Этот страшный вариатор – мифы и правда о бесступенчатых коробках

Встречается на бюджетных Renault и LADA, но не только. Какие проблемы сулит вариатор Jatco JF015E

Буквально пять лет назад трансмиссии вариаторного типа встречались только на автомобилях с пробегом, но совсем недавно ситуация изменилась. Сегодня вариаторы устанавливают на новые «бюджетники», поэтому, если вам необходим двухпедальный автомобиль из салона, но сумма на покупку позволяет рассчитывать только на Logan или Vesta, у вас под капотом окажется Jatco JF015E. Чем грозит покупка машины с этим вариатором, сколько стоит обслуживание и как продлить ему жизнь?

Что-то усилили, о чем-то забыли

Jatco JF015E – один из самых распространенных в мире вариаторов. Он давно и хорошо изучен специалистами, его слабые места известны. О них мы подробно рассказывали в статье о поломке трансмиссии Nissan Juke. На новых LADA лишь одно принципиальное изменение конструкции в лучшую сторону: вместо шарикового подшипника входного вала теперь применяется куда более долговечный роликовый. Также отметим применение трансмиссионной жидкости Nissan NS-3 с меньшей кинетической вязкостью вместо NS-2, благодаря чему «ушла» проблема выхода из строя гидроблоков в сильные морозы.

Однако солнечную шестерню планетарного редуктора, из-за поломки которой автомобиль теряет способность ехать вперед, но может двигаться задним ходом, не усилили. При нормальной правильной эксплуатации автомобиля с вариаторной трансмиссией запаса прочности солнечной шестерни достаточно для того, чтобы она не сломалась в гарантийный период.

Также преподнести «сюрприз» способен редукционный клапан масляного насоса, который служит для поддержания определенного уровня давления, создаваемого насосом. Зависший клапан приводит к превышению допустимого уровня давления, а при его износе или поломке пружины давление, наоборот, падает ниже допустимого уровня. Ничего хорошего не сулят оба варианта.

Нюансы эксплуатации

К повреждению редукционного клапана в первую очередь ведет наличие металлической стружки в масле. К посторонним включениям также чувствительны соленоиды гидроблока, поэтому необходимо соблюдать определенные правила эксплуатации, что сведет к минимуму износ трущихся частей.

Для продления срока службы вариатора лучше ездить в спокойном темпе и избегать резких ускорений. Также не следует допускать пробуксовку и тем более длительно буксовать. Это может привести к задирам на ремнях и конусах, а длительная пробуксовка – к перегреву. В момент буксования колес вариатор, в отличие от гидромеханической АКПП или роботизированной трансмиссии, изменяет передаточные числа, при этом блокировка гидротрансформатора отключается, он работает как муфта, становясь источником тепловой энергии. Перегрев масла ведет к ухудшению его свойств. Если же после пробуксовки у колес резко появляется «зацеп», это приводит к появлению задиров на конусах и ремне, которые в дальнейшем прогрессируют.

Кроме того, легко и непринужденно нанести серьезные повреждения конусам и ремню можно безуспешными попытками заехать на бордюр. Впрочем, на бордюры лучше не заезжать на машине с любой трансмиссией.

Еще одной особенностью Jatco JF015E является наличие планетарного редуктора, благодаря которому появилась вторая передача, момент переключения на которую хорошо ощутим. Здесь кроется нюанс, который также влияет на срок беспроблемной эксплуатации трансмиссии. Если коробка работает на второй передаче и мы притормаживаем, вариатор стремится к условной первой передаче. Если в момент переключения вниз, а оно часто происходит именно на той скорости, на которой обычно проезжается «лежачий», нажать «газ» в пол – это прямой путь к «убийству» трансмиссии. Повреждаются и поверхности конусов, и ремень. Поэтому после переезда искусственной неровности или разворота дальнейший разгон следует совершать плавно.

Чтобы продлить жизнь вариатору, его надо правильно прогреть. Специалисты рекомендуют после запуска двигателя дождаться падения прогревочных оборотов, перевести трансмиссию в «реверс», подождать 10 секунд, затем переключиться в «драйв» и подождать еще 10 секунд, после чего можно ехать. Во время этих манипуляций за счет рассеивания тепла в разомкнутом гидротрансформаторе трансмиссия прогревается, а масло равномерно распределяется по коробке.

Нюансы обслуживания

Самое главное правило в обслуживании вариатора – не пренебрегать процедурой замены масла, несмотря на указание автопроизводителей о том, что оно залито на весь срок службы автомобиля. Если вы собираетесь отъездить на машине 3 года или 100.000 км, то есть гарантийный срок, после чего продать ее или сдать в trade-in, то о замене масла можно не думать. Планируете эксплуатировать автомобиль дольше – масло надо менять.

Одни специалисты рекомендуют делать эту процедуру раз в 35.000-40.000 км, другие считают 60.000 достаточным интервалом. В любом случае частыми заменами масла хуже вы не сделаете. Но следует помнить, что регулярное обновление масла в трансмиссии не отменяет правильной эксплуатации.

