связаны с тем, что гидромеханическая коробка требует времени для переключения пары работающих шестерен. Из‐за этого динамические показатели набора скорости оказываются хуже. Отсутствие разрыва кинематической связи во время ускорения машины с CVT позволяет бесступенчатой трансмиссии осуществлять более быстрый разгон.
Двигатель в случае, если машина с вариатором, работает в более щадящем режиме. Обусловлено это ровным поддержанием оборотов коленчатого вала, так как разгон авто происходит преимущественно благодаря смене передаточного числа трансмиссии. В результате водители, пересевшие с автоматов и механики, первое время плохо чувствуют скорость автомобиля.
Плюсы и минусы коробки вариатора
К достоинствам, которыми обладают автомобили с вариаторами, относятся следующие:
- низкий расход топлива - бесступенчатая трансмиссия имеет более высокий КПД;
- плавная езда, не сопровождающаяся рывками, которые возникают в АКПП при смене передаточного числа;
- щадящий режим работы двигателя.
Несмотря на все преимущества вариатора, его конструкция не лишена недостатков. Из‐за этого бесступенчатая трансмиссия так и не заняла лидирующую позицию в автоиндустрии. Недостатки вариатора таковы:
- сложный ремонт, за который не берутся во многих автосервисах;
- ограниченность ресурса ремня, стоимость которого достаточно высока;
- сложная электроника и высокая чувствительность к ошибкам блока управления;
- высокая стоимость масла.
Плюсы и минусы вариаторной коробки позволяют им оставаться востребованными в узком кругу автолюбителей. Как правило, езда с бесступенчатой трансмиссией редко бывает динамичной. Вариатор не любит резких стартов со светофора и пробуксовок.
Плюсы и минусы автоматической коробки передач
Автоматическая КПП обладает следующими преимуществами на фоне бесступенчатой трансмиссии:
- высокая надежность;
- меньшая стоимость ремонта по сравнению с вариатором;
- простота ремонта.
Недостатки АКПП таковы:
- переключение скоростей ведет к рывкам;
- скорость набирается медленнее;
- КПД ниже, что ведет к повышенному расходу топлива.
Однозначно сказать, какая из трансмиссий лучше, невозможно. Все зависит от предпочтений конкретного автомобилиста. Если для водителя более важными моментами являются плавность хода и оптимальный расход топлива, то выбор стоит делать в пользу вариатора. Если же ключевыми критериями являются долговечность и более высокая ремонтопригодность трансмиссии, то необходимо выбирать АКПП.
