Connect with us

Hi, what are you looking for?

Авто

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Автоматические трансмиссии разных типов отличаются не столько долговечностью, сколько особенностями работы.

Сегодня уже практически каждая модель на авторынке оснащается автоматической трансмиссией — классическим гидромеханическим автоматом, вариатором или роботизированной коробкой. Особенности каждого из агрегатов рассмотрели эксперты «За рулем».

Откуда берутся ступени у вариатора, каков срок службы такой коробки и нужно ли в ней менять масло? На эти и другие вопросы ответил эксперт «За рулем».

По-настоящему массовыми вариаторные трансмиссии стали в последнее десятилетие. Поэтому даже бывалые автомобилисты не всегда хорошо представляют себе, что такое вариатор. А незнание, как обычно, порождает массу заблуждений, неверных толкований и, как следствие, вредных советов.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Комбинированная бесступенчатая трансмиссия Toyota CVT-i на основе клиноременного вариатора

Трансмиссия собрана в едином блоке (Transaxle), под поперечно расположенные силовые агрегаты легковых автомобилей B-класса и C-класса.

Элементы по нижней оси: слева — гидротрансформатор с блокировкой (подписан) и маслонасос (подписан); центр — планетарный ряд (для включения передней, нейтральной и задней передачи); справа — ведущие конические шкивы вариатора.

Элементы по верхней оси: справа — ведомые конические шкивы вариатора; слева — ведущая шестерня главной передачи.

Вариаторы имеют ряд неоспоримых преимуществ перед другими типами трансмиссий. Они эффективнее реализуют тяговые возможности двигателя, обеспечивая топливную экономичность и более низкий уровень вредных выбросов. Но рядового автолюбителя куда больше волнуют иные показатели – надежность и ресурс. Поговорим о них на примере наиболее массовых вариаторов фирмы Jatco.

Фирма Jatco – один из мировых лидеров по производству автоматических коробок передач и вари­аторов. Ее бесступенчатые агрегаты ставят на автомобили многих производителей, хотя Jatco – детище ­концерна Nissan и на 75% принадлежит ему.

В России много машин с вариаторами Jatco – и пробеги уже велики. Пора покопаться в их послужном списке и проследить эволюцию с акцентом на ресурс, надежность и слабые места.

Сосредоточимся на семействах вариаторов двух последних генераций, официально представленных на нашем рынке. Именно они работают на популярных автомобилях предпоследних и текущих поколений.

Наш анализ построен на статистике официальных и независимых техцентров, которые помогли оценить целесообразность и стоимость ремонта вариаторов конкретных моделей, а также доступность запчастей.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Новый гидроблок для семейства вариаторов третьего поколения (CVT8) стоит около 55 000 рублей. Вместе с ним идет диск с индивидуальными калибровками для каждого соленоида, которые необходимо прописать в блоке управления агрегатом.

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 6 июля 2020 года; проверки требуют 27 правок.

Вариа́тор (лат.  «изменитель») — устройство, передающее крутящий момент и способное плавно менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования. Изменение передаточного отношения может производиться автоматически, по заданной программе или вручную. В автомобилестроении имеет обозначение CVT (англ. Continuously Variable Transmission).

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Клиноремённый вариатор с клиновой цепью

Диапазон регулирования (отношение наибольшего передаточного числа к наименьшему) обычно 3—6, реже 10—12.

Трансмиссия состоит из вариатора, расположенного на коленчатом валу, приводного ремня и узла центробежной муфты, соединенной с парой скользящих дисков, и пружины натяжения ремня, расположенной на валу главной передачи. При обеспечении достаточного охлаждения, использовании прочных материалов и предотвращении попадания грязи (например, песка) внутрь коробка передач может передавать очень высокую мощность и работать много десятков тысяч километров, после чего необходимо заменить изношенный приводной ремень и вариатор.
В некоторых вариаторах также применяются гидротрансформаторы.

В последних автомобильных решениях для автоматических коробок передач (CVT) для передачи крутящего момента используются специальные цепи с пластинами очень высокой прочности, расположенными поперек оси цепи. Они заменили клиновые ремни. Это решение используют, в частности, Audi, Honda, Mitsubishi, Nissan (Altima, Cube, Juke, Maxima, Micra, Murano, Note, Qashqai, Rogue, Sentra, Sunny, Tiida и др.), Сузуки и Тойота.