На свежих автомобилях российского производства используется масло NS-3. Под вязкость этого масла адаптирована и прошивка блока управления, поэтому именно его и следует использовать. Никаких экспериментов с NS-2 устраивать не надо.

При замене масла следует заменить фильтры тонкой и грубой очистки, а также очистить магниты. В специализированном сервисе это обойдется примерно в 140 долларов. В эту цену входят фильтры, прокладка под поддон, резинка под теплообменник и масло.

Jatco JF015E часто требует первых вмешательств на пробегах 75.000-100.000 км. Но на автомобилях, эксплуатировавшихся в основном вне города, вариатор остается в нормальном состоянии, отработав более 100.000 км. Тем не менее, даже если с трансмиссией на первый взгляд все в порядке, при больших пробегах есть риск остаться лишь с задней передачей из-за поломки солнечной шестерни. Возникает логичная мысль заменить ее превентивно, но специалисты говорят, что зачастую одной шестерней отделаться не получится.

На пробеге, при котором пора менять солнечную шестерню, как правило, требуется производить и другие работы, чтобы снова не лазать в коробку в ближайшее время. Полноценный капитальный ремонт обходится примерно в 4000 рублей (около 1500$). Но даже без замены конусов (а она не всегда нужна, при незначительных задирах помогает шлифовка) и ремня качественный ремонт трансмиссии с заменой солнечной шестерни и всего, что уже заметно изношено, обойдется в 2000-2500 рублей (770-960$). На первый взгляд дорого, но вспомните стоимость замены сцепления на некоторых роботизированных КПП.

Главная рекомендация, касающаяся вариаторной трансмиссии, которая позволит минимизировать расходы на ремонт: заметили изменения в работе, посторонние шумы – сразу отправляйтесь в сервис. Если же машина не хочет ехать, теряет тягу, не переключается и т.д. – не надо продолжать движение вообще: рычаг КПП в «паркинг» или «нейтраль», эвакуатор, СТО.

Наш вердикт

На первый взгляд озвученные специалистами пробеги, на которых Jatco JF015E потребовали вмешательств, кажутся небольшими. Но не всегда известно, как ездили на автомобилях, потребовавших ремонта трансмиссии. И вовсе не известно, сколько машин с данным вариатором благополучно передвигается по дорогам с куда большими пробегами. Случаи, когда владельцы обходятся только заменами масла в течение 150.000-200.000 км, истории известны. Но риск приехать на ремонт уже к пробегу 100.000 все же велик.

Тем не менее Jatco JF015E, как и любой вариатор, требует к себе бережного отношения. Обычная гидромеханическая АКПП и даже «робот» прощают намного больше. Гарантийный срок трансмиссия отработает, если ее правильно эксплуатировать, а дальнейший ее ресурс зависит только от вас, ведь новая машина, в отличие от б/у, не имеет бэкграунда со многими неизвестными.

Этот страшный вариатор – мифы и правда о бесступенчатых коробках

«Слушай, а не страшно брать, с вариатором-то?» – все время спрашивают те, кто собрались покупать подержанный Nissan Qashqai или, скажем, Audi A5. Бесступенчатых трансмиссий боятся… Справедливо ли? Все зависит от конкретного типа коробки – «вариантов вариатора» очень много.

История часто несправедлива в отношении вариатора. То это перспективная трансмиссия, то символ дешевой и неудачной автоматической КПП. После выпуска первых легковушек DAF 600 с вариатором и попыток применения аналогичных конструкций с ремнями на машинах Вольво прошло уже более тридцати лет, и изящная идея все еще пытается обрести столь же изящное техническое воплощение.

За прошедшие годы вариаторы из экзотики превратились во вполне себе обычный тип «автомата», особенно на японских машинах, успев пережить несколько кризисов, набирая и теряя баллы репутации и претерпев несколько крайне значительных изменений конструкции. Причем сейчас в серийном производстве присутствуют все они вместе взятые. Обычно вопрос «что выбрать» не стоит выбора типов трансмиссий на одной модели машины нет, максимум можно выбирать между механической КПП и вариатором (редкие исключения только подтверждают правило), но этот материал будет полезен для понимания того, с чем придется столкнуться в процессе эксплуатации.

Принципиальная конструкция

Напомню, что суть вариаторной трансмиссии довольно проста. Передаточное отношение меняется в определенном диапазоне плавно, без ступеней, при этом обороты мотора могут находиться в оптимальной зоне для данного режима движения, что повышает экономичность и улучшает тяговые возможности машины. Это в теории.

На практике же различные конструктивные исполнения могут иметь множество недостатков, порой перечеркивающих их достоинства. Есть несколько способов передавать крутящий момент, плавно меняя передаточное отношение. Самый простой и очевидный способ – это передача момента ремнем через шкивы, диаметры которых постоянно изменяются. Конструкции такого рода были известны с древности – обычный кожаный ремень мог двигаться по коническому шкиву, удерживаемый от сползания роликом натяжения.

