Свт что это в автомобиле
Что такое вариатор CVT, вариаторная коробка передач
Есть поговорка – “старого пса не научишь новым трюкам”. Но про вариаторную трансмиссию (Continuously Variable Transmission, CVT), изобретённую Леонардо да Винчи еще 500 лет назад, и постепенно вытесняющую автоматическую коробку передач так сказать нельзя.
Первый патент на вариатор был оформлен в 1886 году, но с тех пор технология значительно продвинулась вперед. Сегодня несколько крупнейших автопроизводителей (таких как General Motors, Audi, Honda, Nissan, Toyota и др.) проектирует свои автомобили на основе вариаторной трансмиссии.
В отличие от традиционных автоматических трансмиссий, в вариаторе нет коробки передач с заданным количеством ступеней. Самый известный тип вариатора работает на основе ворота, позволяющего без использования жестко заданных передач установить любой коэффициент передачи крутящего момента.
Если вас смущает слово “передача”, которую продолжают использовать при описании CVT трансмиссий, то напомним, что в широком смысле “передача” – это отношение скорости колёсного вала к скорости двигателя. И хотя в вариаторе отсутствуют ступени, термин “передача” продолжают использовать из удобства.
Вариатор CVT на основе ворота (Pulley-based CVT)
Вариатор CVT на основе ворота
По сравнению с обычной трансмиссией, в которой используется достаточно сложное сочетание шестерней, тормозов, захватов и управляющих устройств, вариатор – образец простоты.
В большинстве вариаторных трансмиссий есть три компонента
Входной “движущий” ворот с изменяемым диаметром
Выходной “движимый” ворот с изменяемым диаметром
Металлический или резиновый ремень
Кроме того, в CVT используется множество микропроцессоров и сенсоров, но эти три элемента ключевые.
Ворот с изменяемым диаметром – сердце вариатора. Такой ворот состоит из двух 20 градусных конусов, направленный остриями друг к другу. В желобе между конусов протянут ремень. Обычно используются V-образные ремни, если они изготовлены из резины.
Когда конусы расположены дальше друг от друга и ремень находится в нижней части желоба, радиус петли уменьшается. Когда конусы расположены ближе друг к другу, ремень располагается выше, и, следовательно, радиус увеличивается. В вариаторах для изменения расстояния между половинками ворота используют гидравлический пресс, центробежную силу или пружины.
Вороты с изменяемым диаметром используются парами. Один ворот, называемый “движущим” (drive pulley или driving pulley), подсоединён к коленчатому валу двигателя. Так же иногда используют слово “входной” т.к. через него в трансмиссию поступает энергия от двигателя. Второй ворот, называемый “движимым” (driven pulley), передает крутящий момент колесному валу. Поэтому, его можно назвать “выходным” воротом.
Что бы сохранить натяжение ремня, когда один ворот увеличивает радиус, второй одновременно его уменьшает. Изменяя радиус воротов относительно друг друга, можно получить бесконечное количество ступеней. Например, когда радиус “движущего” ворота уменьшен, а “движимого” увеличен, то скорость вращения снижается и мы получаем пониженную передачу. Если радиус увеличен на “входном” вороте, а на втором снижен, то скорость вращения увеличивается и получается повышенная передача.
Простота и отсутствие ступеней делают CVT трансмиссию идеальной для многих видов техники, а не только автомобилей. Например, уже долгое время вариаторы используется в промышленных прессах, тракторах и скутерах. Во всех этих случаях в вариаторе использовались ремни из плотной резины, которые могли скользить и растягиваться, снижая эффективность.
Использование новых материалов позволяет сделать вариаторы еще более надежными и эффективными. Одним из важнейших моментов стало использование металлических ремней для соединения воротов. Эти ремни состоят из нескольких тонких стальных полос (обычно 9 или 12), скрепленных металлическими зажимами. Металлические ремни не скользят и отличаются высокой прочностью, позволяя использовать вариаторы с двигателями высокой мощности. Кроме этого трансмиссия с такими ремнями работает тише.
