Врятовано або безступінчата автоматична коробка передач, ще недавно вважалася дивиною, все частіше пропонується в сучасних модифікаціях моделей. Так, установка варіатора часто присутня в нових автомобілях Ауді, Ніссан, Тойота, Хонда, Мітсубісі і інших провідних автомобільних марок світу. Давайте розглянемо, що ж хороший варіатор, який принцип роботи даного виду АКПП і які плюси і мінуси в порівнянні з класичним автоматом.
Навіть не будучи власником авто з варіативної коробкою, багато переглядаючи автомобільні видання або таблиці, в яких зібрані технічні характеристики, напевно зустрічали слово варіатор. До автоматичних коробок перемикання передач все вже звикли, а до механічних тим більше. Варіатор ж виявляється на слуху у більшості обивателів рідше. Хоча він не є якоюсь новою розробкою сучасних автокомпаній, а винайдений був ще кілька століть тому.
Найперший варіатор придумав не хто інший, як Леонардо да Вінчі в 1490 році, а патент на даний агрегат був виданий в другій половині ХIХ століття. Варто зауважити, що здатний їздити автомобіль з такою трансмісією вперше з'явився тільки через п'ятсот років після її винаходу - в 50-х роках ХХ століття. Варіатор встановлювали на легкові машини марки DAF (тоді цей виробник ще займався випуском легковиків поряд з вантажівками). Згодом чимось подібним оснащували і деякі моделі автомобілів Volvo, але широкого поширення такий вид АКПП не отримав, на відміну від теперішнього часу.
пристрій варіатора
Варіатор, або по-англійськи continuously variable transmission (CVT), зовні являє собою ту ж автоматичну коробку передач. На вигляд неможливо визначити, що в машині встановлений саме він, адже важіль його нічим не відрізняється від важеля звичайної класичної АКПП, навіть режими трансмісії ті ж: P, R, N, D. Однак принцип роботи варіатора зовсім інший, в ньому немає звичного, фіксованої кількості передач, таких як 1-а, 2-я і так далі. Передач в вариаторе сила-силенна, вони постійно варіюються, звідси і назва самого пристрою. Саме тому немає ніяких поштовхів ні при рушанні автомобіля з місця, ні при переходах з одних оборотів на інші. Варіатор в процесі їзди машини, в міру її розгону і уповільнення, плавно і акуратно змінює передавальне число.
Принцип роботи варіатора
Серед воротарів є багато типів, в залежності від пристрою. Це і ланцюгові, кліноременниє і тороїдальні, але зустрічаються і інші види приводу. Найпоширеніший серед них тип варіатора - кліноременний зі шківами змінного діаметру, про який і піде мова далі.
Щоб було трохи зрозуміліше, як влаштований такий варіатор, можна уявити собі дві однакові трубки, розташовані паралельно і недалеко один від одного. Якщо стягнути їх гумкою і почати крутити одну з них, то відразу буде розкручуватися і інша, причому швидкість їх буде однакова. Однак якщо трубки будуть різного діаметру, то співвідношення швидкостей буде зовсім інша - більш широка трубка буде крутитися повільніше.
Принцип роботи варіатора такий же, тільки діаметр таких ось циліндрів у нього постійно змінюється. Він складається з двох шківів, кожен з яких представляє собою пару конусів, розташованих вершинами один до одного. Між цими шківами затиснутий спеціальний клиновий ремінь.
Кожна пара конусів, рухаючись в напрямку один до одного і назад, змінює робочий діаметр шківів. Коли конуси будуть розсуватися, ремінь, звернений до них ребрами, буде провалюватися в середину шківа і огинати його по меншому радіусу. При русі конусів один до одного радіус вийде, навпаки, більший.
Управляє шкивами зазвичай гідравлічна система, яка строго синхронізує зближення конусів одного шківа і розбіжність конусів іншого. Один з шківів розташований на ведучому валу, що йде від двигуна, а другий - на відомому, що йде до коліс. Завдяки цьому можливо налагодити зміна передавального відношення в дуже широкому діапазоні.
Для забезпечення можливості здійснення автомобілем заднього ходу в коробці-вариаторе передбачений спеціальний вузол, який змінює напрямок обертання вихідного валу. Цим вузлом може бути, наприклад, планетарна передача.
ремінь варіатора
Особливої уваги потребує питання про те, який же ремінь використовується в вариаторе. Тому що звичайний текстильний прогумований ремінь, який використовується для приводу генератора або кондиціонера та інше подібному обладнанні, тут не підійде, так як його ресурс буде дуже маленьким - він скоро зноситься. Кліноременниє варіатори мають ремені з вельми складною будовою.
