Принцип работы вариатора ауди
Обновлено: 02.05.2024
Если вы ищете ауди с автоматом, то вы должны быть бдительными. Купить коробку передач Multitronic, легко по ошибке.
Поэтому давайте узнаем на что обратить внимание, и почему это плохая трансмиссия?
Что представляет собой трансмиссия Multitronic?
Multitronic является торговой маркой автоматической трансмиссии Audi, и в принципе это вариатор с большим передаточным соотношением в определенном диапазоне, поэтому не буду описывать его принцип работы.
В чем проблема трансмиссии Audi Multitronic?
Прежде всего, вариатор не рассчитан на динамичное и резкое вождение. Многорядная цепь выдерживает около 300 Нм крутящего момента в ранних версиях и до 400 Нм в более новых, но это предельные значения. Чем больше крутящий момент приближается к максимальному значению, тем быстрее цепь изнашивается. То же самое относится и к шкивам.
В основном вариаторы установлены на бензиновых двигателях, хуже, когда они стоят на дизеле. Мало того, что крутящий момент высокий уже на низких оборотах, так он и растет довольно быстро. И, прибавляя к этому резкое ускорение, мы получаем преждевременный износ вариатора.
Еще одной проблемой, уже со стороны водителей, является халатность – связанная с редкой заменой масла, которое нужно менять до 60 000 км, и не реже раза в год.
Поломки Multitronic
Вопреки внешнему виду, очень часто происходит сбой контроллера коробки, который не несет никаких нагрузок, поэтому это следует считать недостатком производителя.
В случае износа шкивов или цепи обычно заменяются. В случае серьезной задержки замены масла, вся коробка передач может выйти из строя и не подлежать ремонту.
Основные симптомы выхода из строя трансмиссии Multitronic:
- скачки оборотов на малых скоростях (до 50 км/ч),
- на панели приборов загораются все позиции передач (PRND) одновременно,
- глохнет двигатель после включения режима движения (D),
- потеря заднего хода,
- автомобиль двигается в нейтральном режиме (N).
Ремонт или покупка подержанной коробки передач Multitronic?
По сути, все сводится к простому экономическому расчету и тому, хотите ли вы продолжать использовать свой автомобиль или продать его.
Популярность Audi достаточно высока, и это делает рынок подержанных и новых запчастей, достаточно доступным и по приемлемым ценам.
Стоит ли бояться коробки передач Multitronic?
С одной стороны стоит, потому что даже после 100 тыс. км, они почти наверняка выходят из строя. Тем не менее, это часто не износ, а отказ контроллера. Его замена решает проблему и стоит недорого. Конечно есть случаи и неплохого пробега (до 300 000 км) без ремонта коробки передач и на автомобилях с двигателями TDI (дизели), но это зависит от своевременного обслуживания, и стиля вождения.
Поэтому зная, что неожиданно вам может потребоваться потратить несколько тысяч на ремонт, вы можете купить автомобиль с коробкой передач Multitronic и наслаждаться поездкой.
В каких моделях Audi использовалась трансмиссия Multitronic?
Производство этого типа трансмиссий было завершено в 2016 году.
Он всегда устанавливался на автомобили с передним приводом и продольно установленным двигателем, поэтому он был ограничен моделями A4, A5, A6, A7 и A8. (Стоит помнить, что он Multitronic не использовался с приводом Quattro).
Вот модели, в которых использовался этот вариатор:
Как узнать, установлена ли в автомобиле трансмиссия Multitronic?
Визуально определить невозможно, но вы можете распознать этот тип трансмиссии, заглянув под капот (по расположению двигателя).
Вариатор Мультитроник разрабатывался силами инженеров компании LuK и Ауди. К серийному использованию приступили только в 2000 году, когда вариатор начали ставить на Ауди А4, А6 и А8. Причем устанавливали на довольно внушительные агрегаты на 1,8 – 3,0 литра.
Также важно помнить, что у мультитроника нет фиксированных передаточных отношений.
