Cvt двигатель что это такое

Устройство и принцип работы вариатора CVT

Коробка передач CVT (Continuously Variable Transmission), или вариатор, относится к классу автоматических КПП с возможностью бесступенчатого изменения передаточного отношения в довольно широком диапазоне. Что означает эта фраза на практике для обычного водителя? Примерно следующее: передачи в коробке будут переключаться автоматически и плавно (без рывков), динамика разгона будет иметь оптимальные значения, а показатель расхода топлива оставаться минимальным. И все это за счет идеального сочетания передаточного отношения в трансмиссии и нагрузки на двигатель в конкретный момент времени. Звучит неплохо и, действительно, вариатор cvt, с инженерной точки зрения, является оптимальной КПП из всех существующих на данный момент. Но все ли так гладко с ним? В статье разберем, что такое вариатор, его устройство и принцип работы, виды и особенности применения. Вы сможете сами оценить заложенные в конструкции преимущества и, конечно же, его недостатки.

1. Принцип работы CVT и его виды
2. Клиноременный вариатор
3. Тороидный вариатор
4. Цепной вариатор
5. Особенности конструкции CVT
6. Устройство вариатора
7. Рабочая жидкость CVT
8. Строение ремня и цепи
9. Вариатор в мировом автомобилестроении

Види варіаторів

В техніці застосовується три різновиди варіаторів: кліноременним, тороідні, гідростатичні і механічні. Однак останній тип використовується у верстатобудуванні та не встановлюється на авто.

Кліноременним варіатори

В основі цього варіатора лежать два шківа, сполучені ременем з перерізом трапецеїдальної форми. Шківи виконані у вигляді конічних дисків, що дозволяють плавно змінювати передаточне число. Для збільшення міцності і зносостійкості ремінь може виготовлятися з металевих пластин або у вигляді сталевої ланцюга. Його конструкція та матеріал не впливають на принцип роботи варіатора.

Тороідні варіатори

Безступінчатий коробки передач тороїдальної конструкції мають в основі пару коліс зі сферичною робочою поверхнею. Між ними затискається ролик, який зміщується, торкаючись коліс на ділянках з різною товщиною.

Гідростатичні варіатори

Ці пристрої не використовують силу тертя. Вони працюють за рахунок використання насосів змінного тиску, що приводять у дію гідростатичні двигуни. Найчастіше гідростатична трансмісія поєднується зі зчепленням і планетарною передачею, утворюючи гібридну гідромеханічну АКПП. Вона використовує гідравліку для передачі моменту на малій швидкості і механіку — на великий. У проміжку застосовується змішана передача. Таке рішення використовується в тракторах і спецтехніці, що працює у важких умовах.

Нужен ли вам автомобиль с вариаторной коробкой передач?

От своего следующего автомобиля вы ожидаете плавность хода и улучшенную экономию топлива? Тогда вы можете обратить свое внимание на автомобиль с бесступенчатой (вариаторной) коробкой передач (или CVT, с англ. continuously variable transmission).

Благодаря некоторым техническим хитростям, вы больше никогда не вспомните о толчках при переключении передач. Вариаторная коробка передач обеспечивает гладкое ускорение. В этом материале мы поможем определиться наужен ли вам автомобиль оснащенный бесступенчатой трансмиссией.

КАК РАБОТАТЕТ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ C CVT?

Представьте себе CVT как систему передач на велосипеде. Она состоит из системы шкивов, с конусами на каждом шкиве, которые соединены поясом цепи. Эти конусы сближаются или отдаляются друг от друга, чтобы увеличить или уменьшить диаметр работы пояса. Передаточное число здесь играет большую роль, и выбирается автоматически в зависимости от таких факторов, как позиция педали газа, скорости автомобиля и скорости двигателя. Все это значит, что вариаторная (бесступенчатая) коробка передач абсолютно не переключается, как это делает традиционная коробка переключения передач. Передаточные числа в ней постоянно меняются, чтобы найти идеальное сочетание для скорости и экономичного расхода топлива. Некоторые CVT оснащены кнопкой для переключения между предварительно установленными передаточными числами, которая помогает сымитировать традиционную автоматическую коробку переключения передач. Когда вы впервые окажетесь за рулем автомобиля на котором установлена коробкой передач с вариатором, вы сразу же это почувствуете.

Первое ощущение от CVT бывает немного странным. Количество оборотов двигателя в минуту может очень сильно колебаться во время вождения, особенно при ускорении. А при жестком ускорении, они будут просто сидеть без изменений на уровне высоких оборотов, в то время как автомобиль потянет вперед. По сравнению с автоматической и механической коробками переключения передач, CVT работает в значительной мере более гладко. Она чувствуется как одна длинная передача, в действительности являясь почти бесконечным набором передач, которые находятся в зацеплении друг с другом.

