Чем отличается вариатор от автомата

Проблемы автомобилей с вариатором

Рекламная статистика безотказна. В нее входят автомобили на гарантии, у которых проблем с вариатором практически не возникает. Но старение, неправильная эксплуатация – непременно выводят вариатор из строя.

К главным проблемам вариаторов относят:
большое количество регулировок (несмотря на малое количество деталей);
технологические допуски (требующие специального оборудования);
неотработанность электромеханических систем (обуславливает малый пробег);
трудоемкость ремонта «гидравлики» (увеличивает цену ремонта);
дефицит деталей, запасных частей.

Официальные дилеры, как правило, вариаторы в ремонт не принимают, заявляя о замене трансмиссии «в сборе». Кроме недостаточной квалификации мастеров сказывается дефицит деталей для замены.

Большинство автопроизводителей сами вариаторы не изготовляют, закупая готовые коробки передач. Такие производители как Mitsubishi, Dodge, Nissan используют вариаторы Jatco, тогда как Ford, Min – продукцию фирмы ZF.

Как визуально отличить вариатор от автомата?

Даже опытные автомобилисты не всегда понимают, какая коробка передач установлена в машине. Чтобы визуально определить ее тип, требуется соблюдать целый ряд рекомендаций:

Перед осмотром авто собрать максимум сведений о вариантах трансмиссии на определенной модели. Это можно сделать в Интернете или воспользоваться технической литературой и каталогами.
Изучить документы на авто и проанализировать маркировочные таблицы на кузове и агрегатах. Обычно машины с коробкой-автоматом дополнены обозначением «А» или «АТ». Если используется вариатор, присутствует аббревиатура «CVT».
Визуально осмотреть рычаг КПП. На вариаторах часто присутствует обозначение «CVT»

Также стоит обратить внимание на режимы около селектора переключения коробки. У обыкновенного автомата, помимо стандартных режимов P-R-N-D, присутствуют дополнительные – «L», «2», а иногда и «3»

При этом вариаторы оснащают только режимом «L».

При этом многие современные автоматические коробки передач так же, как и вариаторы, могут не иметь перечисленных опций. Это означает, что их дополняют режимами P-R-N-D и М – ручным режимом типтроником. Это несколько осложняет задачу. Потому на следующем этапе проверок стоит оценить АКПП в движении, или проанализировать функции трансмиссии на ходу.

Для этого после запуска двигателя требуется динамично разогнать авто с места в стандартном режиме D. Если во время разгона ощутимое переключение передач отсутствует, а двигатель одинаково работает на одних и тех же оборотах, это говорит об использовании вариатора. В случае с АКПП авто разгоняется примерно так же, как при использовании МКПП. Это означает, что вначале двигатель раскручивается, затем переходит на повышенную передачу, после чего обороты падают.

Вариатор или автомат — что лучше?

После того, как мы изучили сильные и слабые стороны автоматических коробок переключения передач, можно вернуться к рассмотрению вопроса о том, что же лучше – вариатор или автомат? Но однозначного ответа на него не существует.

Сторонники автоматов опираются на достаточно высокую надежность таких коробок, их удобство, наличие различных режимов работы и возможности самостоятельного переключения. Вариаторы они хают за шум в салоне, невысокий ресурс и периодические перегревы, что прямо ведет к дорогостоящему ремонту, а то и замене КПП.

С другой стороны, сторонники вариатора прямо говорят, что после езды на авто с такой коробкой, даже самые плавные автоматы кажутся «дерганными». Кроме того, вариаторы имеют более низкий расход топлива. Что же касается более высокой стоимости ремонта и частых поломок, то на эти аспекты многие продолжают закрывать глаза.

Тем не менее, как нам кажется, в этой борьбе предпочтение следует отдать классической коробке-автомат (гидротрансформатору). Да, вариатор более плавный и мягкий, а DSG шустрее и экономичнее. Но вариаторы требуют спокойного стиля езды (да их и надежность оставляет желать лучшего), а недостатки преселективных КПП, на наш взгляд, значительно перевешивают все их достоинства.

Если трезво оценивать ситуацию, становится ясно, что на сегодняшний день, среди всех видов коробок-автомат, конструкция гидротрансформатора является наиболее отработаной и надежной, а многие её недостатки либо уже устранены, либо не являются критическими.

Как работает вариатор

Основное отличие вариатора от автоматической коробки передач в отсутствии у первого передач вовсе. Конструкция обладает бесконечным множеством передач, постоянно меняющимися в зависимости от расстояния между двумя валами.

Закон рычага, основополагающий принцип в работе вариатора, только вместо рычага применяются валы и ремень. Что бы лучше понять работу бесступенчатой трансмиссии, необходимо представить два параллельных вала, ведущий и ведомый, на концах обоих закреплены разнонаправленные конусы. Соединив наконечники ремнем или цепью, перемещая валы перпендикулярно ремню вдоль оси, получим конструкцию бесступенчатого вариатора.

Смещением одного из валов по оси вперед, или назад за счет конусных наконечников увеличивается или уменьшается радиус изгиба ремня. Например, что бы ведомый вал совершил 10 оборотов, ведущему надо будет сделать 2 оборота. Поменяв диаметры на валах, получим обратную ситуацию: ведомый вал будет делать 2 оборота, ведущий 10 оборотов.

Сравнивая коробку-вариатор и планетарную систему коробки автомат, бросается в глаза простота в конструкции бесступенчатой трансмиссии, чем объясняется разница в количестве всевозможных сложных систем у автомата в сравнении с бесступенчатой трансмиссией.

Основными компонентами бесступенчатой трансмиссии являются:

Ремень, или цепь;
Шкивы конусообразные, в количестве четырёх штук;
Ведущий и ведомый валы;
Командный блок.

Командный блок задаёт положение конусов, снимая показатели автомобиля. Три первых компонента, ключевые, они составляют основу любой бесступенчатой конструкции трансмиссии.

Что такое вариатор на машине и как он работает

Для ответа на этот вопрос необходимо разобраться в назначении и устройстве этого механизма.

Вариатор позволяет плавно изменять крутящий момент в заданном диапазоне регулирования, в этом состоит его главное отличие от коробки передач. КПП предполагает ступенчатые преобразования, которые происходят при разрыве потока мощности, что отрицательно сказывается на равномерности.

Видео поясняет что такое вариатор и как он работает:

Вариаторная коробка передач имеет довольно сложное устройство и состоит из следующих частей:

Механизм, выполняющий функции сцепления, обеспечивающий трансмиссии состояние аналогичное нейтральной передаче КПП.
Вариатор.
Устройство для реверса, изменяющее направления вращения на противоположное.
Процессор с исполнительным механизмом, управляющий работой вариатора.

В качестве устройства, передающего крутящий момент с силового агрегата на вариатор и разъединяющего поток мощности, используются такие виды автоматического сцепления:

центробежное — типа Transmatic;
электромагнитное — технология Hyper;
мокрое многодисковое — модели Multitronic и Multimatic;
гидротрансформаторы.

Последнее устройство наиболее популярное и используется подавляющим числом автопроизводителей. Данное устройство обеспечивает максимально плавную без рывков передачу усилия от двигателя, что способствует увеличению ресурса вариатора.

Управление работой всего комплекса механизмом осуществляется электронным блоком, в функции которого входит:

Изменение соотношения между ведущим и ведомым валом вариатора в зависимости от режима работы силового агрегата.
Управление механизмом сцепления.
Обеспечение работы реверсного устройства и планетарного редуктора.

Действия водителя по управлению вариатором мало отличаются от аналогичных манипуляций с автоматической коробкой переключения передач. Он только выбирает режим — все остальное происходит без его участия.

Существует также возможность фиксации передаточного соотношения в вариаторе, что позволяет реализовать некоторые возможности, присущие традиционным коробкам передач. В силу сложившихся стереотипов большинство водителей не всегда способны правильно воспринимать разгон машины при постоянной частоте оборотов коленвала.

Устройство автомата и вариатора

В составе автомата находятся два основных узла — это гидротрансформатор и редуктор.