И да, кроме этого у вариатора имеется специальная опция: Tiptronic, имитирующая классические 6 передач.
Рекомендуем заглянуть к нам на YouTube, где можно увидеть разборку вариатора Ауди Мультитроник (01J), который мы демонтировали с Ауди А4 2003 года выпуска.
Смена фильтра и масла
ATF для мультитроника придется менять уже через 60 тысяч. Оптимальным выбором масля для вариатора является G052180A2.
Интересная конструкционная особенность: мультитроник имеет пару фильтров. Первый располагается в корпусе, поэтому вам придется полностью разобраться его. Второй же располагается в линии подачи масла для охлаждения, его меняют лишь в той ситуации, когда в масле можно увидеть посторонние вкрапления. И его не купить отдельно, он продается исключительно в комплекте со всеми масляными трубками, и цена на него вполне приличная – порядка 280 долларов.
Пару слов о надежности мультитроника
Все дело в том, что инженеры обеих компаний доводили до ума вариатор до последних лет его выпуска. Если говорить про самые первые варианты, которые ставили на авто до 2005 года, то они просто отвратительные. Если мультитроник прожил 100 тысяч – это равносильно чуду. У подавляющего большинства вариаторов появлялись глюки сразу после смены трансмиссионной жидкости. Также были и конструкционные огрехи, например, блоки клапанов получились крайне неудачными. Доходило даже до того, что мультитроники, которые устанавливались на дизеля и бензиновые ДВС 3.0 литра, менялись по гарантии.
Основная загвоздка в том, что трудно выделить какой-то отдельный компонент, поменяв которой, мультитроник смог бы работать нормально. Все компоненты были проблемными. К примеру, если по какой-то причине в системе снизится уровень масла, то даже пара часов езды будут губительны для вариатора.
Также снижают срок службы мультитроника следующие факторы:
Установка в пару с мощным мотором.
Частые наборы скорости.
Понять о выходе вариатора из строя можно по вполне стандартным симптомам: подергиванию при наборе скорости, неуверенном трогании, проблемами с ездой на низкой скорости, появлению пробуксовок во время езды. Кроме этого в работе двигателя появится низкий гул, а также огромное количество самых разных ошибок. В принципе, в мультитронике заменимо все, за исключением ЭБУ. В стартовых версиях вариаторов, выпускаемых до 2005, при переборке придется поменять и блок гидроклапанов, пускай он в идеальном состоянии.
Буксировка авто
Изначально задумывалось, что при буксировке, когда двигатель выключен, передаточное отношение будет равно 1. И если бы все действительно было так, то автомобиль буксировался бы на 50 км с максимальной скоростью в 50 км/ч.
И в целом, история знает случаи успешного буксирования, но это скорее исключение из правил, поскольку обычно, при незаведенном моторе, мультитроник генерирует предельное передаточное отношение, будто авто движется на 1-й передаче. Это и является главной причиной нагревания.
Конструкционные особенности
Маховик с демфером/ДММ
Крутящий момент от мотора попадает на мультитроник посредством маховика, либо ДММ, который установлен только на четырехцилиндровых силовых агрегатах.
Фрикционные муфты
С маховиком мультитроник соединен с помощью фрикционных муфт. Установлена пара пакетов: на оба типа хода. В пакеты входит множество дисков, которые отвечают за две функции: сцепление между мотором и мультитроником, а кроме этого сменяют тип движения.
При замыкании муфты переднего хода, блокируется редуктор, поскольку они неразделимы и вращаются вместе. Если активируется фрикцион заднего хода – останавливается коронная шестерня, а крутящий момент переходит на водило. А это значит, что сторона его вращения становится обратной стороне движения коленчатого вала, благодаря этому автомобиль и может двигаться задним ходом.