Передаточное отношение вариатора

Диапазон регулирования вариатора

Механизм регулирования вариатора

СодержаниеПоказать

Заблуждение 5. У машин с вариатором медленный разгон

Вариатор обеспечивает самый быстрый разгон, какой только может дать двигатель. Только для получения такого результата надо не забывать прожать педаль газа полностью. В таком режиме (kick-down) двигатель быстро выходит на обороты, соответствующие максимальной мощности, и дальнейший разгон происходит за счет переменного передаточного отношения в вариаторе. Это – самый эффективный разгон. Любая другая коробка передач в паре с таким же мотором будет менее эффективна при разгоне.

Другое дело, что двигатель при этом воет практически на одной ноте. Монотонность создает впечатление слишком долгого разгона, отсюда и заблуждение.

Саморазрушение

Свежая модель JF015E принадлежит семейству CVT7. Фирма Jatco не относит его к какому-то конкретному поколению.

JF015E – это обособленная разработка, предназначенная исключительно для малообъемных атмосферных бензиновых моторов. Этот вариатор устанавливают в основном на машины концерна Renault-Nissan c двигателями 1.6, например на Nissan Juke и Qashqai, Renault Kaptur и Fluence.

Главная конструктивная особенность JF015E – наличие двухступенчатой планетарной передачи. На скорости до 100 км/ч задействована первая ступень, свыше – вторая. Такая схема позволила значительно уменьшить размеры конусов и, соответственно, общие габариты вариатора. Эта идея была хороша на бумаге, но на деле получилась конструкция, которая сама себя убивает.

Из-за непродуманности многих решений и экономии при производстве вариаторные детали, подверженные естественному износу, умирают в несколько раз быстрее. Вдобавок страдают даже элементы планетарной передачи, что вообще не характерно для бесступенчатых агрегатов.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Из-за низкого качества металла быстро изнашиваются подшипники конусов и их посадочные места в корпусе вариатора. Металлическая стружка разносится по гидросистеме, забивая соленоиды гидроблока и редукционный клапан масляного насоса. Давление масла выходит за допустимые пределы, и вариатор быстро сдается.

Активно изнашиваются и внутренние элементы в конусах, обеспечивающие их перемещение. Из-за этого в гидросистему попадает еще больше стружки.

В среднем JF015E редко выхаживает больше 100 000 км, а первые звоночки раздаются уже на 20 000–30 000 км. Ремонт чаще всего является нецелесообразным. За него редко берутся даже независимые СТО. Единственный разумный выход – купить новый вариатор.

В ПОТЕ ЛИЦА

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Автопроизводители часто недооценивают важность системы охлаждения вариатора. На некоторых машинах (например, на нынешнем Murano) нет полноценного радиатора, а на других он размещен в неудачном месте – перед передним левым подкрылком. Там он активно забивается грязью и гниет. Причем это касается и свежих, и пожилых моделей. Отказ от установки радиатора на «дореформенных» Аутлендерах нынешнего поколения привел к тому, что вариатор JF011E стал часто перегреваться. В итоге производитель признал просчет и вернул теплообменник.

Достаточная производительность системы охлаждения крайне важна для здоровья вариатора. Благо, на рынке присутствуют различные комплекты радиаторов за приемлемые деньги. Одни наборы предназначены для установки в штатное место – перед подкрылком, а другие – например, перед парой теплообменников двигателя и кондиционера. В зависимости от модели автомобиля монтаж радиатора под ключ стоит от 9000 до 13 000 рублей.

Фрикционные вариаторы с жёсткой связью

Вариатор, в котором крутящий момент с ведущего на ведомое звено передаётся роликами или плоской лентой. Ведущее и ведомое звено в таких вариаторах могут быть расположены по разному.

Фрикционный торовый вариатор

Принципиальная конструкция на иллюстрации. Называется торовым из-за того, что внутренняя рабочая поверхность соосно расположенной пары ведущего и ведомого фрикционных элементов образуют тор (тороид). Передаточным звеном в вариаторе являются ролики с изменяемым углом наклона к оси вращения пары основных фрикционных элементов. Количество роликов — 2 и более.

Передаточное отношение изменяется посредством синхронного регулирования угла наклона оси передаточных роликов. В случае если оси вращения дисков и роликов перпендикулярны, то вариатор работает как прямая передача. Наклон оси роликов в ту или другую сторону даёт повышающую или понижающую передачу. Диапазон регулирования обычно симметричен относительно прямой передачи. Реверс невозможен.

Применяются в автомобилестроении, в бесступенчатых автоматических трансмиссиях дорожных легковых автомобилей с относительно мощными моторами.

Фрикционный многодисковый вариатор с роликом

Заблуждение 3. У вариатора не может быть гидротрансформатора. Он же вариатор!