Гидротрансформатор призван для плавного переключения передач, если проще, то он заменил сцепление.
Редуктор автоматической коробки передач представляет собой, законченный механизм с несколькими ступенями, в нём все парные шестерни находятся в постоянном зацеплении.

Бесступенчатый вариатор. Механизм работает без привычного всем переключения передач.

Как устроен: он имеет 2 конусных шкива (ведомый и ведущий), которые находятся один против другого и связаны между собой металлическим трапециевидным ремнём или на некоторых моделях могут стоять цепи.

Вот так шкивы связаны с помощью ремня

Как работает вариатор?

Конусные шкивы не цельные, а состоят из сдвижных частей.

Когда ведущий шкив максимально раздвинут, то металлический ремень ходит по маленькому диаметру (низкая передача), что равносильно первой передачи.
При сдвинутом шкиве, ремень проходит уже по большему диаметру (высокая передача), что равносильно пятой или более высокой передаче.

Посмотрите интересное видео, устройство и принцип работы вариатора:

Плюсы, минусы автомата и вариатора

Чтобы лучше понять отличие вариатора от автомата, нужно рассмотреть их эксплуатационные характеристики.

Автоматическая коробка передач повышает комфорт вождения автомобиля за счёт отсутствия надобности в переключении передач. Водитель, например, в пределах города, получает большую раскрепощенность и лёгкость в управлении машиной. Ввиду самостоятельного переключения передач автоматом, мотор не испытывает перегрузок и снижается его износ.

Недостатки: автомату присущ низкий КПД, ввиду потерь в гидротрансформаторе, что ведёт к увеличению расхода топлива. Ещё минус АКПП заключается в худшей динамике разгона по сравнению с вариатором.

Вариатор находится под управлением компьютера, который от условий движения машины очень точно выбирает передаточное число и поэтому мотор работает в экономичном режиме, без излишних нагрузок. Автомобиль оснащённый вариатором, разгоняется с места очень плавно (комфорт езды сказочный!) и отсутствие (как такового) переключения скоростей, также улучшает качество езды.

Автоматическую коробку и вариатор очень сложно ремонтировать. Но, здесь автомат лидер, потому что его обслуживать и ремонтировать берутся почти все автосервисы, АКПП изучена и применяется на автомобилях уже приличное время.
Вариатор — пока ещё новый механизм, его массовая установка на транспортные средства началась не так давно, он мало изучен и не наработал своей статистики. Найти специалиста по его ремонту проблематично и само обслуживание выльется в круглую сумму. Также, вариаторные коробки требуют только своего масла, которые для каждого механизма разные.

Вот вам и ответ на вопрос: вариатор или автомат что надежнее? Выводы можете сделать сами!

Подведём итог, чем отличается вариатор от автомата:

вариатор наделяет автомобиль динамичным разгоном (быстрее АКПП);
автомобиль с вариатором имеет меньший расход топлива (автомат кушает больше);
вариатор требователен к маслу, но, объём масла у него меньше и сроки замены масла больше, чем у автомата;
вариатор не имеет гидротрансформатора и поэтому он плавно меняет передаточное число, нет переключения передач;
вариатор очень сложно и дорого ремонтировать, также требуется после пробега 120-150 тысяч километров замена металлического ремня.

Видео: что такое вариатор? Плюсы коробки передач!

Видео: устройство и работа автоматической коробки передач.

Принцип работы вариатора

Вариатор был изобретен давно. Описание основных принципов его работы встречается еще в записках Леонардо да Винчи, датированных концом пятнадцатого века. Первые автомобили с вариатором появились в пятидесятых годах прошлого столетия. Это были малолитражки DAF. Затем этой трансмиссией стали оснащать некоторые модели Volvo. Но широкого распространения в то время вариатор так и не получил. И лишь в наши дни разработчики вновь стали развивать и активно внедрять в производство этот вид трансмиссии.