Также фрикционы вполне могут функционировать почти без проскальзывания, что позволяет автомобилю плавно трогаться и передвигаться с малым ускорением. Кроме этого, минимальное проскальзывание фрикционов задействуется при низкой нагрузке на ДВС во время езды, что позволяет погасить колебания.
Промежуточная передача
Планетарная передача стыкуется с вариатором специальной передачей, предназначенной сохранить компактность мультитроника и адаптирующей его к разным моторам.
Бесступенчатый передаточный механизм
Данный узел мультитроника состоит из пары шкивов и цепи. В принципе, шкив – просто пара дисков, сжимаемых гидроцилиндрами. Если в них отсутствует давление, то их начинает поджимать цепь специальными пружинками: в ведущем находится витая, а во втором – еще одна тарельчатая. Простая и надежная конструкция.
Чтобы довести крутящий момент, в мультитронике установлена цепь. И да, многие компании в данном механизме задействуют ремень. Но инженеры Ауди решили иначе, поскольку в большинстве случаев, цепь показывает себя лучше ремней. Да и она весьма гибкая, поскольку у нее минимальный радиус обкатки, таким образом можно увеличить количество передаточных отношений.
Цепь мультитроника состоит из пластин, соединенных осями. Они слегка выпирают и выступающие концы уперты в поверхность шкива.
Регулировка передаточных отношений
Хитроумная начинка мультитроника во время езды ведет оценку стиля вождения и выбирает оптимальное передаточное отношение. Само собой, на обоих валах установлены датчики. Так, ЭБУ получает текущие показатели и сравнивает их с заданными, после чего меняет передаточное отношение, что позитивно сказывается на удобстве вождения. Проще говоря, передаточные отношения будут меняться, поскольку зависят от скорости передвижения и ускорения автомобиля. Еще электроника учитывает и профиль дорожного полотна (движение в гору, спуск, езда по ровной поверхности), а кроме этого текущую программу: спорт, стандарт или экономия.
Кстати говоря, контролирует шкивы всего один электронный клапан (N216), отвечающий за подачу масла под давлением в 5 бар. Поскольку он электронный, то вполне логично, что он управляется током. ЭБУ отвечает за проводку масла посредством данного клапана, благодаря чему нагнетается необходимое давление, влияющее на клапан UV, его предназначение – контроль передаточного отношения. На практике это выглядит следующим образом:
Когда на указанный клапан подано давление менее 1,8 бара, оно направляется на гидравлический цилиндр основного шкива, а затем выдавливает масло в картер. Таким образом снижается передаточное отношение, а скорость автомобиля – возрастает.
Давление в пределах 1,9-2,2 бара никак не влияет на клапан, он остается закрытым.
Подача давления, превышающего 2,2 бара, передается на гидравлический цилиндр второстепенного шкива, из которого стравливается. Это вызывает возрастание передаточного отношение, а скорость автомобиля – снижается.
Контроль силы прижима дисков
Этот показатель безостановочно регулируется, дабы не случилась проскальзывание цепи мультитроника. Во время езды данный параметр замеряется, за что отвечает специальный датчик. Более того, данный датчик – это не сенсор, замеряющий какую-то конкретную величину. Это целый механизм, отвечающий за регулировку силу прижима. Принцип функционирования – очень прост: он должен сбалансировать давление в гидроцилиндре основного шкива и в полости поршня. С усилением крутящего момента, усиливается и давление поршня на гидроцилиндр, который давит на конусы шкива. Аналогичная ситуации происходит и во время уменьшения крутящего момента.
Само собой, столь громоздкая система – полностью механическая и базируется на постоянной смене сечения отверстий, по которым поступает масло. Сечение регулируется специальной кромкой, перекрывающей их при необходимости.
Электрогидравлический блок
Элегантное и интересное решение немецких инженеров. Они соединили масляный насос, ЭБУ и блок клапанов. Получившийся блок стыкуется с селектором коробки небольшим тросом. Получается, что вовремя смещение селектора приводит к смещению штока изменения передач. А сам шток контактирует с золотником, отвечающим за смену режима езды, кроме этого с блокиратором мультитроника и позиционером.
