Что выбрать: вариатор или автомат

Вариатор

В чем принципиальная разница между вариатором и автоматом:

• нет переменных передач;
• максимально используется крутящий момент двигателя.

Популярная конструкция CVT — клиноременная передача с гидротрансформатором. В вариаторах Audi ремень заменён цепью.

Как работает вариатор

Вариатор плавно меняет передаточное отношение за счёт изменяемых диаметров валов. Ведущему валу малого диаметра нужно провернуться 2 — 3 раза, чтобы ведомый вал большего диаметра сделал один оборот. Валы соединены ремнём, по которому передаётся момент. И вот как это происходит.

На вал насажен шкив. Он состоит из двух конусных дисков, обращенных друг к другу сторонами малого диаметра. Расстояние между дисками сужается или расширяется под действием гидравлики. Изменение шкивов на разных валах происходит синхронно.

В коробке CVT установлен стальной ремень, выполненный из лент, соединённых стальной пластиной в виде бабочки. Бабочка придаёт ремню клиновидную форму в разрезе. Боковой поверхностью ремень касается шкива. Когда конусы сдвигаются, ремень под воздействием центробежных сил выталкивается. В этот момент второй шкив раздвигается, и ремень утопает. Таким образом ведущий шкив передает момент ведомому шкиву. Реализовать задний ход через шкивы нельзя, эту задачу решает планетарный механизм.

Система сцепления в вариаторе реализована с помощью гидротрансформатора, аналогичного АКПП. ГДТ также регулирует привод ведущего шкива.

Что может ломаться

Вариаторной передаче свойственны те же проблемы, что и автомату, если не менять масло после 50 000 км пробега.

Отличие поломок вариатора от автомата связано с работой ременной передачи. Агрессивная езда и жёсткая эксплуатация коробки приводят к растягиванию ремня. Грязное масло стачивает боковые пластины. В результате на конусах остаются задиры от царапающих зубцов, что ведёт к быстрому износу и дорогому ремонту.

Достоинства вариаторной коробки

Параметры, по которым бесступенчатый вариатор лучше автомата, сведёны в таблицу.

Параметр	Описание
КПД и разгон	Потери мощности двигателя в CVT минимальны, автомобиль быстро разгоняется и поддерживает постоянные обороты, особенно заметно на средних скоростях 50 — 60 км/ч.
Расход топлива и масла	Масляный насос потребляет 5 — 7 л, расход бензина в смешанном цикле 7 — 8 л/100км.
Экологичность	Меньше топлива — меньше вредных выбросов.
Комфорт	Вариатор разгоняется плавно из-за отсутствия ступенчатого переключения передач.
Управление, защита двигателя	Электроника подбирает режим работы, который уменьшит износ и увеличит ресурс деталей.

Вариатор на кроссовере обеспечивает максимальный комфорт движения, если помнить, что это не внедорожник.

Недостатки вариатора

Популярность вариатора находится на низком уровне, что влияет на стоимость ремонта и комплектующих. Так, цена за новый ремень выше 20 000 р., а механики советуют его менять через 100 — 150 000 км, не дожидаясь полного истирания. Найти мастера, который возьмётся за разборку CVT, сложно, особенно в малых городах.

Другие недостатки вариатора:

1. Коробке нужно оригинальное дорогое масло. Аналоги не допустимы.
2. Вариаторы не устанавливают на силовые агрегаты мощностью свыше 200 л.с. Высокие нагрузки изнашивают приводной ремень.
3. CVT работает с равномерным гулом. Водитель не чувствует переключения передач, что для некоторых является психологически некомфортным.
4. Ответственная электроника при небольшой поломке детали или недостаточного давления масла переводит вариатор в аварийный режим или отключает его.
5. Длительное движение на предельно высокой или низкой скорости нагружает ремень.