Принцип работы вариатора или CVT(аббревиатура от английского continuously variable transmission) в корне отличается от классической механики и автомата. В нем не происходит фиксированного переключения передач. Переключение скоростей с первой на вторую и т.д. отсутствует. Передаточное отношение с вала двигателя на привод колес изменяется плавно по мере разгона или замедления автомобиля. Современные автомобили оснащают тороидальными, цепными и клиноременными вариаторами. Наиболее распространен последний тип трансмиссии.

Рассмотрим принцип работы вариатора с клиноременной передачей

Сдвижение конусообразных половинок шкива приводит к выталкиванию ремня к внешнему диаметру, а раздвижение к перемещению в сторону оси

Основу клиноременного вариатора составляют два шкива. Каждый шкив состоит из пары конусов, обращенных вершинами друг к другу. Сдвигание и раздвигание конусов позволяет изменять диаметр шкива. Шкивы соединены клиновидным ремнем. Сдвижение конусообразных половинок шкива приводит к выталкиванию ремня к внешнему диаметру, а раздвижение к перемещению в сторону оси. Таким образом, плавно изменяется радиус, по которому работает ремень – от меньшего к большему и наоборот. Соответственно меняется и передаточное отношение двигатель – привод. Если ведущий и ведомый шкивы находятся в промежуточном положении (диаметры шкивов равны), передача становится прямой – частота оборотов вала двигателя равна частоте оборотов привода.

Для трогания машины с места предусмотрено обычное сцепление или гидротрансформатор, который блокируется после начала движения. Дисками шкивов управляет электронная система, состоящая из сервопривода, датчиков и блока управления.

Важную роль в работе данной трансмиссии играет такая деталь, как ремень вариатора. Очевидно, что обычный прорезиненный ремень, из тех, что используют в приводах кондиционера или генератора, сюда не подойдет. Он не выдержит нагрузок, возникающих при передаче вращающего момента в вариаторе, и быстро износится. Поэтому клиновидный ремень вариатора имеет довольно сложное строение. Это может быть стальная лента с особым покрытием или совокупность тросов, на которые нанизано множество стальных пластинок трапецеидальной формы.

Ремень вариатора

В автомобилях марки Audi устанавливают вариаторы с ремнем, выполненным в виде широкой стальной цепи. Для смазки цепи применяют специальную жидкость. При сильном давлении в местах соприкосновения цепи со шкивом она меняет свое состояние. Это позволяет цепи передавать большие усилия без проскальзывания.

Что такое автоматическая коробка передач (АКПП)?

Такая коробка передач принадлежит к ступенчатым планетарным моделям, которые подключаются к силовой установке при помощи гидротрансформатора. При этом процесс выбора и переключения передачи осуществляется гидромеханическим способом.

В современных моделях это осуществляется при помощи электроники. Именно она определяет скорость, на которой должна работать коробка в тот или иной момент. При этом количество ступеней все время нарастает. Если до этого стандартным решением был четырехступенчатый агрегат, то сейчас производят автомобили с моделями, имеющими 9 ступеней.

К основным плюсам АКПП относят следующее:

плавная смена передач;
высокая степень надежности;
комфортное управление автомобилем;
щадящее использование двигателя и коробки передач.

При этом автоматическая коробка имеет такие недостатки:

высокая стоимость;
большой расход топлива;
высокая стоимость ремонта;
необходимость в большем количестве времени для разгона;
небольшой срок эксплуатации;
невозможность заведения «с толкача».

Современный клиноременный вариатор

В современной конструкции КПП CVT применяются шкивы из сверхпрочного металла, а ремень – не эластичный жгут, а наборная лента из износостойкого металла (собирается из полосок, которые скрепляются между собой скобами). На ремень наносят специальное покрытие, защищающее от износа и проскальзывания.

Один из шкивов является ведущим. Он соединён с коленчатым валом двигателя (который служит преобразователем энергии, получаемой в результате сгорания топлива, в энергию вращения). Ведомый шкив соединен с колёсами авто. Шкивы имеют переменный диаметр (грани обода расходятся и сходятся, тогда ремень проходит уже не внутри, между ними, а поверх).

При небольшой скорости движения автомобиля диаметр ведущего шкива имеет минимальные значения, а ведомого – максимальные. При средней скорости диаметр одинаковый. При максимальной – размер ведущего увеличивается, а ведомого уменьшается. Изменяя размеры шкивов, изменяем передаточное число.