Диаметр второго шкива при этом оставался неизменным или же, как и в современных конструкциях, шкивы были сложными и составными, а ремень просто зажимался с боков – с одной стороны пружиной внутри шкива, обеспечивающей натяжение, а на другой шкив мог регулироваться. Последняя конструкция ближе всего к существующим поныне автоматическим трансмиссиям.

Старинный вариант

Предприятие братьев Ван Дорн, входившее в промышленную империю DAF, использовало простую схему с тянущим мягким ремнем – но уже не кожаным, а металлокордным – для своих легковушек. После покупки DAF компанией Volvo схему попытались применить на более крупной машине – Volvo 340, но не очень удачно. Трансмиссия получилась очень большой, заняв много места в багажнике, – у машины была схема трансэксл, когда двигатель расположен спереди, а КПП – на заднем мосту. Открыто расположенные шкивы загрязнялись, а ремни пробуксовывали, растягивались и горели. Опыт был признан неудачным.

Впрочем, сама конструкция не исчезла. Не пригодившись на автомобилях, она завоевала себе место под капотом мотороллеров и снегоходов, вполне соответствуя применению этих транспортных средств. С меньшим крутящим моментом она прекрасно справлялась, недорогой тянущий ремень можно было менять раз в сезон, а то и чаще, эта простая операция не требовала серьезных затрат, а малая масса и простота обеспечила самое широкое распространение. В общем, обычная схема с тянущим ремнем жива и поныне. Причем чувствует она себя очень уверенно, ни о какой замене на сложные наборные ремни или цепи речи даже не идет.

Варьируем материал ремня

Вариаторы, столь успешно прижившиеся в мототехнике, на машинах долгие годы не применялись, но простота и удобство схемы не давали конструкторам покоя. Основные проблемы были уже давно выявлены – при хорошем динамическом диапазоне такой АКПП ей все же очень мешали снижение КПД при крайних передаточных отношениях (когда разница между диаметрами ведущего и ведомого шкивов становилась слишком большой) и большая нагрузка на ремень при этом.

Сильно улучшило позиции вариатора изобретение компанией братьев Ван Дорн наборного стального ремня. Конструкция его состояла из нескольких несущих стальных лент-ремней и перпендикулярно нанизанных на них стальных пластин сложной формы, позволяющей передавать вращение со шкивов.

Для трогания с места предусматривалось обычное фрикционное сцепление (как на «механике»), а для расширения динамического диапазона и заднего хода еще и планетарная передача, знакомая по классическим АКПП. Поначалу вариаторы оснащались еще и повышающими редукторами для снижения передаваемого момента, но серийные конструкции были устроены уже немного проще.

Ресурс таких конструкций возрос до вполне приемлемых 80-120 тысяч километров пробега, но недостатков хватало. И в первую очередь не хватало надежности в работе. Особого распространения схема не получила, так как дальнейшее небольшое усовершенствование схемы работы ремня значительно улучшило характеристики трансмиссии.

Основные недостатки касались вибраций и (все еще) крайних передаточных отношений. При минимальном диаметре одного из шкивов ремень на нем сильно изгибался и к тому же пробуксовывал из-за недостаточной площади соприкосновения. Любые рывки тяги провоцировали пробуксовку еще сильнее. Пробуксовка быстро изнашивала ремень и шкивы. Возникающие при пробуксовке вибрации попутно вредили трансмиссии и снижали комфорт. В результате даже такая усовершенствованная конструкция применялась только на малолитражных машинах. Наиболее популярная из них – это Nissan Micra K11, дебютировавшая в 1992 году.

На фото: Nissan Micra K11

Тянущий вариант и гидротрансформатор

Исправить ситуацию помог гидротрансформатор вместо фрикционного сцепления и изменение схемы работы ремня. «Бублик», который был задействован при трогании машины, позволял избежать рывков тяги, а заодно и облегчить старт. А значит, можно было ограничиться меньшим передаточным отношением при трогании и заодно снизить вероятность пробуксовки из-за смягчения рывков ГТД.

Второе важное новшество – применение так называемого «толкающего ремня». В этом случае крутящий момент передавался не на той ветви ремня, что тянул ведущий шкив, а на той, что он толкал. Стальные бандажи, основа ремня, не испытывали больше нагрузки на растяжение, а все усилие передавалось через пакет пластин.

Это нововведение уменьшило износ ремня и улучшило условия его работы. А все вместе позволило применять вариатор на весьма мощных моторах. Изначально моторы 1,6 литра были пределом, но сейчас аналогичные конструкции применяют уже и на моторах 2,5, а то и 3,5 литра. Например, так устроены самые распространенные конструкции вариаторов Jatco, применяемые на многих японских машинах, например, бестселлерах Nissan Qashqai и X-Trail, а за ними – Renault Megane и Fluence, Mitsubishi Outlander и ASX…

На фото: вариатор Jatco jf011e

Путь от первых конструкций, на первый взгляд, не так уж велик… Но на деле в эти годы шла долгая кропотливая работа по улучшению вариатора такой схемы, позволившая сделать его весьма надежным, простым в эксплуатации и ремонте, сохранив при этом относительно недорогую конструкцию.