В данном блоке установлено 12 клапанов: 9 гидравлических и 3 электромагнитных. Вторые отвечают за охлаждение фрикционов, а также управляют предохранительным гидроклапаном. Один из данных клапанов (N215) занимается подачей давления на гидроклапан, который управляет фрикционами. А еще один электроклапан (N216) отвечает за смену передаточных отношений.
За давление отвечает специальный клапан предварительного давления.
Узлы в мультитронике, чаще других доставляющие головную боль автолюбителям
Чаще всего дает о себе знать износившаяся цепь. От сильного износа начинают стачиваться края осей. Более того, даже небольшого износа хватит для того, чтобы цепь проскользнула и задрала поверхность шкивов. Ну и да, поскольку это цепь, то она с течением времени обязательно растянется.
Проблемы со шлицами датчика крутящего момента. Проблема в том, что они очень быстро изнашиваются. Также этот датчик частенько клинит, причем на ровном месте. В таком случае потребуется покупать новый ведущий шкив.
Кроме этого автолюбители нередко сталкиваются с сильным износом фрикционом муфты переднего хода. Это случается из-за частого буксования, агрессивной езды. Хотя нет, износ – не самое правильное определение, поскольку фриционы скорее полируются до зеркального блеска. Аналогичная ситуация и с дисками, которые зажаты между ними.
Выход из строя планетарного редуктора – еще одна весьма распространенная неисправность. Случайные пробуксовки перегружаются оси редуктора. Т.е. они разрушают посадочные места, затем их перекашивает, и они разбивают солнечную шестерню.
Уменьшение давления в эжекционном насосе, который по паре трубок нагнетает давление к муфтам. Неисправность кроется в колечке из тефлона, которое служит для уплотнения. С течением времени оно начинает пускать масло, из-за чего снижается давление, необходимое для нормальной работы мультитроника. Понять об этом очень просто. Автомобиль перестает нормально ехать, в прямом смысле слова. Только если вжать педаль газа до упора – авто медленно, но начнет набирать скорость.
Крайне редко, но иногда автолюбители сталкиваются и с перегревом ЭБУ. Правда, в 2003 блок доработали, и эта проблема исчезла.
От сильной вибрации в блоке управления сыпется пайка, от этого мультитроник переходит в аварийку. Почти всегда пайка подлежит восстановлению.
Примеси в масле негативно сказываются на работе соленоидов-регуляторов, которые и без этого не отличаются качеством.
Нужна новая автоматическая коробка на любое авто? Нужная модель отыщется в нашем каталоге.
Переходите по этой ссылке, если вас интересуют запчасти с авторазборки определенных моделей Ауди.
Трансмиссия вариаторного типа из салона недвижущегося авто практически неотличима от привычного автомата. Здесь видны рычаг селектора и знакомые буквы P-N-D-R, отсутствует педаль сцепления. Как же устроена бесступенчатая трансмиссия CVT в современных автомобилях? В чем отличие тороидального и клиноременного вариатора? Об этом пойдет речь в нижеследующей статье.
Вариатор – бесступенчатая трансмиссия
Среди разновидностей трансмиссий выделяется бесступенчатый вариатор, отвечающий за передачу крутящего момента. Сначала небольшая историческая справка.
История вариатора
Когда речь заходит о предыстории вариаторного устройства, упоминается личность Леонардо да Винчи (1452–1519). В работах итальянского художника и ученого можно найти первые описания серьезно поменявшейся к XXI веку бесступенчатой трансмиссии. Мельникам Средневековья также был известен положенный в основу устройства принцип. Используя ременную передачу и конусы, мукомолы вручную воздействовали на жернова и изменяли скорость их вращения.