Срок службы вариаторной коробки

Вариаторы ходят 150 000 км. В этот момент можно быстро разочароваться, но известны случаи, что коробка служила по 300 000 км. Разница зависит от отношения автовладельца к своей машине: регулярность техобслуживания, манера езды, соблюдение правил эксплуатации.

Отличительные особенности вариаторов и автоматов

Помимо того, что благодаря автомату вы сможете существенно увеличить комфорт вождения собственного транспортного средства, в случае с ним, отсутствует необходимость переключать передачи. Таким образом, водитель сможет сосредоточиться на управление своего автомобиля, что особенно актуально в тех случаях, если он использует его именно в городских условиях. Кроме этого, еще одним, не менее важным преимуществом использования автоматов считается то, что они плавно переключают скорости, а также предохраняет двигатель от излишних нагрузок, что позволяет существенно уменьшить износ последнего. Как известно, к настоящему времени, пока еще не было придумано идеального механизма. Такое положение дел, распространяется также и на автоматы, у которых АКПП отличается низким КПД.

Другим их недостатком является недостаточно хорошие динамические показатели
. Если разговаривать об вариаторах, то управляет ими компьютер. С его помощью, можно проанализировать условия движения автомобиля, а после и подобрать единственное хорошее передаточное отношение. Только таким образом, можно будет сделать так, чтобы работа двигателя происходила в щадящем режиме. Разгон с места того автомобиля, внутри которого предусмотрен вариатор, происходит без каких-либо рывков, достаточно плавно. Внимания вашего заслуживает также и переключение скоростей, которое проявляется полным отсутствием толчков и совершенно незаметно.
Вариаторы, имеют возможность похвастаться наличием большого количества передач
. Именно с их помощью, двигатель работает в выгодном для себя режиме, что в конечном итоге, приводит к тому, что автомобили с вариаторами, имеют возможность похвастаться наличием высокой экономичности, которая дополняется приличной динамикой. Вариаторы имеют возможность похвастаться наличием большого числа передач, ну а это позволяет двигателю работать в выгодном режиме. Ввиду чего, автомобили с вариаторами отличаются высокой экономичностью, сочетающейся с не менее приличной динамикой. Не стоит переоценивать вариаторы, ведь они требуют наличия специального масла, а также являются достаточно дорогими, в плане своего непосредственного ремонта. В этом плане, автомат выигрывает, так как он является более изученным и по этому, ремонт его осуществляется гораздо дешевле и быстрее.

Устройство автомата и вариатора

Автоматическая коробка переменных передач наиболее распространена среди трансмиссий автоматов, она состоит:

• Гидравлический трансформатор;
• Планетарная коробка;
• Устройство управления.

Гидравлический трансформатор предаёт импульс от силового агрегата к трансмиссии, кроме того, устройство способно менять момент, снижать вибрации и биение.

Конструктивно гидравлический трансформатор состоит:

• Колесо: насосное, турбинное, реакторное;
• Муфта: блокировочная, свободного хода;
• Корпус коробки.

Силовая установка через коленчатый вал воздействует на насосное колесо. После чего воздействие переходит на закрепленное неподвижно колесо-реактор, после на колесо-турбину, связанное с коробкой. Через лопасти колес проходят каналы, по которым циркулирует масло.

На определённых режимах гидравлический трансформатор блокируется, для этих целей предусмотрена блокировочная муфта. Вращение колеса-реактора обеспечивается муфтой свободного хода. Полости гидравлического трансформатора заполнены специальным маслом для автоматических трансмиссий.

Бесступенчатая трансмиссия, или вариатор, способна плавно изменять передаточные отношения в заданном промежутке. Международное обозначение, CVT (Continuously Variable Transmission).

Основное, чем отличается вариатор от автомата, оптимальное распределение мощности и нагрузки, от двигателя, к трансмиссии автомобиля. Благодаря таким возможностям обеспечивается топливная экономичность, изменение импульса происходит на всем протяжении диапазона оборотов, отсутствуют толчки, не чувствуется переключения передач.