Вариации на тему

Схема с толкающим ремнем на слабых моторах может применяться и без ГТД, что демонстрируют вполне неплохие конструкции на некоторых китайских машинах. Простого сцепления хватает для обеспечения нужных характеристик, пусть и машины с упрощенными трансмиссиями едут уже не столь хорошо. Зато цена совсем невелика, а конструкция даже проще, чем у иной «механики». Собственно, один из первых удачных вариаторов с толкающих ремнем на Subaru Justy был устроен именно так.

На фото: Subaru Justy

Вариант с цепью

Использовать вместо ремня цепь кажется очень разумной затеей. Благо вариант это проверенный, роликовая цепь давно заменила ременную передачу там, где возможностей ремня уже не хватало, в тех же мотоциклах или промышленных передачах. Вот и в вариаторах цепь пришла на смену ремню, когда показалось, что тянущий ремень уже не справляется.

Разумеется, у вариаторов нет зубцов для зацепления, так что мощная пластинчатая цепь просто зажимается с боков шкивами. Серьезными преимуществами являются меньший возможный радиус закругления и большая прочность на сжатие. Да и растяжение цепи зависит в основном от износа в ее подшипниках, а значит, теоретически есть возможность сделать ее очень ресурсной, ограниченной только по износу контактных площадок.

В результате вариатор с цепью может быть заметно прочнее, меньше боится пиковых нагрузок и позволяет расширить динамический диапазон трансмиссии. Есть и экспериментальные конструкции, где один из шкивов зубчатый, а натяжение обеспечивается дополнительным роликом, но в серийном производстве пока господствует более компактная схема с двумя подвижными шкивами и передачей момента простым фрикционным зацеплением.

Конструкция с тянущей цепью была успешно реализована компанией Volkswagen в сотрудничестве с LuK для машин с продольным расположением двигателя в конце девяностых годов и применяется вплоть до сегодняшнего дня. Речь идет о вариаторах Multitronic – они выдерживают крутящий момент до 310 Нм. Применение цепи позволило заметно поднять передаваемый момент, а все недостатки трансмиссии оказались конструктивными и мало связанными с самой схемой.

Разве что ресурс цепи получился сравнительно невелик, около 100 тысяч километров пробега, но с учетом относительно небольшой ее цены и простоты замены это можно считать вполне успешным результатом. Помощь в разработке цепи и шкивов оказывала компания LuK, она же предложила свои услуги компании Subaru, когда та решила создать свой клиноцепной вариатор Lineatronic.

Результат впечатляет, новая трансмиссия «переваривает» момент двухлитрового турбомотора и при этом умеет быть экономичной и спортивной одновременно. Без ГТД и тут не обошлось. Для Субару это не первый опыт работы с вариаторами, они были одними из пионеров внедрения вариаторов с толкающим ремнем, выпустив в 1984 году свой вариант ECVT для модели Justy, но от дальнейших разработок отказались, хотя первый опыт и был весьма успешным.

Вариации в форме тора

Европейские производители пошли по пути роботизации вальных КПП (Volkswagen DSG, Ford PowerShift и т.п.), а японские компании, объединив усилия, продолжают работу над вариаторами. Следующим шагом в развитии стал отказ от ремня и цепи при передаче крутящего момента в пользу трения шкивов.

Подобные конструкции применялись и ранее, но фрикционная передача с коническими валами и промежуточным роликом слишком громоздка для применения в автомобиле. Но на помощь пришла схема с тороидальными поверхностями, так называемый «тороидальный вариатор». В этом случае вращение передается с ведущего тороидального конуса на ведомый с помощью промежуточного ролика.

Хитрость конструкции в том, что расстояние между точками на прямой, пересекающей оси вращения промежуточного ролика и тороидальных поверхностей, всегда одинаковое. А значит, не нужна цепь – один ролик вращается, одним краем касаясь малого радиуса конуса, а другой – большого, обеспечивая изменение передаточного отношения. Нет ни цепи, ни ремня, при этом размер точки контакта невелик, но постоянен, контактные поверхности можно изготовить из твердых материалов, а роликов использовать несколько – для увеличения площади контакта.

На практике такую технологию применял только Nissan на своих вариаторах Extroid, ставившихся на ряд мощных моделей вроде не особо распространенных у нас на рынке Cedric и Skyline. На этом пока что все закончилось.

Тороидальные вариаторы выглядят сложнее традиционных – приходится использовать две последовательных передачи для обеспечения нужного динамического диапазона. Проблема в том, что из-за необходимости применять очень дорогой и износостойкий материал для роликов, трансмиссия оказалась дорогой, сопоставимой по цене с традиционными АКПП с «бубликом» и планетарными редукторами.

Впрочем, прогресс не стоит на месте, и очень возможно, что у перспективного Extroid появятся более доступные наследники.

На фото: вариатор Nissan Extroid

Варианты без трения

Сейчас все серийные конструкции вариаторов передают крутящий момент за счет трения в зоне контакта цепи, ремня или роликов, но уже существуют наработки, позволяющие отказаться от передачи трением и воспользоваться возможностями зубчатого зацепления, а значит, повысить КПД и уменьшить износ рабочих элементов конструкции. Причем они есть как для конструкций с цепью, так и для тороидальных вариаторов.

Особый профиль зубьев позволит уменьшить давление в точке зацепления и при этом иметь возможность так же плавно менять передаточное отношение. Вариаторы с цепью и дополнительным натяжным роликом уже сейчас могут обеспечить отсутствие проблем с КПД у передачи в одном из крайних положений валов, но этого недостаточно, чтобы получить преимущество перед более компактными схемами с двумя раздвижными шкивами. До практического применения этой схемы, впрочем, дело пока что не дошло – только до опытных моделей и теоретических изысканий.

В частности, в прошлом году патент на зубчатый вариатор с постоянным зацеплением оформил профессор К.С. Иванов из Казахского института механики и машиностроения. Возможно, именно этот вариант и есть будущее бесступенчатых трансмиссий.

Вариаторы надежны, но не простят небрежную эксплуатацию. Какие проблемы есть у кроссоверов Nissan из Европы

Еще лет пять назад вариатор был чем-то из разряда экзотики, хотя первый серийный автомобиль с бесступенчатой трансмиссией сошел с конвейера в 1958 году. Между тем с течением времени вариаторы становятся все популярнее и даже проникают в сегмент «бюджетников»:

Смотреть все фото в галерее

Выбор подержанного автомобиля с вариатором зачастую является сложной задачей: о надёжности такой трансмиссии бытуют различные мнения как со стороны обычных автолюбителей, так и со стороны профессионалов. Так стоит ли бояться «загадочной» трансмиссии? История бесступенчатых трансмиссий является старейшей с момента изобретения колеса. Первый вариатор нарисовал ещё Леонардо да Винчи до 1500 года, но реальный механизм был запатентован только в XIX веке. В 1958 году с конвейера сошел первый серийный автомобиль с бесступенчатой трансмиссией голландской фирмы DAF (модель DAF 600). После входа компании DAF в 1976 году в шведский концерн Volvo шведы, используя наработки голландцев, выпустили модель Volvo 360, ставшую первой массовой машиной, оснащённой бесступенчатой трансмиссией.

Бесступенчатые трансмиссии СVT (Continuously Variable Transmission) тесно связаны с вариаторами, которые используются на большинстве обыкновенных скутеров. Они позволяют получить постепенное и непрерывное изменение передаточных чисел. Принцип работы предельно прост. Ключевую роль в данном типе трансмиссии играет приводной ремень. Он фактически является металлической лентой либо, как вариант, может состоять из набора тросов. А, например, в приводе вариатора Multitronic компании Audi вместо ремня применена металлическая цепь.

В настоящее время на автомобилях применяют два типа вариаторов: клиноременной и торовый. Клиноременной (или клиноцепной) вариатор состоит из двух шкивов, между которыми натянут ремень, передающий крутящий момент от ДВС. За непосредственное движение шкивов отвечает специальный гидравлический привод. Он, как правило, управляется электроникой. Каждый из шкивов, в свою очередь, состоит из двух конусов, обращенных острыми концами друг к другу. Конусы могут сдвигаться и раздвигаться, меняя рабочий диаметр, по которому движется ремень. При сближении конусов ремень выталкивается, то есть начинает двигаться по большему диаметру, а при отдалении — по меньшему. В результате выполняется главная задача — плавное изменение передаточного отношения без необходимости каких-либо физических переключений. У торовых вариаторов вместо раздвижных шкивов применяются конусовидные диски, а ремень заменяют ролики. Одним из самых ярких разработчиков вариаторов такого типа является Mazda.

Основными достоинствами вариаторов называют экономичность, наиболее эффективное значение передаточного отношения, высокую плавность работы, бесконечное число передач, минимум движущихся элементов самой коробки и максимум комфорта. Тем не менее у них имеется и ряд серьезных недостатков, о которых в гаражах ходят легенды: риск беспричинного разрыва ремня, перегрев, высокая стоимость трансмиссионного масла, дорогостоящий ремонт и прочее.

Прогресс не стоит на месте, и вариаторы тоже совершенствуются. Различные автомобили от тех или иных производителей оснащаются вариаторами, которые отличаются друг от друга. Сегодня основную массу вариаторов выпускают только три компании: Jatco, Aisin и Subaru.

Самыми распространёнными являются CVT фирмы Jatco, которые ставятся на многие модели Nissan, Renault, Mitsubishi, Suzuki и других производителей. Агрегатами Aisin комплектуются в основном автомобили Toyota. Тем не менее собственные бесступенчатые трансмиссии делают также Mercedes (Autotronic), Audi (Multitronic ), Toyota (Multidrive), Ford (Ecotronic, Durashift CVT) и другие.

Nissan Qashqai

Это первая в мире компания, сделавшая ставку на бесступенчатые трансмиссии. Большая часть моделей в российском сегменте агрегирована CVT или, как её ещё именуют, — X-tronic. Qashqai с движком на 2 литра оснащён JF011E. Модель держится на конвейере с 2013 года. При оперативной смене расходников и правильном использовании она может проехать до 180 т. км без ремонтных мастерских. Из плюсов – собственный радиатор охлаждения и очень крепкий ремень, который деформировать очень сложно.

Компания Jatco рекомендует заменить ремень через расстояние 140–160 т. км. Эта услуга дорогостоящая – около 70 тыс. рублей.

Наследие Леонардо да Винчи

ОСНОВНОЙ принцип работы бесступенчатой трансмиссии был предложен еще великим итальянским мыслителем Леонардо да Винчи. Но первый серийный автомобиль с вариатором появился только в 50-х годах прошлого века. Из-за высокой стоимости и низкой надежности массового распространения он не получил, о такой конструкции на время забыли. Затем вариаторные трансмиссии возродили японцы. В 1987 году компания “Fuji Heavy Industries” выпустила компактный хэтчбек “Subaru Justy”. Чуть позже автомобили с вариатором появились и у других производителей.
На сегодняшний день модели с бесступенчатой трансмиссией выпускают практически все японские автопроизводители (исключение одно – “Mazda”) и подавляющее большинство европейских автогигантов. Из “американцев” стоит упомянуть только “Chrysler” – с этого года вариатор стал устанавливаться на модель “Dodge Caliber”.

На нашем вторичном рынке наибольшее распространение получили вариаторные “Honda HR-V”, “Honda Civic”, “Nissan Primera” и многочисленные модели “Audi” – от “A4” до “A8” (переднеприводная модификация с мотором 3 л) включительно.

Фирменные названия таких трансмиссий могут быть самыми разнообразными – “Multitronic” у “Audi”, “X-Tronic” или “Hypertronic” у “Nissan”, “Multimatic” у “Honda” и т.д. Но в технических спецификациях и дилерских прайс-листах они обычно обозначаются аббревиатурой CVT (Continuously Variable Transmission).

Nissan X-Trail

Один из самых тяжеловесных и мощных авто. В рассматриваемом случае вариатор JF011E рассчитан на 180–210 т. км. Коробка комбинируется движком на 2 л и 144 л. с. и 2,5 л и 171 л. с. Есть продуманная система охлаждения, улучшенный ремешок в форме многорядной цепочки и облечённые параметры трансмиссии. Возможности, по сравнению с Qashqai, гораздо расширились за счёт новейшей программной начинки и иной сборки коробки. Владельцы отмечают, что вариатор очень напоминает АКПП, а масло нужно проверять через каждые 60 тыс. км. Рассматриваемую трансмиссию активно внедряет на своих болидах корпорация Renault-Nissan.

Toyota RAV4

Долгое время Toyota к вариатору относилась с опаской или игнорировала вовсе. Специалисты компании проводили опыты на небольших болидах – В-классе и даже K-cars. Бесступенчатой трансмиссией от фирмы-изготовителя Aisin оснащены «паркетники» с 2-литровым мотором. Идеально продуманный механизм предусматривает совмещение радиатора коробки с радиатором охлаждающей системы. Резерв рассчитан на 300 тыс. км пробега. На других авторынках точно таким же вариатором K311 оснащены Yaris, Avensis, Wish и другие модели. RAV4 зарекомендовал себя как надёжный автомобиль. Среди проблем владельцы отмечают неприятности с электроникой, сгоревшие фрикционы.

Основная масса вариаторов на автомобильном рынке представлена всего тремя компаниями: Jatco, Aisin и Subaru.

Aisin

Вариаторы японской компании Aisin на казахстанском рынке встречаются на автомобилях Toyota и гибридных модификациях Lexus, в том числе Toyota Corolla, кроссоверах C-HR и RAV4 мотором.

В отличие от вариаторов Jatco у коробок передач Aisin нет серьёзных наследственных болезней, однако они тоже не любят перегрева и несвоевременного обслуживания. Хуже всего на работе CVT сказывается продолжительная комбинация этих двух факторов.

Подгоревшая трансмиссионная жидкость теряет как свои охлаждающие, так и смазывающие свойства. Это приводит к износу деталей, а образовавшаяся в результате металлическая стружка способна повредить подшипники на первичном и вторичном валах конусов. Комплект стоит около 85 тысяч тенге.

На вариаторах Aisin изредка встречаются проблемы с течью сальников привода вариатора. Известны случаи отрыва вала от одного из пакетов фрикционов.

Subaru Forester

Subaru – единственная компания, которая использует вариатор собственной разработки. TR580 применяется только с «атмосферниками» на 2 и 2,5 литра. Это оппозитные четвёрки мощностью в 150 и 170 «лошадей». При этом моторы безнаддувные и им приходится работать со знаменитым полным приводом автомобилей. Ресурс рассчитан до 200 т. км пробега без сторонних вмешательств. Lineartronic имеет специфическую проблему в холодном климате: через сальник гидротрансформатора происходит утечка жидкости. Проблему легко отследить по следам масла. Поэтому периодически транспортное средство приходится загонять на подъёмник и делать осмотр днища на предмет подтёков.

Вариатор

Суть и смысл работы вариаторной коробки, которую обозначают как CVT, ничем не отличается от любой другой трансмиссии. Суть устройства заключается в том, чтобы преобразовать крутящий момент, который поступает от силового агрегата на колёса.

Но отличительной особенностью вариатора является то, что момент передаётся бесступенчато. Здесь предусмотрен определённый диапазон регулирования. Именно эта характеристика существенно отличается классический автомат от вариатора.

Что же касается аббревиатуры CVT, то она расшифровывается как Continuosly Variable Transmission. Перевести такое название можно как трансмиссия или коробка передач с непрерывно меняющимся крутящим моментом.

Вы уже примерно поняли, чем отличаются вариаторы от автоматов и какая основная разница между ними. Но этого объективно недостаточно, чтобы отдать какому-нибудь из двух вариантов предпочтение.

Также отличие вариатора от классического автомата заключается в конструктивных особенностях. Выделяют 3 основных типа CVT, которые бывают:

• цепными;
• клиноременными;
• тороидальными.

Если говорить про легковой автомобильный транспорт, то здесь самыми популярными и распространёнными оказались именно клиноременные разновидности вариаторной коробки передач.

1. В состав клиноременного вариатора входит клиновидный ремень. Он располагается непосредственно между двумя шкивами раздвижного типа. Во время движения транспортного средства эти шкивы постоянно сжимаются и разжимаются, обеспечивая тем самым изменения в показателях передаточного числа. Основной задачей вариатора является создать плавное и бесступенчатое изменение крутящего момента. Подобные системы активно используются на легковых автомобилях, в составе снегоходов, двухколёсных технике и пр.
2. Следующей разновидностью вариаторной коробки являются цепные CVT. Передача мощности здесь осуществляется за счёт скошенных торцов оси цепных звеньев. А само тянущее усилие передаётся с помощью специальной цепи. Такие вариаторы не получили широкого распространения, хотя иногда встречаются.
3. Тороидные вариаторы заменили шкивы на диски конусовидной формы. А вместо ремня здесь задействовали специальные ролики. Они характеризуются тем, что могут передавать достаточно большой крутящий момент. Но, чтобы создать подобные детали для компоновки вариаторной коробки, необходимо обязательно использовать сталь высокопрочных сортов. Это негативно сказывается на стоимости, из-за чего многие автопроизводители отказались от идеи установки подобных CVT на свои транспортные средства.

Учитывая очевидные отличия в конструкции и принципе действия, несложно понять, в чём заключается разница между двумя видами рассматриваемых КПП. При этом коробка автомат и вариатор являются достойным решением, каждое из которых имеет свои сильные и слабые стороны.

Если говорить о преимуществах, характерных для вариаторных или бесступенчатых коробок передач, то здесь основным достоинством считается обеспечение непрерывного изменения крутящего момента. Тут отсутствует момент задержки, который характерен для АКПП, где происходит переход с одной передачи на другую. Бесступенчатость и непрерывность вариатора способствует появлению других преимуществ в виде более эффективного расхода топлива и улучшения динамических характеристик мотора. Машины с CVT потребляют меньше горючего и обеспечивают лучшую динамику при разгоне.

При этом вариатор имеет и некоторые очевидные недостатки. Начать следует с того, что CVT не предназначены для использования на мощных двигателях. Установка на автомобиль с повышенной мощностью не даёт использовать потенциал коробки. Она будет быстро разрушаться и изнашиваться.

CVT можно считать сравнительно новой разработкой в сфере автомобильных коробок передач. Потому инженеры пока не придумали, как повысить устойчивость вариатора к высоким нагрузкам, буксировке и активной езде при повышенных оборотах. В подобных условиях ремень вариаторной коробки быстро изнашивается, и происходит поломка всей трансмиссии. Ремонтировать и восстанавливать CVT довольно дорогое удовольствие, превышающие зачастую затраты на ремонт классического автомата.