До появления первого патента на изобретение прошло без малого 400 лет. Речь идет о запатентованном в 1886 году в Европе тороидальном вариаторе. Успешное использование вариаторных трансмиссий на гоночных мотоциклах привело к тому, что в начале XX века в рамках соревнований вводился запрет на участие оснащенной вариаторами техники. Для сохранения здоровой конкуренции подобные запреты давали о себе знать на протяжении всего прошлого столетия.
Первое применение автомобильного вариатора датировано 1928 годом. Тогда усилиями разработчиков британской компании Clyno Engineering был получен автомобиль с трансмиссией вариаторного типа. Ввиду неразвитости технологии машина не отличалась надежностью и высокой эффективностью.
Новый виток истории произошел в Голландии. Владелец концерна DAF Ван Дорн разработал и внедрил конструкцию Variomatic. Продукция завода – это первый вариант массового применения.
Сегодня всемирно известные компании из Японии, США, Германии активно практикуют установку бесступенчатых трансмиссий на автомобили. Чтобы отвечать условиям времени, устройство постоянно совершенствуется.
Что такое CVT
Виды вариаторов
Элементом конструкции, отвечающим за передачу крутящего момента от ведущего вала к ведомому, могут быть клиновидный ремень, цепь или ролик. Если в качестве основания для классификации выбрать указанную конструктивную особенность, то получатся следующие варианты CVT:
- клиноременный;
- клиноцепной;
- тороидальный.
Указанные виды трансмиссий применяются преимущественно в автомобильной индустрии, хотя вариантов устройств, отвечающих за плавное изменение передаточного отношения, гораздо больше.
Зачем нужна бесступенчатая передача
Благодаря бесступенчатой передаче ДВС в любой момент своей работы будет передавать крутящий момент без задержек. Такие задержки происходят при изменении передаточного отношения. Например, когда водитель переводит рычаг МКПП в другое положение или автоматическая коробка передач выполняет свою работу. За счет непрерывной передачи авто плавно набирает скорость, возрастает КПД мотора, достигается определенная экономия топлива.
Устройство и принцип работы вариатора
Вопросы о том, каково устройство вариатора и каков принцип его работы, будут разобраны подробнее. Но сначала необходимо обозначить, каковы основные элементы конструкции.
Основные компоненты
В состав вариаторной трансмиссии входят ведущий и ведомый шкивы, соединяющий их ремень (цепь или ролик), система управления. Шкивы расположены на валах и выглядят как две половинки конической формы, обращенные друг другу вершинами конусов. Особенность конусов состоит в том, что они могут сходиться и расходиться в заданном диапазоне. Точнее, двигается один конус, а другой остается неподвижным. Движение шкивов на валах контролируется системой управления, которая получает данные от бортового компьютера автомобиля.
Также основными компонентами CVT являются:
- гидротрансформатор (отвечает за передачу крутящего момента от двигателя на первичный вал трансмиссии);
- гидроблок (подает масло к вращающимся шкивам);
- фильтры для защиты от выработки металла и отложений;
- радиаторы (отводят тепло от коробки);
- планетарный механизм, обеспечивающий реверсное движение авто.
Клиноременный вариатор
Клиноременной вариатор представлен двумя сдвигающимися и раздвигающимися шкивами, соединенными металлическим ремнем. За счет уменьшения диаметра ведущего шкива происходит одновременное увеличение диаметра ведомого, что свидетельствует о понижающей передаче. Увеличение диаметра ведущего шкива дает повышающую передачу.
Изменение давления рабочей жидкости влияет на перемещение конуса ведущего шкива. Ведомый шкив меняет диаметр благодаря натянутому ремню и возвратной пружине. Даже незначительное изменение давления в трансмиссии сказывается на передаточном отношении.
Устройство ремня
Ремень CVT в форме ленты состоит из металлических тросов или полос. Их количество может доходить до 12 штук. Полосы находятся друг над другом и скрепляются между собой при помощи стальных скоб. Сложная форма скоб позволяет не только скрепить полосы, но и обеспечить необходимый для работы трансмиссии контакт со шкивами.