Механизмом «руководит» электронная система, опираясь на информацию с многочисленных датчиков (об оборотах вала, о вращении колес, сведения с самой трансмиссии).

Основные элементы вариатора

Шкивы и ремень являются лишь частью конструкции современных вариаторов и называются клиноременной передачей. Строение CVT (бесступенчатой коробки передач) гораздо сложнее, в корпусе агрегата предусмотрено немало других элементов.

Вспомним, что нам уже известно. Крутящий момент от двигателя передается на первичный вал, а затем на ведущий шкив. В этом процессе может быть задействован гидравлический трансформатор (предусмотрен не во всех моделях). Гидротрансформатор отсоединяет трансмиссию от двигателя, через него передается усилие от вала к шкиву.

После гидротрансформатора усилие переходит на ремень, а с него на ведомый шкив. Далее при помощи планетарного редуктора момент переходит на вторичный вал. И машина движется вперед. Чтобы автомобиль двигался назад, запускается планетарный механизм или режим заднего хода (изменяет направление вращения вала).

В конструкции предусмотрен и дифференциал, который распределяет нагрузку по колёсам (на дифференциал крутящий момент передается от промежуточного вала).

Электронная система, которая руководит всеми процессами внутри CVT, считывает информацию с датчиков и изменяет режим работы CVT. Датчики установлены там, где можно быстро получить сведения о скорости вращения валов, о температуре рабочей жидкости, о положении селектора (ручки КПП). Электроника учитывает нагрузку на двигатель, скорость движения авто, положение педали газа и многое другое.

В некоторых моделях вариаторов предусмотрена возможность ручного переключения скоростей, ступенчато, как на АКПП. В других могут присутствовать лишь спецрежимы: «спортивный», «экономичный».

Все описанные элементы помещены в один корпус.

Рабочая жидкость

Диаметр шкива изменяется за счет перемещения дисков. Перемещение оказывается возможным благодаря давлению рабочей жидкости – масла (гидравлическая система). Но это утверждение справедливо лишь в отношении ведущего шкива. На ведомом диски перемещаются от натяжения ремня и за счет возвратной пружины.

Для CVT разработано специальное масло. Жидкость проявляет фрикционные свойства (помогает уменьшить силу трения и износ трущихся поверхностей) при своей рабочей температуре (60-70 градусов выше нуля).

При движении со скоростью более 150 км/ч масло перегревается (рабочая температура возрастает до +80 градусов). Перегрева допускать нельзя, он негативно сказывается на сроке службы вариатора (CVT). Охлаждают жидкость с помощью дополнительно установленного маслоохладителя (радиатор).

Необходимо следить за уровнем масла: если количество слишком уменьшиться, ремень будет проскальзывать. И, чтобы не допустить засорения, менять жидкость необходимо каждые 60-150 000 км (раз в пять лет).

Преимущества и недостатки АКПП

Автоматическая коробка имеет свои особенности, которые мы также приводим для удобства в виде таблицы.

Преимущества	Недостатки
Агрегат отличается высокой надежностью, современные коробки работают до 300 тысяч км, обслуживание в виде замены масла потребуется не ранее чем через 70 тысяч. Доступны резкие старты и использование на бездорожье.	Низкий КПД. Это происходит из-за специфической работы гидротрансформатора. Мощность двигателя теряется, хоть и незначительно; это особенно заметно на авто с небольшим количеством л.с. при подъеме в гору.
Ремонт достаточно дорогой, но доступен в большинстве сервисов.	Высокий расход топлива.
Для АКПП качество масла играет роль, но оно некритично, можно использовать недорогие марки.	Динамические характеристики уступают вариатору. Разгон даже у мощных машин достаточно медленный.
Переключение скоростей без предельного набора оборотов двигателя обеспечивает меньший износ силового агрегата.	При переключении передач возможны рывки, это нормально для автоматической коробки. Однако есть модели, работающие достаточно плавно.
Доступно буксирование другого транспортного средства, прицепа.	—

Выбирая, что лучше, робот, вариатор или автомат, требуется учесть, что третий вариант отличается в первую очередь надежностью и более долгим сроком службы. Однако автоматический механизм требует внимательного отношения и своевременного ремонта.