Поскольку вариаторы располагают бесконечным числом передач, они позволяют двигателю работать на наиболее выгодных режимах – нужна ли нам (на светофорных гонках) максимальная мощность, или, напротив, плавность и наименьший расход топлива (при спокойной езде). Потому модели с вариаторами отличает, при прочих равных, высокая экономичность, сочетающаяся с не менее приличной динамикой.
Кстати, в последнее время наметилась тенденция к росту числа передач у классических автоматов. В последних моделях встречается уже 8 передач (на легковой, заметим, машине). И делается это именно для сочетания высокой динамики и экономичности. Скоро увидим автоматы с десятью ступенями или даже с двенадцатью? А вот вариаторы уже находятся там, куда обычные автоматы с их переключаемыми планетарными рядами никогда не придут. Ведь число передач у вариатора бесконечно.
Коробка передач CVT — что это такое?
При покупке современного автомобиля многие задаются проблемой выбора коробки передач. Если механическая и автоматическая трансмиссии используются в автопроизводстве уже долгие годы и хорошо известны всем автолюбителям, то CVT коробки появились на машинах относительно недавно и незнакомы многим автомобилистам. Так что такое коробка передач cvt: каков ее принцип работы, в чем недостатки и преимущества?
Принцип работы коробки передач CVT
Название коробки передач CVT – это ничто иное, как аббревиатура от английского словосочетания Continuously Variable Transmission, что дословно можно перевести, как непрерывно изменяющая передачи. Такой механизм еще называют вариатором или бесступенчатой трансмиссией. Основное отличие от других видов коробок заключается в отсутствии конечного числа фиксированных положений с разными передаточными числами.
Читайте также: Чем отличается вариатор от автоматической коробки и что лучше.
Строго говоря, вариатор уже давно использовался на различных технических устройствах и транспортных средствах. К ним можно отнести: бензопилы, снегоходы и некоторые станки. Вся эта техника не обладает той мощностью, которая есть у автомобиля, и вариаторы в ней не подвергаются большим нагрузкам. Для установки на современные машины нужен был совершенно иной тип механизма, который был бы способен справляться с поставленными задачами. В результате долгих поисков, инженеры решили эту задачу.
Современная бесступенчатая трансмиссия представляет собой два шкива, соединенных между собой ременной передачей. Ремень изготовлен из сверхпрочных металлических сегментов клиновидной формы, нанизанных на жгут из износостойкого металла. Ведущий шкив соединен с коленчатым валом двигателя, а ведомый через приводные валы с колесами автомобиля. Это самая простая из всех конструкций КПП. При изменении оборотов двигателя и других параметров, диаметр ведущего шкива тоже изменяется, натягивая или ослабляя клиновидный ремень, что приводит к изменению передаточного числа. Размер ведомого шкива также не постоянен, но только за счет инерции и установленных в нем пружин. Всем этим процессом руководит «умная «электроника».
Вариатор в разрезе
Благодаря такому нехитрому устройству, трансмиссия, оборудованная вариатором, позволяет добиться абсолютной плавности хода, независимо от скорости оборотов коленчатого вала. Коробка передач CVT лишена такого понятия, как передача. Передаточное число при движении автомобиля меняется каждую секунду. При этом электроника выбирает оптимальные его параметры с большой точностью. Эти свойства коробки передач породили определенные особенности поведения автомобиля с CVT трансмиссией. Некоторые из них являются преимуществами данного вида трансмиссии, другие ее недостатками.
Основный достоинства и недостатки коробки передач CVT
Принцип бесступенчатости позволил добиться тех положительных результатов, к которым стремились инженеры, создавая вариатор для автомобиля. К ним можно отнести следующее:
При всех своих преимуществах, вариатор пока не пользуется большой популярностью у водителей, так как они относятся к нему с некоторой опаской. Причиной тому служат следующие недостатки:
Как видно из перечисленных преимуществ и недостатков, сделать выбор в пользу бесступенчатой трансмиссии можно только определившись с тем, что для нас важно в автомобиле, какой стиль вождения для нас приемлем.