Защита от быстрого износа обеспечивается покрытием. Оно же не дает ремню проскальзывать по шкивам во время работы. В современных автомобилях нерентабельно применять кожаные или силиконовые ремни по причине малого ресурса детали.
Клиноцепной вариатор
Клиноцепной вариатор похож на клиноременной, только роль передатчика между ведущим и ведомым валами играет цепь. За передачу крутящего момента отвечает торец цепи, который касается конической поверхности шкивов.
Благодаря большей гибкости клиноцепной вариант CVT обладает высоким КПД.
Принцип его работы точно такой же, как у трансмиссии с ременной передачей.
Устройство цепи
Цепь состоит из металлических пластин, каждая из которых имеет соединительные ушки. За счет подвижного соединения между собой пластины в конструкции цепи обеспечивают гибкость и сохраняют крутящий момент на заданном уровне. За счет расположенных в шахматном порядке звеньев цепь имеет высокую прочность.
Усилие на разрыв у цепи выше, чем у ремня. Пластины с ушками изготавливают из сплавов, противостоящих быстрому износу. Замыкаются они при помощи вкладышей, форма которых является полуцилиндрической. Конструктивная особенность цепей – они могут растягиваться. Этот факт сказывается на работе бесступенчатой трансмиссии, поэтому требует пристального внимания во время проведения планового ТО.
Тороидальный вариатор
Тороидальный тип коробки передач CVT встречается реже. Примечательная особенность устройства состоит в том, что вместо ремня или цепи здесь используются вращающиеся ролики (вокруг своей оси, маятниковыми движениями от ведущего шкива к ведомому).
Принцип работы заключается в одновременном передвижении роликов по поверхности половинок шкивов. Поверхность половинок имеют форму тороида, откуда и название трансмиссии. Если контакт с ведущим диском реализуется на линии наибольшего радиуса, то точка контакта с ведомым диском будет лежать на линии наименьшего радиуса. Такое положение отвечает режиму повышающей передачи крутящего момента. При перемещении роликов к ведомому валу происходит понижение передачи.
Вариатор в автомобилестроении
Автомобильные бренды разрабатывают свои варианты бесступенчатой трансмиссии. Каждый концерн именует разработку на свой лад:
Плюсы и минусы вариаторной коробки
Аналогично механике или автомату бесступенчатая коробка передач обладает положительными сторонами и недостатками. В качестве плюсов отмечаются:
Из минусов бесступенчатой трансмиссии обращают на себя внимание:
Ресурс вариатора
Нюансы эксплуатации (дорожные условия, стиль вождения) и частота проведения ТО вариаторной трансмиссии влияют на ресурс устройства.
При несоблюдении предписаний производителя, нарушении регламента регулярного обслуживания рассчитывать на длительный срок службы бесполезно.
Ресурс составляет 150 тысяч км, больше трансмиссия, как правило, не выхаживает. Есть единичные случаи, когда CVT в рамках гарантийного ремонта менялась на автомобилях, не прошедших 30 тысяч км. Но это исключение из правила. Главный узел, влияющий на срок службы, – ремень (цепь). Деталь требует водительского внимания, поскольку при сильном износе вариаторная коробка может полностью сломаться.
Выводы
Когда речь заходит об автомобилях, на которых действует бесступенчатая передача крутящего момента, возникает повод для негативных оценок. Причина – узел требует регулярного обслуживания, а ресурс его невелик. Вопрос о том, покупать ли авто с CVT, каждый решает самостоятельно. У трансмиссии есть преимущества и изъяны. В заключение можно дать предупреждающий комментарий – при покупке б/у авто, на котором стоит вариаторная коробка, нужно быть предельно внимательным. Владелец подержанной машины может скрыть особенности эксплуатации, а вариатор в этом плане – чувствительный вариант механической передачи.