Сегодня, рядовой автолюбитель может запросто купить автомобиль с вариаторной коробкой вместо традиционной автоматики, так как множество современных моделей оснащаются такой бесступенчатой трансмиссией из-за ее эффективности. В частности автомобиль Nissan Altima 2013 года использует бесступенчатую коробку и оценивается как самый экономичный среднеразмерный седан на рынке с расходом топлива в 6 литров на 100 км по трассе. Кроме того, практически во всех гибридах используется CVT, в том числе и в Toyota Prius, что помогает максимально эффективному расходу топлива.

Хотя некоторыми людьми и отмечается недостаток чувствительности (как правило, такую оценку CVT получает от автомобильных энтузиастов), все же коробка передач в вариатором имеет одно ключевое преимущество над автоматическим и механическим аналогами. При движении в гору, где традиционная автоматика справляется с неким усилием, CVT может легко обеспечить мощность не переключая передачи вовсе. Мы высоко оценили вариаторную КПП в модели автомобиля Scion iQ, который без особых усилий взбирался на холмы, при недавно проводимых нами тестах, несмотря на его крошечный 1,3-литровый двигатель и только 94 лошадиные силы мощности. Компания Nissan продает автомобили с CVT уже достаточно долгое время, и внедрение нового типа коробки передач на рынок имеет значительный успех.

По словам Стива Ейгера, представителя компании Nissan North America, «с вступлением в силу новых законов, требующих лучшей топливной экономичности и низкого уровня выбросов, коробка передач с вариатором предоставляет Nissan прекрасную альтернативу традиционной автоматики, и является более эффективной на обоих фронтах». Не забудьте, если вы уже имеете автомобиль с бесступенчатой трансмиссией и ищите, где купить вариаторную коробку передач, мы поможем вам, стоит лишь посетить раздел «Поиск автозапчастей» и заполнить открывшуюся форму.

НЕДОСТАТКИ CVT?

Тем не менее, вариаторная коробка передач переживает не лучшие времена на автомобильном рынке. Оказывается, что многим водителям не нравится громкий и странный шум дико ревущего двигателя автомобиля. Многие водители сравнивают этот звук, и ощущение, со звуком, который издает предохранительная фрикционная муфта в момент пробуксовывания при превышении предельного крутящего момента. Кроме того, вариаторные коробки передач редко сопряжены с мощным двигателем или с двигателями с высоким крутящим моментом.

И, в конце концов, не все CVT хорошо оснащены для того, чтобы справится с буксированием. Кроме того, надежность современных вариаторных коробок еще следует проверить. Nissan Murano, который вы можете видеть на фотографии слева, был первым автомобилем, который предлагался только с CVT, и у него были некоторые довольно серьезные проблемы в трансмиссии. Некоторые из них были настолько глобальны, что коробку передач пришлось полностью заменить. Купить авто с вариаторной коробкой после такого провала пропадало желание у многих.

Однако с тех пор, после ряда исследований и усовершенствования трансмиссии своих автомобилей, компания Nissan распространила гарантию на свою коробку передач с вариатором на 10 лет или на 190 000 км. Эта гарантии должна помочь смягчить любые опасения покупателя, которые могут быть связаны с вопросом купить или не купить автомобиль с вариаторной коробкой передач. Если же вам нравится доводить обороты двигателя вашего «железного коня» до красной черты, и чувствовать тяговое усилие, всякий раз, когда вы переключаете передачу, то в таком случае CVT, возможно, не для вас. Если же наоборот, то CVT является прекрасным выбором в мире экономичных автомобилей. Эта коробка экономна с топливом и предоставляет плавную езду. Сожалеем по поводу шума, но вы сможете к нему привыкнуть.

ОПРЕДЕЛИТЕСЬ, ЧЕГО ВЫ ХОТИТЕ?

Итак, подведем итоги. Бесступенчатая коробка передач имеет ряд преимуществ: она довольно экономичная, предоставляет сравнительно плавный ход и достаточно универсальна для повседневного вождения. Но также CVT имеет несколько недостатков. Она предоставляет далеко не такую увлекательную езду, как механическая коробка переключения передач, или коробка с двойным сцеплением. Некоторые считают коробку с вариатором довольно шумной. Имейте все эти моменты в виду при выборе вашего следующего автомобиля. В первую очередь определитесь для себя чего именно вы хотите, и какую роль в вашей жизни играет коробка переключения передач.