• Механизм передачи импульса трансмиссии;
• Вариатор;
• Механизм реверса;
• Командный блок;

Устройство, соединяющее вариатор и силовой агрегат:

1. Автоматическое сцепление центробежного типа;
2. Сцепление на основе электромагнитов;
3. Сцепление мокрого типа с большим количеством дисков;
4. Гидравлический трансформатор.

В качестве устройства, соединяющего силовой агрегат и вариатор широкой популярностью пользуется гидравлический трансформатор. Главный плюс конструкции, высокая надежность и плавность переключения передач.

Клиноременная бесступенчатая передача конструктивно предусматривает использование двух шкивов, соединенных ремнём. Шкив, это конической формы диски, надетые на вал, имеющие угол наклона, равный 20-ти градусам. Диски способны сходиться и расходиться под действием гидравлики, благодаря чему меняется диаметр шкива.

Современные ремни, используемые в бесступенчатых трансмиссиях, выполнены из стальных полос, сложенных в десять и более слоёв. Усилие передаётся силой трения, которая возникает в точках контакта шкива ремня. Ремни надёжны, прочны, бесшумны.

Существуют бесступенчатые конструкции трансмиссий, применяющие цепную передачу. Стальная цепь представляет собой набор пластин, скрепленных осями. Такой конструктивный приём обеспечивает изделие большим радиусом изгиба (25 мм против 30 мм у ремня). Импульс от силового агрегата через конические диски на торцах цепи передаётся трансмиссии. Диски выполнены из прочной стали, для минимизации высоких напряжений в местах соприкосновения. Клиноременная бесступенчатая трансмиссия имеет максимальный КПД.

Реверс выполняется за счет применения планетарного редуктора. Конструктивно, бесступенчатая трансмиссия не способна на реверс без применения дополнительных механизмов.

Электронный командный блок управляет трансмиссией, за счёт смены размера шкивов от потребности режима работы силовой установки. Управляя сцеплением, регулируется работа планетарного редуктора.

Тороидальная бесступенчатая трансмиссия представлена двумя параллельными валами со сферическими поверхностями. Передаточное соотношение регулируется положением роликов, помещенных между валами. Импульс передаётся силами трения поверхностью ролика о поверхность колеса.

Как отличить коробку автомат от вариатора визуально? Отметим, что сделать это практически не возможно. Внешне рычаги управления ни чем не отличаются от автоматической коробки. Делается это с целью унифицировать изделия, и минимизировать дискомфорт при пользовании различными видами автоматических трансмиссий.

Несмотря на это, небольшие визуальные отличия присутствуют, так, бесступенчатая трансмиссия в сравнении с автоматом имеет меньше режимов переключения. Кроме того, на кузове транспортного средства пишется маркировка: «CVT» – вариатор; «AT» – автомат.

Вариатор

Такие коробки передач начали устанавливаться на автомобиле в середине 20 века, но сразу массовость они не набрали. Но о них вспомнили, когда потребовались коробки, которые имеют меньший расход КПД, чем обычный автомат, и при этом не требуют от водителя усилий при переключении передач.

Вариатор принято называть бесступенчатым. Как можно понять, в отличие от автомата, такая трансмиссия не имеет привычных скоростей. Конструкция коробки подразумевает наличие ведущего и ведомого шкива, которые располагаются параллельно друг другу. Они соединены друг с другом металлическим ремнем в форме трапеции. Конусы вариатора имеют сдвижные половины. В момент, когда ведущий шкив раздвинут, вращение ремня идет по малому диаметру, можно считать это аналогом высокой передачи на автомате. Когда же шкив сдвинут, ремень вращается по большому диаметру, тем самым получается максимальное передаточное число, то есть первая передача.

В зависимости от плавного передвижения шкива, меняется передаточное число. Это и приводит к повышению/понижению скорости, хотя как таковых скоростей, как в автомате, в вариаторе нет. Поскольку передача момента от двигателя к трансмиссии и колесам жесткая, удается свести к максимуму передачу КПД.