Вариативная или бесступенчатая автоматическая коробка передач, еще недавно считавшаяся диковинкой, все чаще предлагается в современных модификациях моделей. Так, установка вариатора часто присутствует в новых автомобилях Ауди, Ниссан, Тойота, Хонда, Митсубиси и других ведущих автомобильных марок мира. Давайте рассмотрим, чем же хорош вариатор, каков принцип работы данного вида АКПП и каковы плюсы и минусы в сравнении с классическим автоматом.
Даже не будучи владельцем авто с вариативной коробкой, многие просматривая автомобильные издания или таблицы, в которых собраны технические характеристики, наверняка встречали слово вариатор. К автоматическим коробкам переключения передач все уже привыкли, а к механическим тем более. Вариатор же оказывается на слуху у большинства обывателей реже. Хотя он не является какой-то новой разработкой современных автокомпаний, а изобретен был еще несколько веков назад.
Самый первый вариатор придумал не кто иной, как Леонардо да Винчи в 1490 году, а патент на данный агрегат был выдан во второй половине ХIХ века. Стоит заметить, что способный ездить автомобиль с такой трансмиссией впервые появился только через пятьсот лет после ее изобретения – в 50-х годах ХХ века. Вариатор устанавливали на легковые машины марки DAF (тогда этот производитель еще занимался выпуском легковушек наряду с грузовиками). Впоследствии чем-то подобным оснащали и некоторые модели автомобилей Volvo, но широкого распространения такой вид АКПП не получил, в отличие от настоящего времени.
Устройство вариатора
Вариатор, или по-английски continuously variable transmission (CVT), внешне представляет собой ту же автоматическую коробку передач. С виду невозможно определить, что в машине установлен именно он, ведь рычаг его ничем не отличается от рычага обычной классической АКПП, даже режимы трансмиссии те же: P, R, N, D. Однако принцип работы вариатора совершенно другой, в нем нет привычного, фиксированного количества передач, таких как 1-я, 2-я и так далее. Передач в вариаторе огромное множество, они постоянно варьируются, отсюда и название самого устройства. Именно поэтому нет никаких толчков ни при трогании автомобиля с места, ни при переходах с одних оборотов на другие. Вариатор в процессе езды машины, по мере ее разгона и замедления, плавно и аккуратно меняет передаточное число.
Принцип работы вариатора
Среди вариаторов есть много типов, в зависимости от устройства. Это и цепные, клиноременные и тороидальные, но встречаются и другие виды привода. Самый распространенный среди них тип вариатора — клиноременный со шкивами переменного диаметра, о котором и пойдет речь далее.
Чтобы было немного понятнее, как устроен такой вариатор, можно представить себе две одинаковые трубки, расположенные параллельно и недалеко друг от друга. Если стянуть их резинкой и начать крутить одну из них, то сразу будет раскручиваться и другая, причем скорость их будет одинаковая. Однако если трубки будут разного диаметра, то соотношение скоростей будет совсем другое – более широкая трубка будет крутиться медленнее.
Принцип работы вариатора такой же, только диаметр таких вот цилиндров у него постоянно изменяется. Он состоит из двух шкивов, каждый из которых представляет собой пару конусов, расположенных вершинами друг к другу. Между этими шкивами зажат специальный клиновый ремень.
Каждая пара конусов, двигаясь в направлении друг к другу и обратно, изменяет рабочий диаметр шкивов. Когда конусы будут раздвигаться, ремень, обращенный к ним ребрами, будет проваливаться в середину шкива и огибать его по меньшему радиусу. При движении конусов друг к другу радиус получится, наоборот, больший.
Управляет шкивами обычно гидравлическая система, которая строго синхронизирует сближение конусов одного шкива и расхождение конусов другого. Один из шкивов расположен на ведущем валу, идущем от двигателя, а второй – на ведомом, идущем к колесам. Благодаря этому возможно наладить изменение передаточного отношения в очень широком диапазоне.
Для обеспечения возможности совершения автомобилем заднего хода в коробке-вариаторе предусмотрен специальный узел, который меняет направление вращения выходного вала. Этим узлом может являться, например, планетарная передача.