Як ременя може бути використана стрічка зі сталі зі спеціальним покриттям або сукупність сталевих стрічок (тросів) зі складним перетином, з нанизаним на них безліччю тонких сталевих пластинок у формі трапеції. Краї цих платівок стикаються зі шківами. Варто відзначити, що саме такий пристрій дозволяє ременя мати штовхають властивості, здатність передавати потужність не тільки тієї своєї частиною, яка біжить до ведучого валу, а й зворотного. У цій ситуації звичайний ремінь просто б склався, спробувавши передати стискуюче зусилля, а сталевий, навпаки, стає більш жорстким.
Також виступати в ролі ременя варіатора може і широка сталева ланцюг з пластин, своїми краями контактує з конусами шківів. Такий ремінь, зокрема, використовується в варіатора, що встановлюються на автомобілі Audi.
фото варіатор з ланцюговим приводом
Мастило ланцюга здійснюється особливою рідиною, яка здатна змінювати свій фазовий стан при сильному тиску на неї в місці, де вона стикається зі шківом. Тому ланцюг здатна передавати досить велике зусилля, майже не прослизаючи, хоч площа контакту зовсім невелика.
Чим гарний варіатор
Залежно від того, яка програма обрана, варіатор буде самостійно міняти при розгоні передавальне число. При їзді на автомобілі зі звичайною коробкою здійснюється поступове переключення передач і збільшення оборотів двигуна. А автомобіль з варіатором набирає швидкість на незмінних оборотах, відповідних максимальну величину крутного моменту. Змінюється при цьому передавальне відношення.
Тим, хто пересяде з машини, що працює зі звичною коробкою передач, на авто з варіатором, буде напевно некомфортно набирати розгін. Адже, після натискання водієм педелі газу двигун виходить відразу на високі обороти, і протягом всього набору швидкості продовжує залишатися на них, при цьому двигун працює на високих оборотах, видаючи досить відчутний рев. Зате темп розгону у таких автомобілів вище, ніж у машин з традиційною АКПП, і це можна віднести в плюси варіатора.
Іноді настройки варіатора роблять такими, що розгін з його допомогою по відчуттях нагадує розгін з ростом оборотів двигуна. Звичайно, коли автомобіль рухається в гору або сповільнюється, варіатор не залишиться на високій передачі, навіть якщо натискати педаль газу. Його шківи просто пересунутися назад для підвищення вихідного крутного моменту.
На деяких машинах існує можливість встановлювати режим з певною кількістю так званих «віртуальних» передач, між якими варіатор буде переключатися подібно класичної АКПП. В такому випадку можна перемикати ці встановлені передачі навіть самостійно, як на коробці-автомат з наявністю ручного послідовного режиму.
мінуси варіатора
Незважаючи на таку велику кількість переваг, варіатор не позбавлений і недоліків. Одна з проблем - нездатність працювати з більш сучасними потужними двигунами, тому варіатори і почали поширюватися переважно в автомобілях компактного і середнього класу.
Однак не можна не відзначити, що створюються і такі варіатори, які здатні на більше. Наприклад, кліноременний варіатор з ланцюгом Multitronic успішно працює на Audi A4 2.0 TFSI, потужність двигуна якого становить 200 к.с.. А позашляховик Nissan Murano з двигуном V6 на 3,5 літра, що розвиває 234 к.с., оснащується кліноременним варіатором X-Tronic. Це мало не найбільша і грунтовна модель, на яку встановлюється варіатор. І при сучасному розвитку технологій це, швидше за все, ще не межа.
Ще одним недоліком воротарів є їх дороге обслуговування і ремонт, а також потреба у спеціальній трансмісійної рідини, яка теж обходиться недешево. Для працюючого на ремені варіатора заміна ременя потрібно кожні 100-150 тисяч км пробігу. Заміна масла на вариаторе може проводитися трохи рідше, ніж в коробках-автомат (раз в 40-50 тисяч км), але і коштує воно набагато дорожче.
Незважаючи на зазначені мінуси, варіатори все-таки набувають все більшої популярності, причому вартість їх нижче, ніж хороших автоматичних коробок.
Завдяки тому, що в вариаторе число передач не обмежена, двигун отримує можливість працювати на найсприятливіших для нього режимах, будь то необхідність сильного і різкого розгону або неспішність при спокійному русі. Тому моделі, оснащені безступінчатими автоматичними коробками передач, вважаються високоекономічними і в той же час володіють високою динамікою.
важіль селектора CVT Lancer Cedia
Варто також відзначити, що в останні роки йде тенденція до збільшення кількості передач в коробках-автомат. Новітні моделі автоматичних трансмісій для легкових автомобілів налічують вже 8 і навіть 9 ступенів. Такі заходи вживаються якраз для досягнення максимально можливої паливної вигоди і динаміки розгону. Не виключено, що в найближчому майбутньому почнуть з'являтися АКПП з десятьма, а то і з дванадцятьма ступенями. Але все ж варіатори вже давно займають те місце в автомобільному світі, куди звичайним автоматичних коробок передач з їх планетарними передачами-перемикачами не добратися ніколи. Тому що кількість передач, наявних у варіатора, порахувати просто неможливо.