Что такое коробка CVT, и чем она отличается от традиционной трансмиссии?Такой вопрос может заинтересовать как уже существующих автовладельцев с данным видом передачи крутящего момента так и будущих. Данный тип коробки передач подразумевает отсутствие фиксированных передаточных чисел. Это дает плавность хода, а также позволяет использовать двигатель в оптимальных режимах. Другое название такой коробки — вариатор. Далее рассмотрим плюсы и минусы коробки передач CVT, нюансы ее использования, а также отзывы автомобилистов, уже являющихся владельцами машин с бесступенчатой трансмиссией.
Определение
Аббревиатура CVT (Continuously Variable Transmission — англ.) переводится как «постоянно изменяемая передача». То есть, ее конструкция подразумевает возможность плавного изменения коэффициента передачи между ведущим и ведомым шкивами. Фактически это означает, что коробка CVT обладает множеством передаточных чисел в определенном диапазоне (границы диапазонов задают минимальный и максимальный диаметры шкивов). Эксплуатация вариатора во многом схожа с использованием автоматической коробки передач. Об их отличиях вы можете почитать отдельно.
На сегодняшний день существуют следующие типы вариаторов:
Самым распространенным типом коробки CVT является фрикционный клиноременной вариатор. Это обусловлено относительной простотой и надежностью его конструкции, а также удобством и возможностью использования в автомобильной трансмиссии. На сегодняшний день преобладающее большинство автопроизводителей, выпускающих машины с коробкой CVT, используют именно клиноременные вариаторы (исключение составляют некоторые модели “Ниссан” с коробкой CVT тороидального типа). Далее рассмотрим конструкцию и принцип действия клиноременного вариатора.
Работа коробки CVT
Клиноременной вариатор состоит из двух основных частей:
По мере того, насколько близко находятся друг к другу соосные конусы, диаметр окружности, которую описывает ремень, уменьшается или увеличивается. Перечисленные части являются исполнительными механизмами CVT. А управляет всем электроника на основе информации, поступающей от многочисленных датчиков.
Принцип работы вариатора
Устройство бесступенчатой CVT трансмиссии
Так, если диаметр ведущего шкива будет максимальным (его конусы будут расположены максимально близко друг к другу), а ведомого минимальным (его конусы максимально разойдутся), то это означает, что включена самая «высокая передача» (соответствующая 4-ой или 5-ой передаче в традиционной трансмиссии). И наоборот, если диаметр ведомого шкива будет минимальным (его конусы разойдутся), а ведомого максимальным (его конусы сомкнутся), то это соответствует «самой низкой передаче» (первой в традиционной трансмиссии).
В связи с проектными особенностями конструкции вариатор можно использовать лишь на сравнительно небольших машинах (с мощностью двигателя до 220 л.с.). Это связано с большими усилиями, которые испытывает ремень во время работы. Процесс эксплуатации автомобиля с трансмиссией CVT накладывает некоторые ограничения на водителя. Так, нельзя резко стартовать с места, долго ехать на максимальной или минимальной скорости, буксировать прицеп, ездить по бездорожью.
Плюсы и минусы коробок CVT
Как и всякое техническое устройство, вариаторы имеют свои преимущества и недостатки. Но справедливости ради необходимо учесть, что в настоящее время автопроизводители постоянно совершенствуют эту трансмиссию, поэтому со временем картина наверняка изменится, и недостатков у вариаторов будет меньше. Однако на сегодняшний день коробка передач CVT имеет следующие плюсы и минусы:
| Преимущества | Недостатки |
| Вариатор обеспечивает плавность набора скорости без рывков, характерных для МКПП или АКПП. | Вариатор сегодня устанавливают на машины с мощностью двигателя до 220 л.с. Это связано с тем, что очень мощные моторы оказывают чрезмерное воздействие на приводной ремень (цепь) вариатора. |
| Более высокий коэффициент полезного действия. Благодаря этому экономится топливо, а мощность двигателя быстрее передается на исполняющие механизмы. | Вариатор очень чувствителен к качеству трансмиссионного масла. Как правило, необходимо покупать только оригинальные качественные масла, которые гораздо дороже их бюджетных аналогов. Кроме этого, менять масло надо чаще, чем в традиционной трансмиссии (примерно через каждые 30 тысяч километров пробега). |
| Значительная экономия топлива. Она становится результатом высокого КПД и плавного набора оборотов двигателя и скорости (в традиционной трансмиссии значительный перерасход происходит во время переключения передач). | Сложность устройства вариатора (наличие “умной” электроники и большого количества датчиков) приводит к тому, что при малейшей поломке одного из многочисленных узлов вариатор будет автоматически переведен в аварийный режим или выведен из строя (принудительно или аварийно). |
| Высокая экологичность, которая является результатом меньшего расхода топлива. А это означает, что машины, оборудованные вариатором, удовлетворяют современным высоким европейским требованиям экологичности. | Сложность ремонта. Зачастую даже незначительные проблемы с эксплуатацией или ремонтом вариатора способны привести к ситуации, когда трудно найти мастерскую и специалистов по ремонту этого агрегата (особенно это актуально для небольших городов и поселков). А стоимость ремонта вариатора куда выше, чем традиционных МКПП или АКПП. |
| Электроника, которая управляет вариатором, всегда выбирает оптимальный режим работы. То есть, трансмиссия всегда работает в наиболее щадящем режиме. Соответственно, это положительно сказывается на износе и сроке эксплуатации агрегата. | На машине с вариатором нельзя буксировать прицеп или другое транспортное средство. |
Возможные проблемы эксплуатации
На практике владельцы автомобилей, оборудованных трансмиссией CVT сталкиваются с тремя основными проблемами.
Редукционные насос и клапан
Дополнительные сведения о вариаторе
Многие специалисты считают, что коробка передач CVT (вариатор) — это наиболее совершенный вид трансмиссии на сегодняшний день. Поэтому есть все предпосылки к тому, что вариатор постепенно вытеснит АКПП, как последняя уверенно вытесняет МКПП со временем. Однако, если вы решите купить машину, оборудованную вариатором, то вам необходимо помнить следующие важные факты:
Перед покупкой машины с коробкой CVT вам необходимо быть готовым к условиям ее эксплуатации. Она обойдется вам дороже, однако это стоит того удовольствия и комфорта, который предоставляет вариатор. Тысячи автомобилистов на сегодняшний день пользуются вариаторной трансмиссией, и их количество только растет.
Отзывы о CVT коробке передач
Напоследок мы собрали для вас реальные отзывы владельцев автолюбителей, чьи машины оборудованы вариатором. Представляем их вашему вниманию с тем, чтобы у вас сложилась максимальная четкая картина о целесообразности выбора.
| Положительные отзывы | Отрицательные отзывы |
| К вариатору надо привыкнуть. У меня было субъективное впечатление, что как только отпустишь газ, то машина останавливается гораздо быстрее чем на автомате (скорее всего так, торможение двиглом происходит). Вот это мне было необычно, я люблю до светофора докатываться. А из плюсов — на двигле 1.5 динамика чумовая (не по сравнению с Супрой, а по сравнению с обычными машинами с 1.5) и расход топлива небольшой. | Все кто хвалят вариатор, никто не может вменяемо объяснить, чем он лучше современной, тоже плавной 6-7ми ступенчатой настоящей гидромеханики, т.е ответ прост ничем, даже хуже (написано выше в статье). Просто эти люди купили вариатор не потому, что он лучше автомата, а потому, что тот авто, который они решили купить не шёл с настоящим автоматом. |
| Вариатор экономичнее автомата (сравниваю не с селикой а с любой другой машиной с движком 1.3 | Вариатор не вселяет надежд. Интересная, конечно, разработка. Но, учитывая, что весь мировой автопром уходит от улучшения надёжности в современных агрегатах, то от от вариков (впрочем, как и от роботов) ничего ждать не приходится. Разве что переходить на потребительское отношение к авто: купил, 2 года покатался по гарантии, слил, купил новую. К чему нас и ведут, собственно. |
| Плюсы — более быстрый и уверенный разгон по сравнению с автоматами и механикой ( если на механике не мастер спорта по автогонкам). Экономичность.( Фит-5,5 л, Интегра-7 л, обе по трассе) | Зачем нужен вариатор, когда давно изобретён «классический» автомат — плавный и супернадёжный? Напрашивается только один вариант — чтобы уменьшить надёжность и наварится на продаже з/ч. И так типа, 100тыс. машина проехала — всё, пора на помойку. |
| Прошлую зиму ездил на цивике с вариатором, никаких проблем на гололеде не было. Вариатор действительно экономичнее и динамичнее автомата. Главное чтобы он достался тебе в хорошем состоянии. Ну а немного более дорогое обслуживание это плата за удовольствие от вождения | Короче, вариатор = геморрой, маркетинговая мулька для одноразовых автомобилей. |
| Седьмой год на вариаторе — полет отличный! | Старый автомат надежен как ак47, нафик эти варики |
Как видите, большинство людей, хотя бы один раз попробовавших ездить на вариаторе, по возможности не отказываются далее от этого удовольствия. Однако выводы делать лишь вам.
Итоги
Вариатор хотя и более сложный и дорогой в обслуживании, но все же на сегодняшний день является самой лучшей трансмиссией для машин с двигателем внутреннего сгорания. А со временем цена на автомобили, оборудованные им, будут лишь снижаться, а надежность такой системы расти. Поэтому описанные ограничения будут убраны. Но на сегодняшний день не забывайте о них, и используйте автомобиль в соответствии с рекомендациями производителя, и тогда коробка СВТ будет также долго служить верой и правдой как и сам автомобиль.
Без ступеней и проблем: почему Renault выбирает CVT?
Более десяти лет назад с первым поколением Koleos и седаном Fluence бренд Renault стал приучать своих российских поклонников к культуре езды с бесступенчатыми трансмиссиями. Новшество поначалу вызвало настороженность, но затем пользователи оценили преимущества CVT. С недавних пор вариаторами оснащают и массовые французские модели – Logan и Sandero, но именно с кроссоверами Kaptur и Arkana французы вышли на новый уровень, предложив более совершенный агрегат, которому по зубам тяговитые и быстрые турбомоторы.
Первые вариаторы, с которыми познакомились российские покупатели моделей Renault более десяти лет назад, относились к семейству Jatco JF011E. То были ещё не слишком совершенные механизмы, точнее, куда более требовательные к корректному обращению, чем современные бесступенчатые CVT, однако и Jatco JF011E у аккуратного водителя служил по 150 тыс. км, а то и все 200 тысяч. В те годы инженеры ещё только нащупывали многие подходы в конструировании вариаторов. Прогресс не стоит на месте! – через несколько лет японские инженеры предложили для автомобилей альянса Renault-Nissan новые агрегаты.
Современные конструкции японского производителя Jatco, которыми сегодня располагает Renault, практически не чувствительны к особенностям езды водителя. Настолько, что французы гарантируют отсутствие проблем на гарантийном сроке, позволяя не тратить на обслуживание вариатора ни копейки. Согласно информации производителя, вариаторы CVT-7 и CVT-8, устанавливаемые на российские модели Renault, не требуют замены масла в течение всего срока эксплуатации.
Итак, мы упомянули вариаторы сразу двух моделей, давайте посмотрим, какие версии Kaptur и Arkana ими комплектуются и в чём разница между двумя этими коробками CVT. Оказывается, на обоих кроссоверах с 1,6-литровым двигателем идёт «младший» агрегат CVT-7, а с более мощным 1,3-литровым турбодвигателем, разработанным совместно с концерном Daimler и вовсю устанавливаемым на «Мерседесах», применяют CVT-8. Kaptur и Arkana представлены в бюджетном ценовом сегменте, однако доля покупок версий с вариаторами у этих моделей очень высока, что свидетельствует о том безоговорочном доверии, которое оказывают покупатели японским бесступенчатым вариаторам. Arkana с бесступенчатой трансмиссией CVT X-Tronic выбирает 64% покупателей! По Kaptur подводить статистику пока рано, поскольку рестайлинговая версия с изменённой линейкой силовых агрегатов поступила к дилерам только в июне. При этом из автоматических коробок на новом Kaptur остались только вариаторы, а классический гидромеханический автомат в четыре ступени, доступный ранее с 2,0-литровым мотором, наконец-то отошёл в прошлое, как и сам безнаддувный двигатель этого объёма.
Вопреки распространённому мнению, CVT продолжают успешно отвоёвывать пространство у гидромеханических коробок. Во многом это происходит потому, что CVT несут в себе их преимущества, при этом избавлены от их недостатков. Один из них – конструктивная сложность классических автоматов, что влечёт не только дороговизну в производстве. В современных конструкциях премиум-сегмента для удержания ступени применяют сразу два фрикциона, а значит, даже при аккуратном вождении смена масла на малых пробегах неизбежна, в то время как для вариаторов, как мы сказали выше, в этом нет нужды. Инженеры Renault предусмотрели и защиту для активных водителей на версиях CVT-8: в конструкцию автомобиля введён отдельный радиатор для охлаждения масла вариатора – это защищает коробку от перегрева и предотвращает выход из строя фрикционов.
От классических «автоматов» вариаторы переняли гидротрансформатор, устанавливаемый между двигателем и шкивами CVT, правда, его используют далеко не все производители, кое-кто (например, китайские производители) обходится пакетом «мокрых» сцеплений, однако этот вариант конструкции – компромиссный. Во-первых, гидротрансформатор куда лучше сглаживает все толчки и рывки, которые могут возникнуть даже в бесступенчатой трансмиссии – в виде реакций от дороги или при резком изменении нагрузки от двигателя. Во-вторых, он делает старт безударным, практически незаметным для водителя и пассажиров, в-третьих, будучи в свободном состоянии, гидротрансформатор сам по себе обладает диапазоном передаточных чисел и увеличивает момент ещё до поступления его на шкивы.
Поскольку вариатор – это бесступенчатая передача, стало быть, и рывков при смене ступеней у него просто не может быть по природе. Более того, вариатор – это единственная коробка передач, которая своей конструкцией обеспечивает плавную трансформацию крутящего момента, причём вне зависимости от того, с какой интенсивностью разгоняется водитель. При езде со знакопеременными нагрузками, когда автомобиль то набирает скорость, то тормозит, эта плавность никуда не девается, что составляет ключевое преимущество вариатора, а вот в машинах с любой другой трансмиссией водитель обязательно будет чувствовать толчки и рывки, как бы аккуратно он ни ездил.
Тот же бесступенчатый принцип смены передаточного числа даёт по сравнению с другими коробками уменьшенный расход топлива. Дело в том, что, в отличие от ступенчатых трансмиссий, вариатор всегда предлагает оптимальное передаточное число исходя из нагрузки на педаль газа, то есть из желания водителя получить разгон требуемой интенсивности, с одной стороны, и от нагрузки от дороги, с другой. Это даёт радикально лучшую экономичность, ведь в каждый момент времени управляющая электроника за счёт перемещения половинок шкивов обеспечивает именно то передаточное число, которое требует минимальных затрат топлива. Эта же конструктивная особенность позволяет получить и оптимальное передаточное число при разгоне, но уже исходя из соображений лучшей динамики. Именно вариатор позволяет наиболее полно раскрыть весь динамический потенциал двигателя. Вариатор – это единственная коробка передач, которая позволяет всё время разгона поддерживать обороты максимальной мощности. Все остальные коробки передач по мере набора скорости требуют повышения ступени, а значит – падения оборотов и повторного их добора до «красной зоны». В общем, машины с вариаторами при прочих равных разгоняются быстрее других!
Вернёмся к вариаторам Jatco, устанавливаемым на нынешних российских моделях Renault. В конструкцию базового CVT-7 включена ещё и дополнительная планетарная передача. На CVT-8 «планетарка» тоже имеется, но только для включения режима заднего хода. На CVT-7 она берёт на себя часть работы по изменению тягового усилия, чем облегчает жизнь и гибкому наборному звену, и шкивам. Кстати, и сам гидротрансформатор в CVT-8 – куда большего размера, чем на базовом вариаторе. Шкивы CVT-8 работают в большем диапазоне, а вся бесступенчатая передача в целом обладает повышенной нагрузочной способностью: тут и шкивы, и ремень другого размера. CVT-7 рассчитан на передачу меньшего крутящего момента, поэтому он идёт с 1,6-литровым мотором, развивающим максимум 156 Нм, в то время как CVT-8 совершенно спокойно переваривает уже 250 Нм, которые даёт 1,3-литровый турбомотор.