Ремень вариатора
Особого внимания требует вопрос о том, какой же ремень используется в вариаторе. Потому что обычный текстильный прорезиненный ремень, используемый для привода генератора или кондиционера и прочем подобном оборудовании, здесь не подойдет, так как его ресурс будет очень маленьким — он скоро износится. Клиноременные вариаторы имеют ремни с весьма сложным строением.
В качестве ремня может быть использована лента из стали со специальным покрытием либо совокупность стальных лент (тросов) со сложным сечением, с нанизанным на них множеством тонких стальных пластинок в форме трапеции. Края этих пластинок соприкасаются со шкивами. Стоит отметить, что именно такое устройство позволяет ремню иметь толкающие свойства, способность передавать мощность не только той своей частью, которая бежит к ведущему валу, но и обратной. В этой ситуации обычный ремень просто бы сложился, попытавшись передать сжимающее усилие, а стальной, наоборот, становится более жестким.
Также выступать в роли ремня вариатора может и широкая стальная цепь из пластин, своими краями контактирующая с конусами шкивов. Такой ремень, в частности, используется в вариаторах, устанавливаемых на автомобили Audi.
Смазка цепи осуществляется особой жидкостью, которая способна изменять свое фазовое состояние при сильном давлении на нее в месте, где она соприкасается со шкивом. Поэтому цепь способна передавать довольно большое усилие, почти не проскальзывая, хоть площадь контакта совсем небольшая.
Чем хорош вариатор
Минусы вариатора
Несмотря на такое большое количество достоинств, вариатор не лишен и недостатков. Одна из проблем – неспособность работать с более современными мощными двигателями, поэтому вариаторы и начали распространяться преимущественно в автомобилях компактного и среднего класса.
Однако нельзя не отметить, что создаются и такие вариаторы, которые способны на большее. Например, клиноременный вариатор с цепью Multitronic успешно работает на Audi A4 2.0 TFSI, мощность двигателя которого составляет 200 лс. А внедорожник Nissan Murano с двигателем V6 на 3,5 литра, развивающим 234 лс, оснащается клиноременным вариатором X-Tronic. Это чуть ли не самая крупная и тяжеловесная модель, на которую устанавливается вариатор. И при современном развитии технологий это, скорее всего, еще не предел.
Еще одним недостатком вариаторов является их дорогостоящее обслуживание и ремонт, а также потребность в специальной трансмиссионной жидкости, которая тоже обходится недешево. Для работающего на ремне вариатора замена ремня требуется каждые 100-150 тысяч км пробега. Замена масла на вариаторе может производиться чуть реже, чем в коробках-автомат (раз в 40-50 тысяч км), но и стоит оно гораздо дороже.
Несмотря на указанные минусы, вариаторы все-таки приобретают все большую популярность, причем стоимость их ниже, чем хороших автоматических коробок.
Благодаря тому, что в вариаторе число передач не ограничено, двигатель получает возможность работать на самых благоприятных для него режимах, будь то необходимость сильного и резкого разгона или неспешность при спокойном движении. Поэтому модели, оснащенные бесступенчатыми автоматическими коробками передач, считаются высокоэкономичными и в то же время обладающими высокой динамикой.
Стоит также отметить, что в последние годы идет тенденция к увеличению количества передач в коробках-автомат. Новейшие модели автоматических трансмиссий для легковых автомобилей насчитывают уже 8 и даже 9 ступеней. Такие меры принимаются как раз для достижения максимально возможной топливной выгоды и динамики разгона. Не исключено, что в ближайшем будущем начнут появляться АКПП с десятью, а то и с двенадцатью ступенями. Но все же вариаторы уже давно занимают то место в автомобильном мире, куда обычным автоматическим коробкам передач с их планетарными передачами-переключателями не добраться никогда. Потому что количество передач, имеющихся у вариатора, сосчитать просто невозможно.
Читайте также: