Обзор вариаторных КПП CVT и CVT XTRONIC

Коробка вариатор CVT

Развитие автомобильных технологий никогда не стояло на месте. На протяжении всего автомобилестроения машины оснащались механическими коробками передач и автоматическими КПП. Однако последние годы всё чаще производители авто разрабатывают модификации с вариаторной CVT коробкой передач.

Очевидно, первым делом назревает вопрос: «вариаторная CVT коробка передач — что это такое?» CVT – Continuously Variable Transmission или бесступенчатая коробка. Бесступенчатая она, потому что при работе такой тип трансмиссии плавно и беспрерывно изменяет передаточное число.

Можно предположить, что коробка передач вариатор CVT изобретен совсем недавно. Однако это изобретение далеко не новое. Своё начало принцип работы такой трансмиссии берёт в конце пятнадцатого века от самого Леонардо да Винчи. В те времена его идея не придавалась особому вниманию. Впервые трансмиссия CVT была установлена в автомобиль в середине двадцатого века. А основную популярность у разработчиков авто получила только в 90-е годы минувшего столетия.

Селектора CVT коробки
Селектора CVT коробки

В настоящее время всё больше компаний разрабатывают, усовершенствуют вариатор CVT и внедряют его в свою продукцию. Лидирующими компаниями по производству автоматических и бесступенчатых коробок переключения передач являются:

  • Aisin Seiki Co – японская компания, тесно сотрудничающая с Toyota;
  • Jatco (Japanese Automatic Transmission Co) – дочерняя фирма Nissan;
  • ZF Friedrichshafen AG – немецкая компания, занимающаяся подвесочными и приводными технологиями.

Обзор КПП CVT

Вариатор CVT в какой-то степени можно считать эволюционной версией классической механической коробки передач. Если в «механике» передачи переключаются за счёт шестерёнок и сцепления, то CVT коробка изменяет придаточное число без помощи узлов зацепления. В то же время вариатор CVT, как и автоматическая коробка переключения передач обладает полностью автоматизированным механизмом. Однако работа вариатора и «автомата» принципиально отличается.

В автомобилестроении чаще всего используют два вида бесступенчатых КПП. Это тороидальный и клиноременный вариаторы CVT. Особую распространённость заслужил клиноременный принцип, но и у него имеются свои плюсы и минусы.

Рассмотри оба типа бесступенчатой коробки переключения передач.

Тороидальный

Фрагмент тороидального вариатора
Фрагмент тороидального вариатора

Тороидальный тип трансмиссий имеет меньшую распространённость в современных автомобилях, чем клиноременный. Такое приспособление устанавливается только в заднеприводных и полноприводных автомобилях с продольно расположенным двигателем. Такой тип вариатора имеет весьма простой и интересный принцип работы.

В систему тороидального вариатора входит два диска: ведущий и ведомый. Между ними располагаются ролики. В процессе работы ролики вращаются относительно одной — горизонтальной оси и одновременно перемещаются относительно другой — вертикальной оси. Такие манипуляции позволяют роликам перенаправлять работу, касаясь различных областей дисков.

Схема обозначений механизма работы тороидального вариатора
Схема обозначений механизма работы тороидального вариатора

По мере перемещения роликов относительно вертикальной оси, происходит изменение придаточного числа, а за счёт сил трения роликов между дисками осуществляется передача крутящего момента.
Если ролики с ведущим диском контактируют около обода, то производится увеличение скорости и уменьшается крутящий момент – это наивысшая передача. Если ролики контактируют с ведомым диском с краю обода, происходит снижение скорости и увеличение крутящего момента, что является самой низкой передачей. Благодаря этому возможно почти бесконечное количество «передач».

Схема работы тороидального вариатора
Схема работы тороидального вариатора

В надёжности тороидальный вариатор CVT за счёт своей конструкции берёт верх над клиноременным. Зато полностью не подлежит ремонту. Детали для замены найти почти невозможно. Если происходят какие-либо серьёзные поломки, в сервисном центре, скорее всего, посоветуют замену вариатора.

Клиноременный

Клиноременный вариатор в разрезе
Клиноременный вариатор в разрезе

Клиноременный тип вариаторов устанавливается преимущественно в переднеприводных автомобилях. В основу работы системы входит две пары конически дисков и металлический ремень, который изготавливается из пары пакетов металлических лент (количество лент в пакете варьируется от 9 до 12 штук). Ленты скрепляются между собой элементами в виде бабочки.

Каждая пара дисков состоит из стационарного и движущегося диска — это значит, что они являются шкивами. Каждый шкив имеет связь с соответствующим валом. Как это все работает описано ниже:

  1. Первичный вал передаёт ведущему шкиву крутящий момент от двигателя посредством гидротрансформатора.
  2. Усилие в гидротрансформаторе передаётся, когда приводное насосное колесо подаёт гидравлическое масло на связанное с первичным валом турбинное колесо.
  3. Через металлический ремень передаётся усилие с ведущего шкива на ведомый, который связан со вторичным валом.
  4. Передача момента на вторичный вал для движения автомобиля вперёд осуществляется при помощи планетарного редуктора с дисковым сцеплением.
  5. Для движения назад, активизируется дисковый тормоз, он же является реверсивным механизмом (механизм задней передачи).
  6. Далее, промежуточный вал передаёт крутящий момент дифференциалу, который равномерно распределяет приводные усилия на каждую из полуосей.

Такое взаимодействие процессов в последующем приводят колёса в движение.

Схема с обозначениями элементов клиноременного вариатора
Схема с обозначениями элементов клиноременного вариатора: 1 — первичный узловой вал; 2 — вторичный узловой вал; 3 — приводной масляной насос; 4 — гидротрансформатор; 5 — реверсивный механизм; 6 — дифференциал КПП; 7 — передаточный ремень.

Скорость движения осуществляется за счёт изменения диаметров обоих шкивов. Диаметр ведущего шкива в самом начале движения и наборе скорости минимален. Изменение диаметра происходит за счёт движения дисков шкива. При минимальном диаметре диски сжаты до предела. Когда диски максимально допустимо разжаты шкив приобретает наибольший диаметр.

Иными словами, при минимальной скорости диаметр ведущего шкива минимален, а ведомого максимален. А при движении на максимальной скорости ведущий шкив имеет максимальный диаметр, а ведомый наименьший диаметр.

Иллюстрация изменения диаметра шкивов
Иллюстрация изменения диаметра шкивов

Регулировка скорости движения обеспечивается согласованным изменением диаметров обоих шкивов. Благодаря всем доступным вариантам диаметров, количество «передач» может быть неограниченным.
Принцип работы каждого типа этих бесступенчатых коробок передач имеет как плюсы, так и минусы.

Плюсы

  • Непревзойдённая динамика движения. У оснащённого коробкой CVT автомобиля скорость набирается плавно, при этом скачки и рывки не наблюдаются. Такое движение подобно движению электромобиля.
  • Автомобиль не глохнет при остановках, в том числе и длительных, чем экономит топливо.
  • Не требует переключения скоростей при движении.
  • Автомобилем с вариатором значительнее проще управлять, так как имеется всего две педали. Педаль сцепления отсутствует из-за ненадобности.
  • При разгоне современные вариаторы не создают излишнего шума.
  • Помимо экономии топлива, при работе трансмиссии снижается количество вредных веществ, выпускаемых в атмосферу.
  • В плане разгона, автомобиль с вариатором CVT выигрывает у авто с другими трансмиссиями.

Минусы

  • Небрежная эксплуатация вызывает скорый выход из строя вариатора CVT.
  • Имеет склонность к разрушению при длительных поездках на полной мощности и максимально высоких оборотах.
  • Пригоден для установки в автомобили с малолитражными двигателями.
  • При обслуживании вариатора обязательно заливать только оригинальную рабочую жидкость, которую достаточно сложно приобрести. Также она имеет высокую цену.
  • Ремонт такого агрегата довольно дорогостоящий. А замена деталей неосуществима из-за их отсутствия в продаже. При значительных повреждениях КПП приходится производить его полную замену.
  • Относительный низкий ресурс бесперебойной работы трансмиссии.

Обзор CVT XTRONIC

Разработка компании «Nissan», которой оснащается множество моделей собственного производства. Является более усовершенствованным клиноременным вариатором. Конструкция этого вариатора претерпела изменения в устройстве шкивов и передаточного ремня. Шкивы стали заметно тоньше, а передаточный ремень приобрёл алюминиевую основу, что снизило гибкость.

Повышенной надёжности вариатор CVT Xtronic обязан новому, более компактному масляному насосу. Такое решение снижает возникающее давление между ремнем и шкивами. Внедрённая система Adaptive Shift Control позволяет настраивать бесступенчатую трансмиссию множеством вариантов, приспосабливая управление автомобилем в каких угодно дорожных условиях.

CVT Xtronic от Ниссан в разрезе
CVT Xtronic от Ниссан в разрезе

Относительно своего предшественника вариатор CVT Xtronic стал на 10% меньше в размерах и на 13% легче. При этом снизились потери на внутреннее трение аж на 30%. Xtronic получил дополнительную планетарную передачу. Такое решение было первым в своём роде и позволило повысить коробке передаточное число до 7.3 к 1 в сравнении с вариаторами традиционной конструкции.

