Что такое вариатор: принцип работы и отличия от автомата

Вариатор — бесступенчатая трансмиссия, CVT (Continuously Variable Transmission) — тип автоматической коробки переключения передачи (АКПП), которую устанавливают на многие современные автомобили. Она имеет кардинальные отличия в конструкции по сравнению с классическим «автоматом» и роботизированной КПП. Также отличия касаются рутинного использования, регламента и процедуры ремонта. В статье мы расскажем, как устроена бесступенчатая КПП, обратим внимание на особенности и критические точки, посоветуем, как правильно ездить на вариаторе, вспомним наиболее удачные модели, доступные сегодня.

Как вариатор попал в АКПП автомобиля

Изобретение вариатора, как и все технические изобретения, приписывают Леонардо Да Винчи. Действительно, схематично конструкция несложная. Самый утилитарный вариант, клиноременную передачу, устанавливали на мототехнику, легкую сельхозтехнику с середины 1940-х годов. А первый мотоцикл с ручным «вариком» и кожаным ремнем, Rudge-Multi 500сс, выехал на дорогу в 1910 году.

Первый серийный автомобиль на трансмиссии Variomatic такого типа показал голландский DAF. «Шустрый малый» DAF 600 при 19 л.с. разгонялся до 90 км/ч и радовал владельца расходом бензина — всего 6 л/100 км. Однако резиновый ремень передачи не выдерживал даже среднюю мощность — проскальзывал и рвался. Поэтому голландскому же инженеру Хуберту ВанДоорну (Hubert VanDoorn), по совместительству основателю DAF, пришлось изобрести стальной ремень.

Эту деталь называют стальной наборной лентой, клиновидной цепью и рядом других названий. С ней повысилась надежность: конструкция смогла «переваривать» крутящий момент от ДВС обычных легковых автомобилей мощностью 50–150 л.с.

Идею подхватили и развили другие производители.

• Audi в 1999 году представил многорядную цепь — вариатор с такой цепью назвали клиноцепным. Он передает до 330 Н/м момента.
• Тороидный вариатор получил путевку в жизнь от японских гигантов NSK и JATCO. Первые автомобили на тороиде Extroid — Nissan Cedric/Gloria, а затем и легендарный Skyline.

Тороид на 10% экономичнее классического «автомата», может передавать большой крутящий момент — до 400–450 Н/м. Мы не видим его на современных серийных авто из-за невероятной требовательности к точности геометрии и качеству стали. Он сложен, дорог в производстве, не говоря уже о ремонте и обслуживании.

Устройство вариатора АКПП

Главный узел всей «коробки» устроен так.

• Есть два вала — ведущий и ведомый. Они расположены параллельно.
• На каждом валу установлены два шкива. Каждый из них состоит из двух частей. Разделенные шкивы выглядят как две «тарелки», развернутые дном друг к другу.
• «Тарелки», части шкива, перемещаются ближе и дальше друг от друга. Таким образом регулируется диаметр посадочного места клинового ремня/цепи.
• Изменением посадочного диаметра регулируется передаточное число, а точнее — передаточный диапазон. В современных вариаторных АКПП оно может достигать 6.
• Сам ремень установлен на оба шкива и передает крутящий момент от ведущего вала к ведомому.

Самая информативная модель бесступенчатого вариатора — горный велосипед со скоростями. Ведущий вал — звезды на педалях. Ведомый — звезды на колесе.

Помимо основного узла такая КПП имеет множество дополнительных устройств для работы. В частности, чтобы передать информацию от педали водителя к шкивам, применяется электронный блок управления (ЭБУ) и гидротрансформатор. Примерно такой же, как на классических «автоматах».

Главная особенность вариатора

Переключение передач/диапазонов происходит под управлением ЭБУ. Это компьютер, который вычисляет оптимальное положение частей шкива. В итоге при наборе скорости изменяются только посадочные диаметры, а обороты двигателя могут не изменяться. Это очень экономично, но такой эффект создал психологический дискомфорт у водителей.

Дело в том, что водители привыкли контролировать работу двигателя и авто в целом. Сначала по звуку мотора, а потом по тахометру — показателю оборотов. И переключать передачи в определенный момент. Производителям бесступенчатых коробок пришлось искусственно создать «ступени». Их запрограммировали в ЭБУ, а в некоторых моделях машин устроили дополнительную возможность переключать «скорости» вручную. Это уместно назвать имитацией, так как информация от рычага идет не напрямую на вал с шестернями, как в обычной «механике», а к компьютеру ЭБУ, который по-прежнему сам выбирает точные параметры.

Критическая точка вариатора

Масло (а точнее, техническая жидкость CVTF) — важнейший момент для «здоровья» такой трансмиссии. Его нельзя заменить ни на какое другое. Часто масло одного производителя не подходит для другого. А опытные владельцы и ответственные механики не рекомендуют даже доливать совместимым маслом другого производителя. Идеальный вариант — масло от производителя авто и полная замена строго по регламенту с положенными промывками и профилактикой.

