Начало в №40, 41, 45 за 2010 г. В предыдущих материалах мы говорили про устройство современных гидромеханических коробок передач легкового автомобиля. Сегодня настало время разобрать вариатор - устройство, про которое сложено немало мифов и легенд в части удобства пользования, надежности и особенностей эксплуатации. В погоне за эффективностью Saxo С 1999 года вариаторы Multitronic начинают устанавливать на переднеприводные автомобили марки Audi. Первой моделью, получившей трансмиссию нового типа, стала Audi A6 C5 (4B) Итак, что такое вариатор? Это автоматическая коробка передач (АКП) с бесступенчатым изменением передаточного отношения.

Mar 21, 2012 - АКПП) (Ниссан Кашкай) 2012 г. Новости Советы Тест-драйвы Борт.журналы Фото Рейтинги Ремонт. О Кашкае с двигателем объемом 1.6 литра и вариатором. Качество сборки кузова так себе. Почитать инструкцию надо:) Я год отъезил с ближним, потом задолбало, выключил. Также как и классическая АКПП, вариатор любит частую смену масла. Вообще, масло для вариаторной коробки относится к абсолютно отдельной группе масел, которые, с одной стороны обеспечивают смазку трущихся поверхностей, а с другой, предотвращают их проскальзывание. На первый взгляд может показаться, что одна функция должна исключать другую, но такая особенность есть и именно она делает масла для вариаторных КПП столь уникальными. Несмотря на специфичность, цена у масла достаточно демократичная.. Konesssor к записи Делаем короб для сабвуфера своими руками: пошаговая инструкция. Вальдемар к записи Типтроник в автомобиле – что это такое и как им пользоваться.

Традиционные механические коробки передач (МКП) и гидромеханические передачи (ГМП) конструктивно обладают узким фиксированным набором передач, не всегда обеспечивающим максимально эффективное значение передаточного отношения во всем диапазоне работы двигателя и трансмиссии. Поэтому оптимальную работу силового агрегата лучше всего обеспечит коробка с бесконечным количеством ступеней. Таким свойством обладает вариатор - единственный из существующих в настоящее время видов КПП, который позволяет бесступенчато изменять передаточное отношение между двигателем и трансмиссией. На практике это значит, что для каждого режима работы автомобиля (то есть скорости и сопротивления движению) удается подобрать наиболее эффективное значение передаточного отношения, а не усредненное, как в любых других типах КПП. Уже в начале 2008 г. Целый миллион автомобилей был оснащен CVT с вариаторными передачами производства Luk Group!

Следствием постоянной работы двигателя в зоне оптимальных оборотов является высокая экономичность, снижение токсичности выхлопных газов, а также лучшая динамика разгона автомобилей с вариаторами. Из-за плавного бесступенчатого изменения передаточного отношения разгон автомобиля с вариатором происходит без рывков и провалов, ровно и плавно, с постоянным мощным ускорением, напоминая по ощущениям разгон троллейбуса (там плавность хода обеспечивается реостатом, регулирующим силу тока для электромоторов).

Многие вариаторы настраиваются инженерами так, чтобы разгон с ними был похож на езду на машине с обычной коробкой передач, - с постепенным ростом оборотов мотора при увеличении скорости. Устройство вариатора Multitronic производства Audi.

На переднем плане - вариаторная передача с металлическим ремнем-цепью Делается это из следующих соображений. При наборе скорости на автомобиле, трансмиссия которого оборудована вариатором, двигатель сначала выводится на обороты, соответствующие его максимальной мощности или максимальному крутящему моменту, в зависимости от заданного водителем режима ускорения и нагрузки, а далее разгон происходит за счет бесступенчатого изменения передаточного отношения вариатора.

При этом силовой агрегат все время работает 'на одной ноте' - на оборотах, соответствующих режиму максимальной мощности либо максимального крутящего момента. Чтобы постоянный 'вой' двигателя на одной частоте вращения не раздражал водителя и пассажиров автомобиля, многие автопроизводители программируют свои вариаторы работать так, чтобы они имитировали работу обычных ступенчатых трансмиссий. Если первые Multitronic настраивались на имитацию 6 передач, то у машин с 2004 модельного года появились '7-ступенчатые' CVT. В результате следующего маркетингового хода появляются '8-ступенчатые' вариаторные коробки (Audi A4 в новом кузове 8К). Как это работает?