На всех автомобилях с вариатором, которые продаются в России, имеется также и гидротрансформатор. Всегда первым крутящий момент от мотора воспринимает именно гидротрансформатор, как у классического автомата. Именно он и проскальзывает, когда мы стоим в пробке, а селектор коробки передач при этом находится в положении D. В мире было несколько моделей вариаторов, у которых вместо гидротрансформатора использовалось «мокрое» сцепление. Их раньше устанавливали на японские автомобили для внутреннего рынка.

Фрикционная бесступенчатая трансмиссия

Принцип действия бесступенчатой трансмиссии с клиновой цепью.

Читайте также:  LADA Vesta Cross

Тороидная вариаторная трансмиссия системы Хейса, устанавливалась на автомобили марки Austin. Середина 1930-х.

В основе большинства современных автомобильных вариаторов — клиноременная передача. Левая боковина на ведущем шкиве и правая на ведомом подвижные. Зазор между боковинами в простейшем случае определяется центробежным регулятором, также могут применяться нагрузочные муфты. При повышении частоты вращения двигателя и ведущего вала боковины ведущего вала сдвигаются, тем самым посадочный диаметр шкива увеличивается, а коэффициент передачи — уменьшается.

Ременная передача целесообразна для мопедов и автомобилей особо малого класса; для более тяжёлых машин применяется цепная передача на том же конструктивном принципе.

Такая трансмиссия сама по себе не может ни стоять на месте, ни двигаться задним ходом — потому в большинстве автомобилей с вариаторами имеются гидротрансформатор и один планетарный ряд. Существует гибрид вариатора и робота — вариатор со сцеплением. В мопедах — автоматическое (центробежное) сцепление.

Вариатор в качестве трансмиссии на колёса применяется широко:

Вариатор применяется нечасто:

Вариатор не применяется:

История вариаторных трансмиссий

Первая бесступенчатая трансмиссия была запатентована в 1886 году. С 1950-х годов бесступенчатые трансмиссии широко применялись для бортовых авиационных электрогенераторов, приводимых в действие вспомогательными двигателями.

Первая автомобильная бесступенчатая трансмиссия c резиновыми клиновыми ремнями была применена в малогабаритных голландских автомобилях DAF (DAF 600), а после продажи отделения DAF, выпускавшего пассажирские автомобили, патент унаследовала Volvo.

В 1987 году клиновые вариаторы с цепным приводом были запущены в массовое производство Ford и FIAT (Ford Fiesta, FIAT Uno). В то же время Subaru наладило производство своей CVT, которую поставляло и поставляет другим автопроизводителям.

В конце 1990-х годов вариаторы начали устанавливать и на машины среднего класса, взамен традиционных гидромеханических АКПП.

Заблуждение 8. Вариатор ненадежен и неремонтопригоден

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Нет более страшного и распространенного мифа о вариаторах. Но на самом деле годы эксплуатации и машины с большими и очень большими пробегами доказывают обратное. Большинство вариаторов ходит по 150 000 км и более. Проблемы возникают или у любителей «поджиповать», или у стритрейсеров. Вариатор живет дольше при спокойной манере вождения, без экстремальных ускорений. А еще в нем надо регулярно менять рабочую жидкость. Только при этих условиях вариатор можно поставить в один ряд с гидромеханическими автоматами по части надежности. Также не забывайте следить за чистотой радиаторов, охлаждающих рабочую жидкость вариатора. В морозы вариатор, как и сам двигатель, желательно прогревать. В месте, где соприкасаются конусы и ремень, жидкость начинает нормально работать только при температуре, близкой к рабочей. При холодной жидкости будет наблюдаться проскальзывание, которое вызовет задиры на поверхности конусов и ремня.

Предположим, вариатор начал подавать первые признаки износа. Появились рывки при движении, скрежет на небольшой скорости, не совсем ровный разгон, и вообще поведение вариатора изменилось. Если затеять ремонт на ранней стадии повреждения основных деталей, то можно обойтись сравнительно недорогим ремонтом. Конечно, ремонт вариатора недешев, но обычно получается уложиться в 50 000 – 70 000 рублей. Это сумма подразумевает замену ремня, шлифовку или замену конусов, замену подшипников и проверку клапана насоса. Простые гидромеханические автоматы в большинстве случаев отремонтировать дешевле.

Роботизированная коробка передач

Роботы бывают двух типов – с одним сцеплением и с двумя. По сути, это механические коробки, сцеплением и переключениями в которых управляют автоматика и электроника. Робот с одним сцеплением медлителен, а при переключениях автомобиль с ним «клюет носом», если водитель не успевает приотпустить в этот момент педаль газа. Вопреки ожиданиям, некоторые роботы с одним сцеплением не очень надежны. Зато дешевы.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Робот с двумя сцеплениями гораздо расторопнее – он всегда держит следующую передачу наготове, из-за чего переключения происходят моментально и незаметно. Есть варианты с мокрым или менее надежным сухим сцеплением. Главная особенность всех роботов – они не любят езду по городу с частыми остановками в пробках и на светофорах.