Если на протяжении всей статьи вы не поняли намека на то, что дешево и сердито купить коробку передач с вариатором для своего автомобиля, вы можете только у нас, то заявляем вам об этом прямо и приглашаем оставить запрос на страницах нашего сайта.

Для того, чтобы наглядно показать работу бесступенчатой коробки передач, мы продемонстрируем вам этот ролик, в котором 2-х литровый Mitsubishi Lancer с коробкой CVT плавно набирает скорость. Следите за стрелкой спидометра и тахометра.

Как правильно пользоваться вариатором

Принцип управления вариатором такой же, как автоматической коробкой передачи. Обе коробки имеют по две педали (газ и тормоз ). При управлении автомобилем с вариатором, вы не услышите и не почувствуете переключение передач — оно просто повышает и понижает частоту вращения двигателя по мере необходимости, вызывая более высокие скорости вращения двигателя для лучшего ускорения и более низкие обороты для лучшей экономии топлива во время режима «круиз».

Многие автомобилисты первый раз сев за руль автомобиля с вариатором в глаза первым бросается то, что автомобиль звучит совсем по другому. Когда вы резко нажимаете на педаль газа, двигатель работает так же, как и на скользящей муфте или неисправной автоматической коробке передач. Это нормально — вариатор регулирует частоту вращения двигателя, чтобы обеспечить оптимальную мощность для ускорения. Некоторые вариаторы запрограммированы на поэтапное изменение соотношений, чтобы они больше походили на обычную автоматическую коробку передач. В управлении автомобилем в вариативной трансмиссией нет никаких отличий от управления автомобилем с автоматической коробкой передач.

Устройство вариатора

Вариатор как коробка передач включает в себя следующие элементы:

• механизм, передающий крутящий момента и разъединяющий коробку передач и двигатель (нейтральное положение);
• собственно вариатор;
• механизм, обеспечивающий движение задним ходом (реверс);
• блок управления.

Для передачи крутящего момента и разъединения вариатора и двигателя могут быть использованы:

• центробежное автоматическое сцепление («Transmatic»);
• электромагнитное сцепление с электронным управлением ( «Hyper»);
• многодисковое мокрое сцепление с электронным управлением ( «Multitronic», «Multimatic»);
• гидротрансформатор («Autotronic», «Ecotronic», «Extroid», «Lineartronic», «Multidrive», «Xtronic»).

Последний вариант является самым популярным, потому что гидратрансформатор обеспечивает плавность работы механизма при передаче крутящего момента, следствием чего является больший ресурс вариатора.

В автомобильных вариаторных коробках передач применяют электронное управление, основными функциями которого являются:

• осуществление изменения передаточного отношения вариатора в соответствии с режимами работы двигателя;
• управление гидротрансформатором/сцеплением;
• обеспечение работы планетарного редуктора.

Непосредственное же управление вариатором водитель производит при помощи рычага селектора. Режимы управления аналогичны режимам обычной АКПП. Также в CVT может быть реализована возможность выбора фиксированных передаточных отношений (аналог функции «Tiptronic»). Наличие данной функции в первую очередь позволяет преодолеть негативное восприятие многими водителями постоянной скорости вращения двигателя при разгоне. У ряда производителей данная функция называется иначе: «Sportronic» у «Mitsubishi», «Autostick» у Chrysler.

Какой тип трансмиссии надежнее: автомат, робот или вариатор

При покупке нового автомобиля следует ориентироваться не только на марку, бренд и экстерьер. Важно получить информацию обо всех основных узлах и агрегатах. Это поможет сделать лучший выбор в соотношении цена/качество, а также подобрать машину с учетом личных интересов.

Трансмиссия – важнейший конструктивный узел современных машин. Все чаще автомобилисты вместо традиционной «механики» отдают предпочтение использованию автоматической коробки переключения передач (АКПП), а также ее разновидностям: вариатору (CVT) и роботу (РКПП). Но какой вариант лучше и при каких условиях?

Разновидности автоматической КПП

Существует 3 основных вида агрегатов:

1. Гидротрансформатор (классический вариант);
2. Вариатор (CVT – бесступенчатая коробка);
3. Робот (сочетающий достоинства механики и автомата).

Каждый из них имеет свои сильные и слабые особенности.

Гидротрансформатор

Обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя к колесам за счет циркулирующего по замкнутому кругу трансмиссионного масла, находящегося под постоянным давлением.

Очевидные плюсы классической коробки-автомат:

• удобство управления;
• возможность переключения передач в ручном режиме;
• надежная защита двигателя от перегрева.

