Тайны АКПП: вариант - НЕ вариатор!

Подробности

Опубликовано 25.03.2015 08:48

Автор: Дингалёв Дмитрий Петрович

Просмотров: 1416

Увидев в продаже автомобиль своих грёз по привлекательной цене, желаемой комплектации и великолепном состоянии, немедля набираем номер телефона продавца. Чёрт возьми, такая “рыба” может уйти! Даже цвет совпал с вожделенным. И, главное, – коробка – "автомат"! Но, слово за слово,  и оказывается, что "автомобиль мечты" оснащён весьма экзотическим в белорусских краях видом трансмиссии – вариатором. Такая новость на клиента обычно действует удручающе. Энтузиазм куда-то уходит, а желание купить тут же улетучивается. Ведь, приобретая неизвестное устройство, мы получаем шанс связаться с чудом техники, которое, в случае чего, может изрядно потрепать нервы и опустошить семейный бюджет.

Но, на самом деле, ничего сложного в вариаторах нет. Главное – не падать в обморок. Давайте рассмотрим принцип работы этих устройств и, может быть, ваш виртуальный поисковик автомобилей расширится.

Бесступенчатые трансмиссии СVT (Continuously Variable Transmission) тесно связаны с вариаторами, которые используются на большинстве обыкновенных скутеров. Они позволяют получить постепенное и непрерывное изменение передаточных чисел. Но также могут иметь и “передачи” – об этом позже. История бесступенчатых трансмиссий является старейшей после изобретения колеса. Первый вариатор нарисовал ещё Леонардо да Винчи до 1500 года.

Но реальный механизм был запатентован только в XIX веке. В 1958 году с конвейера сошел первый серийный автомобиль с бесступенчатой трансмиссией голландской фирмы DAF (модель DAF 600). После входа компании DAF в шведский концерн VOLVO в 1976 году, используя наработки голландцев, со шведского конвейера сходит популярный VOLVO 360. Эта модель стала первой массовой машиной оснащённой бесступенчатой трансмиссией.

С этого времени сам Энцо Феррари заинтересовался бесступенчатой трансмиссией. Увы, очень скоро выяснилось, что вариатор несовместим с мощными двигателями, а потому путь в большой автоспорт ему был заказан. А лебединая песня вариатора в автоспорте прозвучала в 1993 году: после того, как команда Williams Формулы-1 испытала автомобиль с CVT и добилась весьма неплохих результатов. Но международная автомобильная федерация строго-настрого запретила использование бесступенчатых трансмиссий в большом спорте. Сегодня инженерам уже удалось решить проблему совместимости с мощными двигателями. Во всяком случае, сейчас CVT успешно работает с моторами, отдача которых значительно превышает отметку 200 л.с. Как же устроен загадочный вариатор?

Принцип его работы предельно прост. Ключевую роль в данном типе трансмиссии играет приводной ремень. На заре внедрения вариаторов в промышленность ремень был изготовлен из ткани или резины. В автомобиле же такой материал просто не в состоянии справиться с нагрузкой, поэтому в коробке CVT, с которой автолюбителям приходится иметь дело, ремень представляет собой весьма технологичный гаджет. Он фактически является металлической лентой либо, как вариант, может состоять из набора тросов. А, например, в приводе вариатора Multitronic компании AUDI вместо ремня применена металлическая цепь.

Клиноременной (или клиноцепной) вариатор состоит из двух шкивов, между которыми натянут ремень, передающий крутящий момент от ДВС. Один из шкивов ведущий, т.е. посажен на вал, связанный с двигателем. Второй шкив сидит на ведомом валу, соединённом с колёсами. Каждый из шкивов, в свою очередь, состоит из двух конусов, обращенных острыми концами друг к другу. Конусы могут сдвигаться и раздвигаться, меняя рабочий диаметр, по которому движется ремень. При сближении конусов ремень выталкивается, то есть начинает двигаться по большему диаметру, а при отдалении - по меньшему. В результате выполняется главная задача – плавное изменение передаточного отношения без необходимости каких-либо физических переключений.