Трансмиссионное высокотяговое масло для вариатора — особый продукт с уникальными свойствами. Оно смазывает скользящие пары трения и качения. Это пластина ремня/цепи и шарикоподшипники. В то же время масло не дает скользить ребрам ремня/цепи в точках контакта — на посадочных местах шкивов. CVTF работает при температуре от 70°С до 100°С. Чтобы вывести КПП на эту температуру, часто применяются подогреватели масла. Поэтому ни в коем случае не стоит давать коробке нагрузку «на холодную».

Как правильно ездить на АКПП с вариатором

Если коротко — плавно, не спеша и с удовольствием. Довериться ЭБУ и инженерам, которые все это придумали — машина все сделает за вас. Эта простота требует некоторых разумных ограничений.

Итак, на вариаторе нежелательно или вовсе запрещено следующее.

• Буксировка. Кроссовер с бесступенчатой коробкой может тянуть за собой разве что небольшой прицеп по ровному асфальту.
• Бездорожье. Машины 4х4 с вариатором — большая редкость. Чаще всего это «родная» сверхнадежная Япония. Старайтесь избегать езды по нескошенным полям, трясинам, лесам.
• Пробуксовка колес. В дождь и гололед старайтесь не буксовать на месте. Этого поможет избежать шипованная резина.
• Кик-даун. Если есть тяга к гонкам между светофорами, то вариатор лучше не рассматривать. Присмотритесь к «роботу», а лучше всего — к ручной МКПП.
• Перегрев. Никакой механизм не любит перегрева, а вся «автоматика» особенно чувствительна к нему. Давайте коробке остыть на длинных перегонах, особенно в жару.

Ресурс такой коробки не японского происхождения с соблюдением регламентов ТО и работ обычно около 200 тыс. км.

Главным уязвимым узлом всей системы является ремень. Ему стоит уделить внимание при покупке авто с пробегом. Вариатор экономичнее по расходу топлива, чем «классика» и «робот». В целом же, выбирая варианты АКПП к покупке, следует держать в фокусе сложность устройства, обилие электроники и дорогой ремонт, обслуживание.

Популярные автомобили с вариатором

«Обычная машина для горожанина» есть у каждого производителя. Скорее всего, до 70% легковых а/м любого бренда — именно такие авто. Просто ездить на работу каждый день — вариатор идеален для таких целей. Вот удачные в продажах коробки CVT.

JATCO JF011E

Две модернизации с 2015 года, устраненные проблемы и всенародная любовь. Заявленный ресурс — 200 тыс. км, на практике — более 300 тыс. км.

Установлен на:

• Nissan Juke, Qashqai, Teana, X-Trail.
• Mitsubishi ASX, Outlander 2 XL, Lancer.
• Renault Fluence, Latitude, Megane, Scenic, Koleos.
• Jeep Liberty / Patriot, Compas.
• Dodge Caliber
• Peugeot 407, 408.
• Citroen C-Crosser, C4 Aircross

Toyota K112

Надежный, переработанный Тойотой Aisin со стальным ремнем. Регламент замены — 50 тыс. км. Требует внимания к системе охлаждения. Установлен на Estima 3, Alphard 2, Mark X ZiO 1, RAV4 3 и 4, Blade 1.

JATCO JF010E

Усиленная трансмиссия с крутящим моментом 350 Н/м под V6 на 3,5 литра. Доработанный ремень и хороший ресурс до 300 тыс. км. Установлен на 3,5-литровые Nissan Prestige, Altima, Elgrand, Teana, Quest, Murano. Также — дизельные Renault с двигателем 1.9 л, Megane до 2015 г.в. и Scenic до 2015 г. в.

Subaru TR580

Первые модели можно было увидеть на Audi под названием MutiTronic. После модернизации получил название LineaTronic. Отличительная особенность ремня — передача усилия на шкив не торцами, а более надежными штифтами. Надежная и относительно беспроблемная CVT.

Установлен на:

• Subaru Impreza GJ до 2016 г.в.и GK от 2016 г. в.
• Subaru XV GP до 2017 г.в. и GT от 2017 г. в.

Honda BRJA

Неприхотливый, надежный вариатор с заявленным ресурсом 300 тыс. км, моментом 250 Н/м, который ставят даже на полный привод. Из минусов — дорогие запчасти. Установлен на Honda CR-V, Civic, Accord.

Разумеется, указанные CVT и их производные можно встретить на гораздо большем количестве узнаваемых моделей. А их китайские реплики — на бесчисленных кроссоверах и седанах из Поднебесной. Обычно дилеры с гордостью указывают происхождение скопированного узла, намекая на удачное техническое решение.