Из-за чего ломается вариатор

Как и в случае с автоматом, к выходу из строя вариатора ведет его неправильное обслуживание. Такие коробки передач еще более требовательные к маслу, чем автоматы. Замена масла в вариаторе также проводится каждые 50-70 тысяч километров, и здесь это делать обязательно. Если не заменить вовремя масло в вариаторе, тогда:

• Масляный насос засорится, из-за чего не сможет создавать достаточное давление;
• Ремень начнет пробуксовывать, поскольку валы не смогут его достаточно сжимать и разжимать;
• Это приведет к повышенному износу ремня и его разрыву, что станет причиной повреждения других компонентов вариатора.

Также стоит отметить, что в вариаторе гораздо больше электронных компонентов, нежели в обычном автомате. Соответственно, больше вероятность их выхода из строя.

Какой ресурс у вариатора

В отличие от обычного автомата, вариатор менее продолжителен по сроку службы. Даже если следить за ним и своевременно менять масло, он сможет проходить около 120-150 тысяч километров пробега, после чего порвется ремень, и это приведет к серьезным повреждениям других компонентов коробки. Чтобы этого не произошло, рекомендуется на 120-150 тысячах километров пробега выполнить замену ремня вариатора.

Как можно понять, водитель автомобиля с вариатором должен знать, что нужно проводить своевременные диагностические и ремонтные работы с коробкой, иначе это приведет к необходимости ее капитального ремонта или замене. Чаще всего водители об этом не задумываются, не отличая вариатор от автомата, и это приводит к серьезным проблемам.

Плюсы и минусы вариатора

К плюсам вариаторов можно отнести:

• Повышенный КПД. У вариаторов КПД примерно на 5-10% выше, чем у автоматов. Это сказывается и на расходе топлива, который на автомобилях с вариаторами меньше;
• Плавность хода. Отсутствие передач ведет к плавной работе коробки передач;
• Быстрый разгон. Из-за отсутствия необходимости переключения передач разгон на автомобиле с вариатором более плавный;
• Легкое управление. Как и в случае с автоматом, в вариаторе водителю достаточно выбрать нужный режим работы, чтобы автомобиль поехал.

Минусов у вариаторов также достаточно:

Сложность обслуживания и ремонта. Как отмечалось выше, в вариаторе не достаточно просто менять масло своевременно, в отличие от автомата

Здесь важно также определить момент, когда потребуется замена шкива. При этом стоимость ремонта вариатора значительно выше, поскольку за такую работу берутся мастера не во всех сервисах;
Большое количество электроники

Это чревато большим количеством потенциальных проблем с электроникой, что может вылиться в необходимость дорогостоящей диагностики и ремонта;
Дорогое масло. При обслуживании вариатора заливается особое масло, которое определено производителем коробки передач. Это масло значительно дороже, чем то, которое используется на автоматах.

Как можно понять из сравнения, автомат и вариатор имеют свои плюсы и минусы. Однозначно нельзя сказать, что одна из коробок лучше, а другая хуже. При правильном обслуживании, как одна, так и вторая способны проработать достаточно долго.

Плюсы и минусы АКПП

Автоматическая трансмиссия оснащается гидравлическим трансформатором, обеспечивающим транзит потока мощности от двигателя на первичный вал. Для изменения передаточных чисел применяются планетарные пары, работающие совместно с фрикционными муфтами. Для переключения ступеней используется гидравлический блок, оснащенный насосом для подачи рабочей жидкости. В блоке установлены клапаны с электромагнитным управлением, обеспечивающие распределение потоков жидкости в зависимости от условий движения и оборотов двигателя.