Подробности детального сравнения с указанием степени надежности различных коробок, устанавливаемых на популярные в России автомобили Hyundai/Kia, Renault, Nissan, Subaru и Аudi, а также Volkswagen и Lada, — в июньском выпуске журнала «За рулем» (уже в продаже).

Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!

За рулем в Дзен

Заблуждение 4. Если ехать «на круизе», то вариатор будет работать с постоянным передаточным отношением

Это неверно. При движении на круиз-контроле с постоянной скоростью вариатор даже на небольшом подъеме будет менять передаточное отношение, увеличивая обороты двигателя. Круиз-контроль с гидромеханическим автоматом прибавил бы газу, то есть открыл дроссельную заслонку, а обороты двигателя при этом остались бы неизменными.

Третьим будешь

На смену десятому семейству пришла серия CVT8. Это вариаторы третьего поколения. На нашем рынке оно представлено моделями JF016E и JF017E. Несмотря на полноценную смену поколения, новые вариаторы построены на базе прародителей.

Вариатор JF016E сменил «старичка» JF011E и унаследовал его моторную гамму. Среди его носителей, к примеру, Nissan Qashqai и X‑Trail новой генерации. Аналогично поменялись местами серии JF017E и JF010E – новый вариатор прописался под капотом свежих кроссоверов Nissan Pathfinder и Murano, а также Infiniti QX60/JX35.

Агрегаты третьего поколения отличаются друг от друга сильнее, чем предшественники. Усиление элементов вариатора JF017E для переваривания более высокого крутящего момента потребовало применения штифтового ремня (так называемой цепи), а у JF016E остался привычный пластинчатый.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Сердце вариатора JF017E: конусы и штифтовой ремень (так называемая цепь). На конусах есть неглубокие задиры, поэтому их отправят на шлифовку. Штифтовые ремни для Jatco делает компания LUK, они стоят около 20 000 рублей.

Конструктивная основа семейства CVT8 двояка. На одном полюсе – упрощенное ради удешевления производства «железо» от десятой серии, а на другом – чрезмерное усложнение системы управления. И то и другое привело к заметному, в полтора-два раза, сокращению ресурса агрегатов. Однако вариаторы CVT8 сохранили ремонтопригодность. Стоимость их полноценного восстановления даже ниже, чем у представителей десятого семейства, и обычно не превышает 150 000 рублей.

Гидроблок – самый прихотливый узел CVT8. Производитель максимально сэкономил на «железной» основе и убрал шаговый электромотор, который на вариаторах десятого семейства управлял давлением масла для изменения передаточного отношения в конусах. Конструкцию гидроблока изменили, применив дополнительные соленоиды нового типа. Причем и здесь производитель пожадничал, выбрав более дешевые в изготовлении соленоиды, которые на выходе имеют разные параметры. Поэтому с новым вариатором или гидроблоком идет диск с индивидуальными калибровками для каждого клапана. Если не прописать их в блоке управления агрегатом, то вариатор будет работать некорректно либо машина вообще не поедет.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Закономерно, что такой мудреный гидроблок не всегда долго работает исправно. Давление масла в различных режимах выходит за допустимые пределы, и запускается цепная реакция. Металлическая пыль из-за проскальзывания ремня разносится по всей гидросистеме и убивает вариатор.

Ремонт неисправного гидроблока невозможен. Использовать бэушные/новые соленоиды или узел в сборе также не получится, потому что нельзя найти соответствующие калибровки. На разборке нужно покупать гидроблок вместе с блоком управления вариатором, и чтобы они обязательно были от одной машины.

В остальном особенности ремонта у вариаторов CVT8 и десятого семейства одинаковые. К примеру, в моделях JF016E и JF017E использован практически такой же масляный насос, поэтому возможна замена изношенного редукционного клапана.

НА УПРЕЖДЕНИЕ

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

В политике регламентного обслуживания давно сложилась неоднозначная ситуация. Компания Jatco предписывает обязательную периодическую замену масла в своих вариаторах, а автопроизводители частенько заявляют, что жидкость рассчитана на весь срок службы агрегатов. В этом вопросе представители дилерских и независимых техцентров единодушны: масло необходимо обновлять. Jatco рекомендует делать это через каждые 60 000 км в обычных условиях эксплуатации, а в тяжелых – еще и сокращать этот интервал. Такой подход гарантированно продлевает ресурс.

В вариаторах Jatco используется два масляных фильтра. Фильтр грубой очистки, расположенный в поддоне, при обновлении масла достаточно промыть. В зависимости от модели вариатора одноразовый бумажный фильтр тонкой очистки стоит в навесном теплообменнике или в отдельном корпусе в торце агрегата. Сервисмены советуют использовать только оригинальное масло. Все вариаторы Jatco очень чувствительны к неизбежному смешиванию жидкостей с разными пакетами присадок.

Когда вариатор начинает хандрить (появляются рывки, пинки, падает динамика разгона), бесполезно менять в нем масло в надежде исправить ситуацию. Обычно такие симптомы говорят о существенном механическом износе элементов и необходимости ремонта. При этом всяческие аварийные режимы работы вариаторов задействуются, когда дело уже совсем плохо (например, началась пробуксовка ремня). Важно не откладывать визит в сервис. Своевременное обращение иногда существенно снижает итоговую стоимость ремонта, ­поскольку удается спасти некоторые элементы.

Читайте также:  Шины Лада Веста СВ Кросс — выбор зимней и летней резины, размер и давление

Эволюция вариаторов Jatco подтверждает общую печальную закономерность: каждое новое поколение становится менее надежным. Утешает лишь то, что бóльшая часть вариаторов этой фирмы ремонтопригодна и пока еще остаются доступными новые агрегаты по разумным ценам.

Благодарим за помощь в подготовке материала московский клубный сервис Nissan – техцентр JNI-Motors (jni-motors.ru).

Заблуждение 6. С вариатором не выбраться из грязи или снега «враскачку»

Вариатор позволяет сравнительно быстрее переключаться с передачи переднего хода на заднюю и обратно. А новые образцы вариаторов, как, например, на Toyota RAV4, имеют механическую первую передачу, что дополнительно облегчает «раскачку», ведь переключение вперед-назад происходит без участия бесступенчатой трансмиссии.

Toyota Direct-Shift CVT

Механико-вариаторный гибрид, призванный побороть главный недостаток вариатора — проблемы со стартом. Состоит из вариатора и стартовой зубчатой передачи, действующей в обход вариатора. Последняя работает в самых сложных для вариатора режимах — старте и вытаскивании из грязи.

E-CVT (планетарно-электрический «вариатор» гибридных автомобилей)

CVT, установленная на автомобиле Toyota Prius, разработчики назвали PSD (Power Split Device, устройство распределения мощности, «трёхходовая муфта»). Построено PSD на основе планетарной передачи, где с «солнцем» соединён генератор, «водило сателлитов» соединено с двигателем, а «коронная шестерня» — с электромотором и колёсами. Поскольку соотношение диаметров (числа зубьев) шестерён планетарной передачи постоянное, планетарная передача делит крутящий момент двигателя внутреннего сгорания в постоянном отношении. Однако мотор-генератор, соединённый с «солнцем» планетарной передачи, может быть больше или меньше нагружен электрическим током.

Управляет этим процессом контроллер гибридной системы автомобиля. Момент торможения и, соответственно, обороты генератора могут изменяться в широких пределах (от −6000 об/мин до +6000 об/мин), то есть генератор может работать и как электромотор. Поэтому скорость вращения колёс автомобиля изменяется плавно, бесступенчато. При этом мощность, получаемая генератором, не пропадает — в виде электрической энергии она поступает на «тяговый» электромотор и, объединяя усилия с моментом двигателя, приводит в движение автомобиль. Такой гибридный привод в целом называется гибридный синергетический привод.

Вариатор отличается плавностью работы – передач здесь нет, а крутящий момент передается через ремень, скользящий по конусам и меняющий соотношение их оборотов. Ресурс вариаторов сопоставим с ресурсом гидромеханических автоматов. Но вариаторы не любят бездорожья и пробуксовок, перегреваются и быстрее выходят из строя. При этом в городе такая коробка незаменима именно благодаря плавности работы из-за отсутствия переключений.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Типы бесступенчатых трансмиссий

Фрикционная бесступенчатая трансмиссия

Гидродинамическая бесступенчатая трансмиссия

Гидрообъёмная бесступенчатая трансмиссия

Электромеханическая бесступенчатая трансмиссия

Любая произвольная комбинация вышеупомянутых типов трансмиссий.

Гидромеханический автомат

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Главной же особенностью автомата является его выносливость: он может не только передавать большой крутящий момент мощного двигателя на колеса, но и пригоден для езды по бездорожью. Сегодня для легковых автомобилей выпускаются не только 4-ступенчатые автоматы, но и 6-ступенчатые, и даже 10-ступенчатые. Чем больше ступеней, тем миниатюрнее механизм и тем меньше у него запас прочности.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Заблуждение 2. В вариаторе установлен ремень

В большинстве конструкций действительно применяется ремень, набранный из большого количества стальных пластин, удерживаемых лентой. Но некоторые производители предпочитают использовать цепь. Выглядит она почти так же, как цепь привода ГРМ двигателя. Только контактирует с конусами. Крутящий момент передают торцы стержней, соединяющих пластины. Такой вариатор называют цепным. Цепные вариаторы используют, например, Subaru и Audi.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

В субаровском вариаторе применен цепной привод. Такая конструкция выдерживает больший крутящий момент, чем способен передать ремень.