Прежде чем ответить на этот вопрос, необходимо отметить, что все вариаторные коробки передач по типу устройства можно разделить на две группы: 1) ременные; 2) тороидные, или торовые, они же кулачковые. Устройство вариатора Multitronic производства Audi. На переднем плане - вариаторная передача с металлическим ремнем-цепью Вариаторы кулачкового типа не получили столь широкого признания и распространения у производителей автоматических трансмиссий, как ременные вариаторы.

На сегодняшний день главным производителем автомобилей с тороидными вариаторами является автоконцерн Nissan. (АКП для этого японского автопроизводителя изготавливает японская фирма Jatco.) В отличие от традиционных ГМП принцип работы и устройство клиноременного вариатора достаточно просты.

Рабочим органом этой АКП являются два металлических раздвижных шкива (каждый состоит из двух конусов), соединенных между собой ремнем, набранным из металлических пластин. На один из шкивов (он называется ведущим, или управляющим) подается крутящий момент от двигателя. Конструктивной особенностью этого шкива является наличие гидравлического регулирующего устройства, позволяющего бесступенчато изменять внешний радиус шкива за счет раздвижения или сведения составляющих шкив конусов. С ведущего шкива крутящий момент двигателя с помощью вышеупомянутого металлического наборного ремня передается на второй (ведомый) шкив, а с него - на ведущие колеса автомобиля. Шкивы, как уже говорилось, раздвижные, то есть состоят из двух половинок.

Если половинки шкива сближаются - ремень выталкивается наружу, если раздвигаются - ремень опускается внутрь. Изменение радиусов, по которым вращается ремень, происходит синхронно: с увеличением радиуса ведущего (управляющего) шкива (гидравлика сводит конуса друг к другу) уменьшается радиус ведомого шкива.

В итоге происходит плавная бесступенчатая трансформация передаточного отношения. Пока радиус ведущего шкива меньше, чем ведомого, имеем пониженную передачу; если радиусы равны - передача прямая; если же ремень на ведущем шкиве вращается по большему радиусу, чем на ведомом, получаем повышенную передачу. Современный ремень вариатора представляет собой две металлические ленты с набранными на них металлическими пластинками специальной формы. Он передает усилие путем прижима звеньев друг к другу и толкания их ведущим шкивом. Ведущий шкив толкает зажатые между его дисков звенья, те толкают соседние.

И так далее к звеньям, зажатым в ведомом шкиве. То есть такой ремень является толкающим, а не тянущим, что позволяет передавать значительно большее усилие В вариаторах Multitronic и Lineartronic применяется иная разновидность ремня, визуально представляющая собой широкую пластинчатую многозвенную 'цепь'. Зачастую его ошибочно так и называют. Между тем правильный технический термин для данной детали - ремень, так как он не имеет зубчатого зацепления с конусами, а работает только за счет трения скольжения. (Крутящий момент передается скошенными торцами звеньев ремня.) Помимо собственно вариаторной передачи (шкивы + ремень или диски + ролики) современные CVT имеют механизм, обеспечивающий разъединение коробки передач от двигателя (нейтральное положение коробки передач), механизм, обеспечивающий движение задним ходом, гидравлический насос и систему управления всем этим 'хозяйством'. 'Идеальное оружие'?

Несмотря на то что ремень вариатора передает не тянущее, а толкающее усилие и поэтому достаточно надежен, диапазон допустимого крутящего момента для современных ременных вариаторов все равно невелик. Одно время рекорд 'безопасно перевариваемого' коробкой крутящего момента принадлежал японцам - компания Nissan снабдила трансмиссией Hypertronic CVT M-6 Nissan Primera 2002 модельного года с 2,0-литровым (150 л.с., 200 Нм) и 2,5-литровым (170 л.с., 245 Нм) бензиновыми двигателями.

Однако с появлением Audi A6 2.8 Multitronic это достижение померкло. Усовершенствованная трансмиссия позволила 'переварить' 193 л.с. И передать крутящий момент 280 Нм и даже выше - гордые баварцы официально заявляли в то время, что Multitronic способен выдержать 300 с лишним ньютон-метров, а срок службы вариатора превышает ресурс самого автомобиля!