За непосредственное движение шкивов отвечает специальный гидравлический привод. Он, как правило, управляется электроникой. Водитель выбирает определенный режим — спортивный или стандартный, а электроника настраивает работу самого вариатора. При разгоне на других трансмиссиях мы на каждой передаче раскручиваем двигатель, переходим на следующую передачу, затем обороты падают, снова раскручиваем и т.д. А при наборе скорости автомобиля с вариатором мотор всё время остаётся на одних и тех же оптимальных оборотах, зато плавно меняется передаточное отношение (расширение и сужение шкивов). Темп разгона высокий, но ощущения странные, т.к. машина монотонно ускоряется, как троллейбус, без “пинков” и драйва.

На этот случай в некоторых машинах можно выбрать режим с несколькими “виртуальными” передачам. Электроника просто запоминает, например, шесть положений шкивов, между которыми вариатор резко перескакивает, словно классический “автомат”. Можно также переключать “передачи” по собственному желанию. Такая возможность, да и сам внешний вид джойстика бесступенчатой трансмиссии (в салоне автомобиля), никак не выдают своё настоящее происхождение и, нередко, покупая автомобиль, будущий владелец не догадывается, с каким типом трансмиссии имеет дело.

Экономичность, высокая плавность работы, минимум движущихся элементов самой коробки, максимум комфорта... Получается, что вариатор – идеальная трансмиссия? На практике же в ней имеются и серьёзные недостатки, которые мешают CVT стать лидером среди КПП. Проблему всё ещё представляет тот самый высокотехнологичный приводной металлический ремень, на который и приходится основная часть нагрузки коробки. Отсюда и сравнительно небольшая “перевариваемая” мощность двигателя. Ещё, как страшный сон, вспоминаются порванные беспричинно и при небольших пробегах ремни на некоторых, считающихся эталоном надёжности, японцах. Также старение жидкости для вариатора более критично, чем для гидромеханического автомата. Ведь, чтобы ремень не проскальзывал на роликах, нужно обеспечить с ними высокий коэффициент сцепления, фактически “спаять” металл с металлом.

Для этого используется специальное дорогое трансмиссионное масло, которое требует строжайшего выполнения регламента. На этой же чаше весов жесткие температурные режимы работы и активное загрязнение рабочей жидкости.

Нужно заметить, что практически каждая компания разрабатывает свой собственный тип бесступенчатой трансмиссии:

Autotronic	MERCEDES-BENZ
Ecotronic, Durashift CVT	FORD
Lineartronic	SUBARU
Multidrive	TOYOTA
Multimatic	HONDA
Multitronic	AUDI
Xtronic, Hyper	NISSAN

В свою очередь это приводит к тому, что различные автомобили от тех или иных производителей оснащаются вариаторами, которые отличаются друг от друга. Сюда можно отнести различные технологии ремня и непосредственно шкивов. Между тем, принцип работы всегда остаётся одним и тем же, а разговаривая о бесступенчатой трансмиссии, принято иметь ввиду рассмотренный в материале клиноременной тип вариатора.

В тороидном вариаторе главными элементами становятся ролики и специальные соосные диски. Именно между ними происходит передача крутящего момента. Чтобы изменить отношение, необходимо также изменить радиусы, т.е. положение роликов. Но у такого типа CVT даже нет внятного эксплуатационного опыта – настолько он редок. Одним из самых ярких разработчиков вариаторов тороидного типа является компания MAZDA. Но каких-либо анонсов об успехах в продвижении этой системы от предприимчивых японцев уже давно не поступало.

Вариаторы определенно обладают массой достоинств. Ведь число передач у вариатора бесконечно! Они уже находятся там, куда другие “автоматы” с их постоянно растущим числом ступеней никогда не придут.

Но у каждой из трансмиссий есть свои характерные достоинства и недостатки. Между тем, вариаторы становятся с течением времени надёжнее, и сегодня они прекрасно сочетаются с небольшими семейными и малолитражными автомобилями. Пусть в сочетании с мощными моторами  - вариатор до сих пор НЕ лучший вариант.