Mitsubishi Outlander

Транспортное средство оснащено вариатором Jatco JF011E с дополненным радиатором охлаждения масла в коробке. Считается, что именно в этой модели агрегат показывает лучшую надёжность. Благодаря уникальному строению моторы на 2 и 2,4 литра пробегают до 250 тыс. км и больше без визитов в зону технического обслуживания. Серьёзным изменениям вариатор не подвергался, так как японцы изначально снабдили трансмиссию собственным радиатором охлаждения. Водителю остаётся только своевременно менять масло и не допускать продолжительной работы двигателя на высоких оборотах.

Принцип работ

Вариативная КПП делится на несколько типов:

• цепные;
• клиноременные;
• тороноидальные.

Тороноидальные не так популярны, как клиноременные, в основном потому, что устанавливаются на заднеприводные и полноприводные автомобили, у которых двигатель находится продольно.

О коробке вариатор и сколько она служит, узнаем из видеоролика Вести РФ.

В настоящее время клиноременный вариант – самый популярный тип вариаторной коробки передач. Суть качественного ремня в том, что в разрезе он приобретает вид трапеции и вклинивается в шкив боковыми поверхностями. Чтобы понять устройство на основе работы этого ремня, представим перед собой две похожие трубки, которые находятся рядом в вертикальном положении. Если скрутить их друг с другом резинкой и начать крутить одну трубку, вторая повторит движения первой, причем подстраиваясь под ту же скорость, которой следует первая трубка.

Что такое коробка передач CVT и в чем заключается ее надежность, узнаем из видео Artur Bogomolov.

Если одну из двух деталей заменить трубкой большего размера, тогда их скорость будет заметно различаться: трубка с большим диаметром будет вращаться медленнее, что в целом нарушит ритм их слаженной работы. В этом и заключается принцип действия коробки передач: цилиндры постоянно изменяют свой размер, и за счет этого происходит работа.

Галерея «Типы вариаторных КПП»

На картинках можно увидеть виды коробок переключения передач.

Фото 1. Цепной вариатор

Фото 2. Схема тороидного вариатора

Фото 3. Цепь и клиновидный пояс

В составе КПП находятся конусообразные шкивы, которые «смотрят» друг на друга острыми концами и упираются в клиновидный ремень. Конусы сходятся и расходятся, изменяя размер поверхности шкивов. Когда они отстраняются друг от друга, ремень приобретает горизонтальное положение, становясь ребрами, и проваливается в середину шкива, охватывая меньший радиус его размера.

Если концы встречаются, ремень натягивается и охватывает больший радиус шкива. Работу шкивов тщательно контролирует гидравлическая система. Она наблюдает за тем, чтобы концы конусов равномерно сходились и расставались. Как в случае с примером, где фигурировали трубки, один из конусов является ведущим, а второй ведомым. Один шкив находится на основном валу, который идет от мотора. Второй шкив идет на валу от колес автомобиля.

Рекомендуем: Что будет, если залить дизельное масло в ДВС на бензине?

Благодаря работе шкивов и их удобному расположению, получается бесступенчатая трансмиссия. Передаточное отношение имеет обширные «горизонты». Когда мы сдаем на машине назад, вариатор активирует узел, который задает кружение выходного вала в обратном направлении. Плюсы и минусы вариатора CVT в машине узнаем ниже.

Вариатор фирмы JATCO

Honda

Ещё совсем недавно на российском рынке официально можно было купить Jazz, а в second hand сегменте – Airwave. На них устанавливалась коробка с индексом SLYA. Благодаря целому комплексу модернизаций инженеры получили достаточно надёжный агрегат. Ресурс рассчитан на 150 тыс. км. Капитальный ремонт будет включать в себя не только замену ремня, но и шкивов и фрикционных пакетов. Однако стоимость порядка 60 тыс. рублей несущественна на фоне остальных преимуществ.

Модель MLPA появилась в 2003 году и использовалась только для японского рынка. Известно, что фильтр расположен внутри корпуса и для его замены нужен полный разбор коробки.

А вот и один реальный недостаток

Собственно, это не недостаток — это нормальное ограничение для гражданских, а не специально подготовленных гоночных автомобилей.

Если с каждого светофора стартовать «как в последний раз», да еще и при непрогретом вариаторе, то на трущихся элементах ремня и на рабочих поверхностях конусов возникнут задиры. Ресурса агрегата хватит тысяч на двадцать километров, а то и меньше. И никакая супержидкость не спасет от этого явления. Вариатор — не для стритрейсерских подвигов, а для максимально комфортного движения

. Хотите погонять — для этого есть специальные автомобили и, кстати, специальные трассы.

Вероятно, в ближайшее время вариатор будет установлен как минимум на половине выпускаемых автомобилей. Так что относитесь к нему бережно, меняйте рабочую жидкость — и тогда вариатор прослужит долго.

Источник https://www.abw.by/novosti/experience/220330

Источник https://www.kolesa.ru/article/jetot-strashnyj-variator-mify-i-pravda-o-besstupenchatyh-korobkah-2015-07-09

Источник https://linhai-russia.ru/ino-avto/kakie-variatory-samye-nadezhnye.html