Подтверждение первых слов не заставило себя ждать - с CVT Multitronic 'подружили' трехлитровый бензиновый мотор V6 мощностью 220 л.с. И 2,5-литровый турбодизель V6 TDI, развивающий максимальный крутящий момент 310 Нм! А что же японцы? Трудолюбивые сыны Страны восходящего солнца взяли реванш, оснастив СVT X-Tronic кроссовер Nissan Murano с 3,5-литровым V6 мощностью 234 л.с. Не остались в долгу и немцы: еще в 2008 г. Luk Group, производитель вариаторной передачи для АКП Multitronic, заявлял о возможности компоновки вариаторов с большим числом двигателей Audi, включая силовые агрегаты новых моделей A4, A5 и A8 мощностью более 265 л.с.

И крутящим моментом более 400 Нм! Ведущий вал - Ведущий вал АКП Multitronic имеет гидравлическое регулирующее устройство, позволяющее изменять внешний радиус шкива за счет раздвижения или сведения составляющих шкив конусов Это свидетельствовало о громадном прогрессе вариаторов с многозвенным металлическим клиновым ремнем и электронным управлением. Дальнейшие перспективы этой трансмиссии представлялись практически безграничными. Но тут возникает ряд вопросов. Первый: если действительно все так хорошо, то почему та же Audi AG постоянно совершенствовала свой первый Multitronic 01J на протяжении всего времени его производства? (Если проследить вариаторы по их трехбуквенным заводским кодам, то к настоящему моменту насчитывается более 300 модификаций АКП 01J.) Одно из преимуществ вариатора для установки на переднеприводные автомобили - компактность. На снимке - вариаторная АКП автомобиля Ford Fiesta Второй: почему к подержанным автомобилям с вариаторами на нашем рынке second hand существует достаточно недоверчивое отношение потенциальных покупателей (а дыма без огня не бывает) и почему автомобили с вариаторными коробками не пользуются таким же спросом, как аналогичные модели с МКП или традиционными 'автоматами' (взять, к примеру, ту же Audi)?

Ответ таится в конструкции вариаторной коробки и принципе ее функционирования с точки зрения физики. Трение скольжения в паре 'ремень - тарелка шкива', несмотря на применение в вариаторах специальных смазывающих трансмиссионных жидкостей, обусловливает возникновение износа, а затем и выработки в точках соприкосновения деталей пары трения. То есть, если сказать прямо, на протяжении всего срока службы вариатор тихо 'умирает' в процессе своей работы - остановить этот процесс никак нельзя! Тем не менее свои 'немецкие' 200-300 тыс. Км вариаторная коробка 'честно' отхаживает. А дальше автомобиль с уже истекшим ресурсом АКП попадает к нам, в страны постсоветского пространства. И как вариатор будет служить здесь, производителя не волнует - для него срок службы АКП уже вышел.

Вариатор Multitronic по сравнению с другими CVT не назовешь компактным, однако он способен 'переваривать' значительные величины мощности и крутящего момента 'Примерки' и эксплуатация. Как мы знаем, в любом вариаторе, будь то традиционный клиноременный голландца ван Дорна, или 'умный' Multitronic с клиновым ремнем-цепью, или торовый вариатор Nissan, крутящий момент передается трением. Вследствие этого контактные напряжения в точках соприкосновения пластин ремня, торцевых звеньев цепи или поверхностей торов крайне высоки (иначе вариатор попросту не будет работать). Результат - потери энергии на преодоление этой самой силы трения, причем немалые - не менее 5% мощности!

Смотрим дальше: около 1% энергии отнимает 'мокрое' сцепление (АКП Multitronic), необходимое вариатору для старта с места, около 1,5% - управляющая гидравлика, требующая аж 60 атм. Давления в контурах! Суммарно потери мощности достигают 7,5% - больше, чем у старых гидромеханических 'автоматов'! Первой массовой машиной с вариатором стала Volvo 343. Но проблем с вариатором было хоть отбавляй. Теперь смотрим технические характеристики производителей: Audi A4 2.0 TDI с вариатором расходует в городском цикле на 0,1 л/100 км больше по сравнению с автомобилем, оборудованным МКП, а в паре с 'ураганным' мотором 1.8 TFSI Multitronic проигрывает 'механике' уже 0,8 л/100 км.

Кроме того, Multitronic тяжелее обычной МКП на 40 кг, несравненно дороже и сложнее в производстве (нужны высокопрочные и суперкачественные материалы, специальные трансмиссионные жидкости). В последние годы связанная с вариаторами истерия автопроизводителей пошла на спад, на арену вышли новые игроки - интерес автомобилестроителей к так называемым 'роботам', квазиавтоматическим трансмиссиям, а также автоматизированным и преселективным коробкам очевиден. Впрочем, о них мы поговорим в следующий раз. Страницы истории Принцип непрерывного изменения передаточного отношения за счет синхронного перемещения конусных половинок ведущего и ведомого шкивов был запатентован в США еще в XIX веке.

Первым серийным автомобилем с вариатором стала голландская малолитражка DAF 600, появившаяся в 1958 году. Этот двухдверный автомобильчик с двухтактным 22-сильным мотором владелец завода, инженер Hub van Doorn, снабдил трансмиссией Variomatic собственной конструкции. Она была автоматической и выполняла одновременно функции бесступенчатой коробки передач и дифференциала, поэтому для передачи крутящего момента в ней использовались две пары шкивов и два резиновых клиновых ремня. И хотя конструктивно вариатор был весьма далек от идеала, ван Дорн был настолько увлечен идеей его дальнейшего усовершенствования, что в 1965 году продал легковое отделение фирмы DAF шведскому автоконцерну Volvo, а сам основал фирму VDT (Van Doorne's Transmissie). Вместе с DAF шведы унаследовали и патент на производство клиноременных вариаторов. После вхождения в состав Volvo легковые автомобили голландской фирмы стали производиться под скандинавской маркой. Новейшей моделью, которую до слияния с Volvo не успел запустить в производство DAF, была малолитражка с заводским индексом 77.

В короткие сроки шведские конструкторы помогли довести ее до конвейера, и уже в феврале 1975-го было налажено серийное производство компактного трехдверного заднеприводного хэтчбека, известного нам как модель Volvo 343. Но очень скоро пошли многочисленные рекламации: из-за спешки конструкция автомобиля оказалась весьма 'сырой', в том числе не доведенным до ума был и Variomatic. Ремни трансмиссии пробуксовывали на конических поверхностях, растягивались и рвались, а раздвижные шкивы интенсивно изнашивались, вследствие чего ресурс коробки составлял около 30 тыс. В результате ненадежный Variomatic сняли с производства. В 1971 году на VDT начали работу над изобретенным ван Дорном стальным толкающим ремнем с повышенной несущей способностью, состоящим из множества нанизанных на две стальные полосы плоских трапециевидных пластин.

В конце 80-х голландцы добились-таки успеха: конструкция стала столь же надежной, как и шестерни обычной МКП. (Кстати, это техническое решение применяется до сих пор - все вариаторы, которые с 1987 года и до настоящего времени появлялись на легковых автомобилях Subaru, Fiat, Ford, Nissan, Rover и Honda, оснащались ремнями от VDT.) Что касается злополучного Volvo 3-й серии, то в 1978 году клиноременный вариатор заменили более надежной трансмиссией типа Transmatic. В 1987-м клиновые вариаторы с приводом шкивов металлическим ремнем VDT были запущены в массовое производство Ford и Fiat (Ford Fiesta, Fiat Uno). В то же время Subaru налаживает производство собственной CVT, которую поставляет и другим автопроизводителям. Прагматичные немцы предпочли не торопиться с освоением технической новинки и подождать.

Например, Audi AG свой первый вариатор Multitronic (между прочим, собственного производства) представила лишь в 1999 году - здесь также используется принцип передачи момента трением. (Для этого используется уникальный многозвенный металлический ремень производства компании Luk.) С того же года вариаторы Multitronic начинают устанавливать на переднеприводные автомобили марки Audi взамен традиционных гидромеханических АКП. В настоящее время вариаторную трансмиссию устанавливает на свои автомобили целый ряд ведущих автопроизводителей (General Motors, Audi, Honda, Nissan, Toyota и др.). Черный ящик, или Bещь в себе Итак, с чем можно столкнуться при эксплуатации клиноременного вариатора? Ресурсный износ деталей вариаторной передачи - 'тарелок' шкивов и ремня. Их замена - не очень сложное с технической точки зрения, но весьма дорогое удовольствие, ведь шкивы и ремень - прецизионные детали с точностью изготовления до мкм. Механическая поломка деталей вариаторной передачи - разрыв или заклинивание ремня, 'задиры' 'тарелок' шкивов.

Главной причиной неисправностей подобного рода становится пренебрежение требованиями режима эксплуатации коробки вариатора. Вопреки логике некоторые владельцы автомобилей считают, что менять масло в АКП нет необходимости. Между тем даже в вариаторах Ford Escort начала 90-х годов масло подлежало замене после 20 тыс. Современные вариаторы используют собственные трансмиссионные жидкости и имеют четкие межсервисные интервалы (см.

Требования производителей). Отработанная ATF содержит мелкие металлические частицы - продукты износа пары трения, что может стать причиной подклинивания шкивов. В результате заклинивания шкивов ломаются шпонки, удерживающие конусы (как мы помним, один из конусов идет в сборе с валом, а второй по нему ходит), хотя зачастую это может быть и усталостным выкрашиванием. Сбой в управляющей гидросистеме. Это приводит к изменению давления в контурах и нарушению работы вариаторной передачи.

Выход из строя ЭБУ. Если взять Multitronic, то на этой АКП электроника находится внутри корпуса самой коробки. Отказ ЭБУ автоматически влечет за собой демонтаж и разборку 'автомата'. Управляя 'бесконечностью' В современных CVT все постоянные передачи 'имитированы' электроникой, а потому, в общем-то, не принципиально, на сколько виртуальных частей разбить имеющийся интервал изменения передаточных чисел. Помимо собственно вариаторной передачи современные CVT имеют механизм, обеспечивающий разъединение коробки передач от двигателя (нейтральное положение коробки передач), механизм реверса, обеспечивающий движение задним ходом, гидравлический насос и систему управления.

Для разъединения вариатора от двигателя используются следующие механизмы:. центробежное автоматическое сцепление (вариатор Transmatic);. электромагнитное сцепление с электронным управлением (вариатор Hyper на автомобилях Nissan);. многодисковое 'мокрое' сцепление с электронным управлением (вариатор Multitronic на автомобилях Audi, вариаторы на Honda);. гидротрансформатор (вариатор Ecotronic на автомобилях Ford, вариатор Extroid на Nissan, вариатор Lineartronic на Subaru).

Для реализации режима kick-down и заднего хода в любом вариаторе обязательно есть трехзвенный планетарный механизм (ТПМ) и пара управляющих гидравлических фрикционных муфт или комбинация 'муфта - тормоз' (так как нужно конструктивно обеспечить понижающий диапазон и задний ход). Система управления коробкой включает в себя контрольные датчики, гидросистему управления шкивами, имеющую гидравлические регулирующие элементы со множеством обратных связей (для плавного изменения давлений), а также электронный блок управления (ЭБУ). Получая данные об оборотах двигателя, скорости автомобиля и положении педали акселератора, ЭБУ определяет оптимальное для данного режима движения передаточное число. По показаниям датчиков скорости вращения первичного и вторичного валов определяется реальное передаточное отношение. При их несовпадении ЭБУ выдает команду гидросистеме на изменение диаметра шкивов. (Наличие обратной связи по положению ведущего шкива с ЭБУ или гидроавтоматом является обязательным условием функционирования вариатора!

В противном случае вариаторная коробка попросту не будет работать.) Рабочее давление в гидросистеме и смазку деталей вариатора обеспечивает насос, приводимый от первичного вала. Интересно, что давление в системе не зависит от оборотов двигателя, а поддерживается пропорциональным развиваемому крутящему моменту. Таким образом, чем больше момент, тем больше рабочее давление в системе и сильнее сжимаются диски, предотвращая проскальзывание ремня. От давления, создаваемого насосом, зависит и быстродействие вариатора: чем оно выше, тем быстрее изменяется передаточное отношение.

Важный момент - в системе применяется специальная жидкость (обязательно нужно смотреть рекомендации производителей!), имеющая на таре маркировку 'для трансмиссий CVT'. Сергей КРУК, Егор АЛЕСИН, фото Глеба МАЛОФЕЕВА и Luk Group. Продолжение следует.