Товар массового потребления

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Модели JF010E и JF011E принадлежат к так называемому десятому семейству. Это характерный представитель второго поколения вариаторов Jatco. Младшая модель JF011E идет в паре с атмосферными бензиновыми моторами 2.0 и 2.5, а старшая JF010E – с двигателями 3.5. Конструктивно они идентичны, разница лишь в усилении различных элементов под более высокий крутящий момент. Вариатор JF011E ставили на Nissan Qashqai и X‑Trail предпоследней генерации, а также Mitsubishi Outlander двух последних поколений. Агрегат JF010E полагался, например, кроссоверу Nissan Murano (Z50 и Z51), а также седану Teana (J31 и J32).

Десятое семейство не имеет характерных болячек. Средний ресурс этих вариаторов – 150 000–200 000 км. К концу их жизни наступает общий критический износ элементов – конусов и ремня, подшипников конусов и их посадочных мест в корпусе, клапанов в гидроблоке и масляном насосе.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Новый гидроблок для вариаторов Jatco второго поколения заметно дороже, чем для третьего. Например, для JF010E он обойдется в 70 000 рублей. Это красноречивое подтверждение излишнего упрощения конструкции ответственного узла и удешевления его производства.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

Вопреки расхожему мнению, редукционный клапан масляного насоса не является слабым местом. По крайней мере, он служит не меньше других деталей вариатора. Износ посадочного места клапана в корпусе насоса вызван попаданием металлической пыли на контактные поверхности. В результате он начинает подклинивать, и давление в гидросистеме выходит за пределы нормы. Однако это уже следствие механического износа других элементов вариатора. Металлическая пыль еще до нападения на масляный насос успевает подранить гидроблок и его соленоиды. Из-за этого возникает чрезмерный разброс давления в гидросистеме, который приводит к повышенному износу пары ремень/конусы. Но это не проявляется явно, пока не устанет редукционный клапан. Поэтому упреждающее лечение одного только масляного насоса при появлении первых симптомов недомогания вариатора – это лишь небольшая отсрочка капитального ремонта.

Вариаторы десятой серии ремонтопригодны. Полное восстановление обходится примерно в 150 000–180 000 рублей. Официально Nissan в запчасти поставляет либо новый гидроблок, либо вариатор в сборе. Однако на рынке можно достать некоторые оригинальные запчасти по отдельности, а другие элементы успешно ремонтируют. На рынке можно также заказать через поставщиков новый вариатор по умеренной цене – за 200 000–230 000 рублей. Причем это касается моделей и из других семейств, даже самых новых. Такие предложения можно найти, например, через клубные сервисы.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

«Навесное» оборудование гидроблока от вариатора JF010E: жгут проводов, соленоиды, датчики и шаговый электромотор. Всё это при необходимости можно использовать как добротные бэушные элементы, которые не требуют прописки в блоке управления агрегатом.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

При ремонте ремень меняют на новый, а изношенные конусы, в зависимости от степени повреждений, шлифуют или заменяют бэушными в хорошем состоянии. Обработка конусов дело очень ответственное. На примере вариаторов других производителей можно смело сказать, что такого ремонта часто хватает ненадолго. Однако в отношении вариаторов Jatco он более оправдан. Грамотные сервисмены поручают шлифовку специализированным предприятиям (заводам).

А вот ремонт гидроблоков, как и в случае с другими вариаторами, нецелесообразен. Разве что поменять пару неисправных соленоидов на рабочие бэушные или новые.

Оригинальные подшипники конусов доступны как запчасти. А их изношенные посадочные поверхности в полукорпусах вариатора реанимируют, устанавливая чугунные гильзы. Эту работу также поручают заводам.

Модели JF010E и JF011E считаются довольно надежными на фоне аналогичных вариаторов других производителей. Однако, если сравнить их с предшественниками первого поколения (серия RE0F06A), имевшими отличную репутацию, картина станет менее радужной. Выяснится, что вариаторы второй генерации просели по ресурсу почти в два раза! Сказывается общая тенденция современного автопрома к упрощению (в плохом смысле) удачных конструкций и удешевлению производства. Например, по характеру износа различных элементов хорошо видно, что в вариаторах второго поколения использован металл более низкого качества.