Плюсы и минусы

Преимущества коробки АВТОМАТ:

Легкость управления, особенно в пробках.
Очень трудно заглохнуть. Хоть как трогайся.
Меньший расход топлива, по сравнению с механикой.
Лучше сохраняется ресурс двигателя.

Недостатки коробки АВТОМАТ:

Скорость переключается медленнее, чем на вариаторной коробке. Но, если АВТОМАТ с двумя дисками сцепления, то скорости переключатся быстрее, чем у вариатора.
Дорогой ремонт.
Необходимость частой замены масла.
Требуется дольше греть в холодную погоду после запуска двигателя.

Плюсы вариатора:

Быстрое ускорение без вреда мотору.
Меньший расход топлива.
Двигатель всегда работает в оптимальном режиме.
Больший ресурс, то есть больше межремонтный период.
Надежный.

Минусы вариатора:

Дорогой ремонт в случае поломки.
Через каждые 90 тысяч км пробега рекомендуется менять ремень.
Требуется заливать специальное масло для вариаторных коробок.

Плюсы и минусы

Преимущества коробки АВТОМАТ:

Легкость управления, особенно в пробках.
Очень трудно заглохнуть. Хоть как трогайся.
Меньший расход топлива, по сравнению с механикой.
Лучше сохраняется ресурс двигателя.

Недостатки коробки АВТОМАТ:

Скорость переключается медленнее, чем на вариаторной коробке. Но, если АВТОМАТ с двумя дисками сцепления, то скорости переключатся быстрее, чем у вариатора.
Дорогой ремонт.
Необходимость частой замены масла.
Требуется дольше греть в холодную погоду после запуска двигателя.

Плюсы вариатора:

Быстрое ускорение без вреда мотору.
Меньший расход топлива.
Двигатель всегда работает в оптимальном режиме.
Больший ресурс, то есть больше межремонтный период.
Надежный.

Минусы вариатора:

Дорогой ремонт в случае поломки.
Через каждые 90 тысяч км пробега рекомендуется менять ремень.
Требуется заливать специальное масло для вариаторных коробок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: КАКОЙ ТИП ТРАНСМИССИИ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЕЕ

Несмотря на то, что объективно выявить, какая коробка передач: вариатор или автомат — лучше, нельзя, общественность, по всей видимости, сделала свой выбор в пользу классической АКПП. Вариаторы не сыскали популярности, несмотря на довольно прогрессивную систему, предлагаемую некогда инженерами, когда автомобили, оснащённые этими коробками, только начинали сходить с конвейеров.

Основная причина неудачи вариатора в качестве трансмиссии может заключаться в том, что её ставили на достаточно объёмные моторы, до 3-3,5 литров. Да, по показателям расходомеров топлива такие экземпляры потребляли не больше своих аналогов, да и по основным ездовым характеристикам вопросов, в целом, не возникало.

Однако потребители, когда видят подобный литраж, уже мысленно обрисовывают в голове картину, как этот автомобиль способен быстро разгоняться и поддерживать такую динамику на протяжении всего необходимого интервала. Вариатор как КПП, предназначенная для малолитражных авто и спокойной езды, подобных ощущений дать не может.

ВАЖНО: коробка вариатор и автомат: в чём разница? Даже при одинаковых характеристиках разгона, к примеру, до 100 км/ч, в виде одних и тех же числовых показателей АКПП будет давать куда больше эмоций, будто воссоздавая атмосферу участия в спортивном соревновании, в то время как на вариаторе даже относительно быстрый разгон не будет так ощутим. Кстати, аналогичное сравнение можно провести между автоматической коробкой передач и механической трансмиссией

Самое главное – знать, чего хочешь от автомобиля, и сопоставить желаемое с тем, что он способен дать. В таком случае выбор между автоматом и вариатором не вызовет никаких затруднений.