Важной особенностью вариатора CVT Xtronic стала адаптация под двигатели повышенной мощности. Исходя из тенденции развития и нововведений, эта бесступенчатая трансмиссия имеет большие перспективы в будущем.

Плюсы

  • ещё большее снижение затрат топлива;
  • значительно снижен уровень шума, даже на малых оборотах;
  • благодаря новой конструкции долговечность агрегата заметно выросла;
  • плавная работа и хорошая динамика.

Минусы

  • непригодность в ремонте, в сервисных центрах Ниссан замена производится только блоками;
  • пробуксовка на снегу и на скользких поверхностях.

Отзывы об CVT и CVT XTRONIC

В целом, владельцы автомобилей с вариатором CVT и CVT Xtronic оставляют отзывы имеющие одинаковый характер. По мнению пользователей, наблюдаются схожие как недостатки, так и положительные качества у обоих типов трансмиссий.

Положительные Отрицательные
Трансмиссия – класс. Переключает всегда вовремя и к месту При пробеге 30000 км, селектор вариатора отказался переключаться из положения «P» в любое другое
Вариатор – это то, чего мне всегда не хватало. С ним просто забываешь, что у автомобиля вообще есть коробка передач CVT скрадывает динамику — разгон как на троллейбусе
CVT приятно удивил — плавный разгон, никаких рывков и переключений Вариатор странно хрюкает. Может еще обкатка, а может просто кажется. Проездил мало, пока рано судить
Коробку передач слышно, но по-доброму, но все плавно, абсолютно не вызывает дискомфорта  Была проблема, после 3–5 км. При старте с места машина разгоняется с натяжкой, при езде накатом со скорости 40 и меньше машинка начинает притормаживать, а после 20 км в час торможение пропадает и автомобиль едет легко
Стиль вождения смешанный, так как по настроению и в пробках. Каждый день езжу по Симферопольскому шоссе со скоростью 130-160 км в час., но все равно пытаюсь машину не рвать. Нареканий по работе никаких нет, я доволен! Разгон довольно плавный
Варик мне понравился, приятно разгоняется, на мой взгляд, даже лучше автомата
Сейчас вариатор как родной — все проблемы надуманы

Видео «Обоз CVT Xtronic Nissan»

В данном видео, вы можете посмотреть как работает CVT Xtronic и в чем его преимущества.

В этой статье было исчерпывающе описано о бесступенчатой трансмиссии и CVT Xtronic, а также их плюсы и минусы. Если же чего-то не хватает или у вас есть замечания, оставляйте своё мнение в комментариях.

Рекомендуем:

Коробка передач вариатор CVT
 
Советы по выбору СТО для ремонта вариатора CVT

Вариаторная коробка передач
 
Ответы на все вопросы о вариаторной КПП

Вариаторная коробка передач
 
Сравнение вариаторной коробки передач с автоматической



Отзывы и комментарии

  1. JekaX:


    Какая подробная статья. Сложно в интернете найти что-то подобное. То есть информации полно, но что бы она была в подобной форме и виде как у вас… Читается доступно, а в интернете написано на сайтах обычно меньше и не понятнее. А здесь всё подробно и ясно. Спасибо, было интересно читать и смотреть!

  2. Пользователь:


    А какие нужны масла для вариаторных трансмиссий? Обычно ATF или у производителя есть свои критерии и особенные масла для таких коробок?Я где-то читал, что подходят и АТФ, но многие говорят заливать строго CVT масла. В чем же соль? И что будет, если залить АТФ в вариаторы?

    1. Дмитрий:


      Накроется медным тазом и очень быстро.
      В ниссановский варик льют жижу ns1 или ns2 в зависимости от модели. Стоит жижа не дороже масла для автоматов. Замена частичная (сколько слилось) через 30 т.км. Пользую первый варик от Ниссана 9.5 лет. Приходилось буксовать, таскать прицеп. Полет нормальный. Все проблемы надуманные. Варик ремонтопригоден даже проще и дешевле, чем автомат. А вот насиловать его нельзя однозначно. Современные варики еще надежнее стали.

    1. Администратор:


      Хотелось бы уточнить, почему такая низкая оценка прочитанной статьи?

  3. Рифат:


    Рено планирует установку вариатора CVT X-Tronic на модель Каптур. Как думаете, это нормальное решение для этого кроссовера?

    1. Специалист Avtozam:


      Рифат, об этом мы сможем узнать после того, как сделаем собственный тест-драйв. :)

    2. Морж:


      Ты уплюёшься, там и движок F4R или автомат DP8 (все помнят ушлёпище AL4?, так это оно).

  4. KuzmaSL:


    А когда вы планируете тест-драйв Рено Каптур? Интересует ваше мнение про их вариатор «адаптированный специально для Каптур». Вроде они там к нему охлаждение хотели завести…

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.