А вот и один реальный недостаток

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

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

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.

Заблуждение 7. У вариатора нет ступеней

И да, и нет одновременно. Этот постулат опровергают коробки передач, в которых есть и ремённый вариатор, и двухступенчатый редуктор. Впервые наши автолюбители увидели его на Nissan Juke, а теперь он добрался и до Лады Весты. Его производит фирма Jatco (Япония), индекс – JF015E. Суть в том, что вариатор обеспечивает примерно половину всего скоростного диапазона на первой передаче, и затем, при переходе на вторую, опять реализует свой диапазон. Таким образом, передач, в классическом понимании, у этого вариатора две. Но большинство подобных трансмиссий обучены также имитировать пять или шесть передач с помощью электроники. Эти передачи, безусловно, «не настоящие», виртуальные.

Читайте также:  Замена передних тормозных колодок Лада Веста (Lada Vesta)

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

На новейшем тойотовском вариаторе Direct Shift-CVT используется первая передача с шестеренчатым зацеплением, а затем подключается ремень с конусами.

Заблуждение 1. В вариатор залито масло на весь срок службы

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостаткиВсё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки

В одной фразе содержатся две неточности. Во-первых, жидкость, залитую в вариатор, не стоит называть маслом. Так же как в классической автоматической коробке используется жидкость ATF, так и в вариаторах используется жидкость со своим набором характеристик. Да, смазка в этом перечне присутствует, но это не основное предназначение такой жидкости. К примеру, рабочая жидкость для вариатора под давлением увеличивает коэффициент трения в месте контакта конуса с ремнем вариатора. Разве обычное масло способно на это? Конечно, нет.

В классических автоматах больше изнашиваются неметаллические накладки фрикционов. А в вариаторе — стальные конусы и ремень. Стальная пыль мешает работе клапанов, она может оставить систему без давления жидкости, которое необходимо для работы всей автоматики коробки. Поэтому замена жидкости раз в 60 000 км необходима. Заодно чистят от продуктов износа улавливающие магниты и меняют фильтр.

Всё о вариаторе. Конструкция, преимущества и недостатки.

В последние годы производители всё чаще стали устанавливать на свои автомобили бесступенчатые коробки передач, которые нередко обозначают аббревиатурой CVT. Она расшифровывается как «Continuously Variable Transmission», что можно перевести с английского как «постоянно изменяющаяся передача». Как и у любого другого типа трансмиссии, вариатор имеет свои преимущества и недостатки.

Интересно, что вариатор как таковой был изобретен даже раньше обычного «автомата». Соответствующий патент был получен еще в конце XIX века. Изначально такая коробка передач в автопроме не применялась — ее использовали в промышленных станках.

А вот на автомобиль вариатор впервые поставили лишь в 1950-ых гг. Первопроходцем стала голландская фирма DAF, которая в середине прошлого века выпускала не только грузовики, но и легковушки. В дальнейшем применять CVT начали и другие компании.

Более-менее популярным вариатор стал лишь в последние годы. Впрочем, до «мейнстрима» ему еще далеко: в процентном соотношении доля таких коробок на рынке все равно остается относительно небольшой — в лидерах механика и классический автомат.

В салоне машин с вариатором установлен такой же рычаг или селектор, как и у автомобилей с АКПП. Разница между этими коробками заключается прежде всего в принципе работы и конструкции.

А конструкция вариатора весьма необычная: вместо классических зубчатых колес здесь используется либо стальной ремень, либо цепь. К слову, все представленные на рынке CVT-коробки условно делятся на две основные группы — клиноремные и клиноцепные.

Главной конструктивной особенностью вариатора СВТ является отсутствие фиксированных передач как таковых: изменения передаточного отношения происходит плавно и незаметно за счет упомянутого ремня / цепи, который вращается по специальным коническим шкифам в разных положениях. Крутящий момент при этом непрерывно подается от мотора к колесам.

Также в конструкции бесступенчатых трансмиссий задействован и гидротрансформатор, который в первую очередь необходим для стартов с места. Впрочем, используют последний далеко не все производители (например, у коробок Multitronic от Audi его нет — вместо него применяются двухмассовый маховик и пакет сцеплений).

Заметим, что в последние годы на рынке также появились вариаторы с несколькими «виртуальными» передачами, которые существуют исключительно на программном уровне. Каждая из них «привязана» к какому-либо определеннному взаимному положению колес. Переключаться между ними можно, например, с подрулевых лепестков.

Виртуальные передачи могут быть полезны в определенных ситуациях. Например, при движении по заснеженной дороге, когда водителю нужна максимальная тяга и не важна скорость.

Преимущества вариатора

За счет полного отсутствия переключения скоростей машины с CVT едут максимально плавно. При движении нет ни рывков, ни провалов, ни задержек, что положительно сказывается на комфортабельности поездок.

Разгон машин оснащенных СВТ более динамичный по причине отсутствия все тех же переключений передач, которые у обычных трансмиссий неизбежно сопровождаются разрывами потока мощности.

При выжатой в пол педали газа вариатор постоянно поддерживает максимальные обороты двигателя. За счет этого водитель всегда имеет на колесах максимальную мощность. Также при динамичном разгоне наблюдается лучшее сцепление с дорогой.

Двигатель в машинах с CVT имеет более высокий ресурс, так как работает в менее сложных условиях (нет повышенной нагрузки при переключении на пониженную передачу). А еще у вариатора более высокий КПД (на 5-10% по сравнению с другими автоматическими типами КПП).

За счет этого машины с бесступенчатыми коробками демонстрируют более низкий расход топлива, чем аналоги с другими трансмиссиями. Это обусловлено бесконечным количеством передач и минимальным механическим сопротивлением.

Недостатки вариатора

Преимуществ CVT хватает, поэтому возникает вопрос — так почему же данный вид трансмиссии не пользуется широкой популярностью? На это есть сразу несколько причин.

Во-первых, далеко не всех водителей устраивает поведение, которое демонстрирует автомобиль с вариатором. Да, такие машины несколько динамичнее машин с традиционными АКПП, однако сам разгон воспринимается более монотонным, да и быстро ускориться с ходу (например, для обгона на трассе) куда сложнее.

Во-вторых, обслуживание машин с CVT обходится несколько дороже. Обусловлено это тем, что межсервисный интервал вариатора не очень большой, при этом в коробке используются особые смазочные материалы, стоимость которых выше стоимости обычного масла.

В-третьих, нельзя не отметить, что вариаторы не любят бездорожья и пробуксовок. Эксплуатация такой коробки в сложных условиях чревата ее перегревом и выходом из строя.

В-четвертых, из-за конструктивных особенностей вариатор имеет ряд серьезных ограничений. В частности, он не способен работать с высоким крутящим моментом, из-за чего подходит для движков с крутящим моментом не более 350-400 Нм (хотя эти показатели вполне солидные).

О надежности CVT

Главным же образом автомобилисты стараются избегать машин с вариатором из-за их ненадежности. Несмотря на относительную простоту конструкции, CVT-коробки склонны к различным болячкам и поломкам.

Особенно плохая репутация у моделей от немецких производителей (например, коробка Multitronic от Audi). В свою очередь вариаторы японской фирмы Jatco в народе считаются достаточно надежными. Меньше же всего проблем водителям создают CVT-трансмиссии от Toyota, которые также ставят на модели премиум-бренда Lexus.

Заметим, что у современных вариаторов существуют проблемы как по механической части (например, выход из строя ремня / цепи), так и по аппаратной. Дело в том, что электронный блок управления бесступенчатой коробки ориентируется на показания многочисленных электронных датчиков. Выход любого из них неизменно отражается на работоспособности трансмиссии.

Говоря о надежности вариаторов, нельзя не отметить, что на рынке также наблюдается определенный дефицит запасных частей для таких коробок. А еще далеко не все механики охотно берутся за ремонт СВТ.

Иначе говоря, даже незначительная поломка может доставить водителю немало головной боли, так как ему придется не только заморочиться с поиском запчастей, но и квалифицированных специалистов, готовых выполнить ремонт.

Фрикционные вариаторы с гибкой связью

Вариатор, в котором крутящий момент с ведущего на ведомое звено передаётся гибкой связью в виде ремня или цепи. Ведущее и ведомое звено всегда расположены на параллельных осях.

Вариатор с широким клиновым ремнём

Фрикционный вариатор с гибкой связью и 4 подвижными конусными дисками

Paботa клиноременного и клиноцепного вариаторов. Передаточное отношение в пределах диапазона регулирования здесь изменяется посредством взаимообратного изменения расстояния между парой соосных дисков

Применяются в различных технологических машинах (в том числе станках). Применяются в качестве основного узла, осуществляющего бесступенчатое изменение крутящего момента и частоты вращения в автоматических бесступенчатых трансмиссиях дорожных автомобилей и мототехники (в основном с моторам относительно небольшой мощности). Работа вариатора в автомобилях обычно полностью автоматизирована.

Позволяют передавать большие значения крутящего момента, чем вариаторы с клиновым ремнём. Широко применяются в автомобилестроении, в бесступенчатых автоматических трансмиссиях дорожных легковых автомобилей.

Фрикционный конусный вариатор

Оцените статью!