К преимуществам гидромеханических трансмиссий относят следующие:

1. Простота конструкции агрегата, что обеспечивает повышенный ресурс. Коробки не нуждаются в проведении капитального ремонта на протяжении 300-350 тыс. км пробега.
2. Автоматическое переключение скоростей не требует от водителя проводить манипуляции рычагом. Некоторые модификации поддерживают алгоритм ручного выбора, при котором для повышения или понижения скоростей используется рукоятка или лепестки, смонтированные под рулевым колесом.
3. Для проведения ремонта не требуется специальная оснастка. Инструмент особой конфигурации может потребоваться при снятии коробки с машины и разборке узла.
4. В конструкции трансмиссии используется жидкость Dextron, отличающаяся пониженной стоимостью по сравнению со специальными маслами для вариаторов.
5. Коробка оснащается блоком управления, определяющим моменты переключения передач. Суммарный объем электронных компонентов в конструкции автоматической коробки не превышает 25-30%.

Недостатки автоматических коробок:

1. При использовании коробок устаревших конструкций, имеющих 4 передачи переднего хода, отмечается повышенная шумность от работы двигателя при движении со скоростями более 100 км/ч. Если на машине установлена 5- или 6-скоростная трансмиссия, то обороты мотора снижаются, что положительно влияет на акустический комфорт в салоне.
2. Пониженная динамика разгона. При использовании одинаковых двигателей разница между ручной и автоматической коробками составляет 1-2 секунды (при ускорении от 0 до 100 км/ч). Из-за использования фрикционных муфт переключения сопровождаются толчками. В модернизированных 6-ступенчатых агрегатах удары и вибрации сведены до минимума и наблюдаются только в момент резкого ускорения.
3. Увеличение расхода топлива из-за пониженного КПД трансмиссии. Эффективность работы коробки снижена из-за использования гидравлических приводов, для обеспечения работоспособности узлов тратится часть мощности силовой установки.
4. Увеличенная емкость картера. При замене масла в корпус стандартной автоматической коробки для легкового автомобиля заливается 8-10 л масла. Для сравнения, картер механической трансмиссии, установленной на моторе с идентичным рабочим объемом, вмещает до 4 л жидкости, а вариатора — в пределах 5-8 л.

Основные отличия

Прежде всего, это отличия в конструктивном плане. Как известно, автоматическая коробка передач состоит из 2-х основных узлов – это гидротрансформатор, выполняющий функции сцепления, и редуктор с блоком шестерен, благодаря которому возможно переключение между передачами. Вариатор же состоит из ведущего и ведомого шкивов, соединенных между собой металлическим ремнем. Благодаря этому трансмиссия работает без переключения, посредством движения тех самых шкивов, которые позволяют ускоряться машине, не изменяя оборотов силового агрегата. При этом двигатель, оснащенный этой трансмиссией, имеет больший ресурс, так как он не эксплуатируется на повышенных оборотах. Таким образом, разница между вариатором и автоматом в техническом плане отражается и на специфике работы.

Теперь разберемся, как узнать тип коробки передач, установленный на транспортном средстве, не вмешиваясь в техническую часть, а лишь ориентируясь на поведение автомобиля во время езды. Автоматическая коробка передач при достижении определенного количества оборотов переключается на повышенную (либо пониженную) передачу. В момент переключения передачи ощущается небольшой толчок, как при переключении механической коробки. Следует отметить и высокий уровень шума двигателя во время набора скорости, так как автомат переключает лишь при достижении 3,5 тыс. оборотов. Работа вариатора заметна по тому, что он не производит никаких переключений. Машина движется плавно, набирая скорость и незначительно изменяя обороты. Поэтому с этой трансмиссией ездить на много комфортнее как в городской среде, так и по трассе. По сути, вариатор имеет бесконечное количество передач.

Заключение

Чтобы понять, какая из двух коробок нужна будущему водителю, эксперты рекомендуют определить насколько значимым является один из вышеперечисленных принципов для автолюбителя. Для многих автолюбителей, например, отсутствие педали сцепления уже означает автомат.