• повышенная стоимость автомобиля (в среднем на 1000 – 1500 долларов США);
• дороговизна техобслуживания (ТО);
• увеличенный расход бензина или дизтоплива;
• недоступность буксировки на большие расстояния.

Вариатор

Бесступенчатая трансмиссия (CVT). Отличительная особенность – нет фиксированных передач, соответственно, нет и переключений. Передаточное число меняется постоянно с учетом скоростного режима движения и дорожных условий. По мнению экспертов MotorPage.Ru, главные козыри такой коробки заключаются в плавности хода и отличной разгонной динамике.

Помимо указанных есть и другие преимущества:

• экономичность;
• комфортное управление;
• отличная приемистость и плавный разгон;
• малые габариты и незначительная масса агрегата.

• дороговизна ремонта и ТО;
• повышенный уровень шума в салоне;
• увеличенный износ деталей при резких разгонах, агрессивном стиле езды;
• ограниченный эксплуатационный ресурс (пробег меньше, чем у стандартного автомата).

Роботизированная коробка

Фактически является «доработанной механикой». Только процессом переключения передач вместо водителя управляет электронный блок управления (ЭБУ) с сервоприводами.

• меньше затраты на ТО;
• доступная цена агрегата;
• пониженный расход топлива.

• замедленный отклик;
• рывки и толчки в момент включения скоростей;
• при длительных остановках (например – в пробке) необходимо постоянно переключаться на режим «N» (нейтральная передача), чтобы избежать перегрева сцепления.

Какой выбор сделать

У всех вышеперечисленных типов автоматических трансмиссий есть сильные и слабые стороны. Выбор коробки передач необходимо делать с учетом планируемого использования авто – предполагается ли, в основном, эксплуатация машины в условиях мегаполиса или на гоночных трассах с асфальтобетонным покрытием, либо по проселочным дорогам.

В качестве городского транспорта лучше подойдут модели с гидротрансформатором. Эта трансмиссия достаточно надежна и способна выдержать холодные старты, быстрые разгоны, а также резкие изменения скоростного режима. КП с гидротрансформатором хорошо себя ведут при поездках по сложно пересеченной местности и в условиях пробок. Длительные стоянки в последних не пугают АКПП, трансмиссия не перегревается. Если правильно эксплуатировать транспорт с такой коробкой передач, то можно проехать сотни тысяч километров без капитального ремонта.

Специалисты Мотрпейдж отмечают, что если авто приобретается преимущественно для городского режима эксплуатации, то стоит взвесить все за и против насчет роботизированной коробки передач. Замедленное движение с частыми остановками в пробках негативно сказывается на работе агрегата. РКПП хорошо себя ведет при езде за городом и на повышенных скоростях.

Вариатор тоже требует дополнительных раздумий, если машина нужна преимущественно для езды в городских условиях. Автовладельцу с умеренной манерой вождения, который не любит быстрые старты, резкие разгоны и не грешит высокими скоростями, CVT прослужит исправно. В противном случае перегрев трансмиссии приведет к скоропостижной поломке агрегата и дорогостоящему ремонту.

Подведем итог

Выбирая автомобиль с одной из коробок передач, водитель должен заранее взвесить свои ожидания, чего именно ему хочется от машины: спокойной и размеренной эксплуатации по маршрутам города или иметь возможность погонять наперегонки с товарищами, или же много путешествовать (в том числе – по бездорожью)?

Только определившись с целью, стоит принимать решение о выборе конкретной модели с той или иной коробкой передач.

Плюсы и минусы «коробки» вариатор

Сам принцип работы вариатора определяет преимущества автомобилей с CVT:

• исключительная плавность разгона, недостижимая никакими другими видами ступенчатых трансмиссий (в том числе в самых современных разработках автоматических коробок передач);
• топливная экономичность: в CVT отсутствуют потери на переключение передач, и, значит, мощность двигателя используется с максимальной эффективностью в смысле потребления топлива. Правда на практике оказывается, что экономию топлива в автомобилях с вариатором по сравнению с машинами, оборудованными современными АКПП ощутить затруднительно;
• более быстрый разгон – по времени разгона вариаторы особого преимущества не дают, но в сочетании с плавностью набора скорости создают яркие впечатления от процесса ускорения.

• ограниченный ресурс устройства – в несколько раз меньший, чем у автомобилей с механической коробкой передач;
• низкий уровень ремонтопригодности: отремонтировать вариатор можно далеко не везде, так как настоящих специалистов по CVT сравнительно немного. К тому же запасные части к вариаторам (в особенности привод) стоят дорого;
• не дешёвое техническое обслуживание – замена масла (а это 5-6 литров специального масла) каждые 60 тыс. км пробега и приводного ремня (100 тыс.км).