Візуально розрізнити по селектору КП тип трансмісії не завжди можливо. Одна з підказок - наявність на CVT режимів S і / або L замість цифрових позначень перших двох -трьох передач у звичайній АКПП. Однак якщо коробка має окремий «ручний » режим, зовнішні відмінності зводяться до нуля.
Ще років 15 тому здавалося - ось він, ідеальний трансмісійний агрегат. При однакових з механічними та автоматичними коробками габаритах варіатори мають незаперечні переваги. Плюси приховані в самій назві - CVT : Варіатор. Тобто - безперервно варійоване передавальне відношення, яке забезпечує максимальну ефективність роботи двигуна в будь-який момент часу. У плюсі краща динаміка і паливна економічність, ніж у МКП, при тому ж комфорті пересування, що і у АКП. Приваблива поєднання, яке, за логікою речей, мало поставити під питання саме існування «механіки» і « автомата». Принаймні, на основній масі автомобілів. Але зараз ми бачимо, що автомобільний світ по відношенню до CVT розколовся. Є фірми, які до варіатора « прикипіли », однак більшість виробників безступінчасті коробки ігнорують. Що готують подібні трансмісії при експлуатації? Яка їх надійність, ресурс і перспективи розвитку?
Принцип роботи клиноремінного варіатора ( говорити ми будемо в основному про нього) простий. Недарма вважається, що перші його прототипи були винайдені ще в XV столітті самим Леонардо да Вінчі. Ключовий вузол - два шківа, що складаються з пари конусів, звернених вузькими сторонами один до одного. Один з шківів посаджений на вал, пов'язаний з двигуном, тобто ведучий. Другий - на ведений вал, з'єднаний з колесами. Між шківами натягнутий ремінь, що передає крутний момент від ДВС. Зміна передавального відношення виходить шляхом зсування або розсування конусів. При цьому ремінь або « провалюється » ближче до осі шківів, або віддаляється від неї. Наприклад, якщо ремінь обертається на провідному шківі по малому радіусу, а на підпорядкованому за великим, то подібне поєднання відповідає нижчій передачі. Зворотня ситуація - це вже вища передача. А між ними - сила-силенна варіантів передавальних чисел. Причому силовий діапазон, тобто відношення вищої і нижчої передач, у варіаторів обмежений тільки діаметром шківів. Теоретично можна отримати значення в 12, в той час як у сучасних 9 - ступінчастих АКП силовий діапазон не дотягує і до десяти.
З точки зору голої механіки, зміна передавальних відносин у вариаторі, мабуть, навіть простіше, ніж у МКП, і тим більше в "автоматі". Але до 80-х років минулого століття не було «міцніших» технологій обробки металів, необхідних в зоні контакту. І масла, яке б під тиском могло не зменшувати, а збільшувати коефіцієнт тертя.
Набраний з металевих сегментів ремінь має в своїй основі сталеві стрічки. Для перших, що штовхають шківи своїми бічними поверхнями, критична свіжість масла і тим більше його відсутність. Другі пошкоджуються при ударних навантаженнях і « втомлюються » від роботи по малому радіусу. Тривала їзда в пробках і на максимальних швидкостях знижує ресурс ременя.
Переварити момент
Порівняльна простота конструкції укупі з такою перевагою зацікавила інженерів ще наприкінці XIX століття - патент на варіатор був виданий в 1886 році. На рубежі століть безступінчату передачу моменту використовували в промисловості, на ткацьких виробництвах. Правда, не обов'язково, що це були саме кліноременні механізми. Конструкцій варіатора набереться з десяток. Ну а відомий нам агрегат знайшов популярність ближче до 50 - х років минулого століття - на мопедах і моторолерах. Перше ж використання клиноременного варіатора на автомобілях відноситься до 1958 року. Тоді подібну трансмісію отримав седанчик DAF 600 з мотором в 590 «кубиків» і 22 к.с. Але ремінь використовувався ще гумовий. До сталевого, набраного з пластин, прийшли тільки в другій половині 80 -х років. Завдяки цьому увагу на варіатор звернули Форд і Фіат. Трохи пізніше те саме зробили японські компанії. Точніше, ті з них, які випускали кей -кари.
Два десятиліття тому відбувся певний технологічний прорив. У Honda CVT межувала вже з півторалітровим мотором і передавала момент в 133 Нм. Варіатор на Nissan Primera був здатний « обробити » ще більше - майже 200 Нм. А десять років тому варіатор приміряв 3,5 -літровий ниссанівський ж VQ35DE, що розвивав 333 Нм. Зараз для агрегату з клиновим ременем це рекорд. Втім, наприкінці 90 -х років до цієї гонки озброєнь підключилася Audi. Маючи аналогічну конструкцію, німецька CVT, названа Multitronic, несе в собі одну принципову відмінність. Замість набірного металевого ременя в ній використовується сталевий багаторядний ланцюг. Контакт зі шківами у нього відбувається не всієї бічною поверхнею, як у ременя, а тільки осями ланок. Проте, передаваний момент досягає 330 Нм. Що цікаво, у Subaru ланцюговий варіатор Lineartronic, що працює в парі з турбомоторами, здатний на великі подвиги - 400 Нм.
DAF 600 став першим автомобілем, прикладом кліноременного варіатора. Його використання - заслуга власника фірми Хуба Ван Доорна. Трохи пізніше, заради продовження робіт над CVT, він продав DAF Volvo і створив компанію ВДТ. Сталевий ремінь народився саме в ній.
Дірка від бублика
Поки одні інженери були повністю поглинені удосконаленням клиноремінного варіатора, інші думали над тим, як до автомобіля пристосувати варіатор іншої конструкції - торовий або тороїдальний. У його основі два диска, профіль робочих поверхонь яких нагадує геометричну фігуру тор, простіше кажучи, бублик. Один розташований на ведучому валу, другий на підпорядкованому. Між ними - ролики, обертаючісь в горизонтальній площині і що повертаються у вертикальній. Саме вони передають момент від одного диска до іншого. Якщо ведучий диск обкатується роликами по мінімальному радіусу, а ведений по максимальному, виходить знижена передача. У протилежному випадку - підвищена.
Запатентований торів пристрій був навіть раніше ремінного, в 1877 році. У XX столітті його не раз намагалися схрестити з автомобілем. Але далі дослідних зразків справа не йшла (хіба що до Другої світової війни подібний агрегат встановлювався на британські малолітражки Austin 7 ). Поки за роботу не взялася трансмісійна фірма Jatco і компанія NSK, що випускає підшипники. Більше двох десятиліть експериментів дали якісний результат. У 1999 році варіатор Extroid з'явився на Nissan Cedric / Gloria і через пару років на Skyline. Найкращі заряджені з моторів розвивали до 400 Нм. Одночасно Mazda представила концепт кросовера Nextourer з трилітровим V6 і тороїдним варіатором Jatco. Водночас британська фірма Torotrak розробила торів CVT, встановлений на Ford Expedition з 5,4 - літровою "вісімкою", момент якої сягав майже 450 Нм.
Відомо, що експерименти англійці продовжують, подейкують навіть про кооперацію з Айсин. А ось Mazda свій концепт до конвеєра не довела. Про торові варіатори від неї більше не чути. З Nissan така ж ситуація. Після закінчення випуску зазначених седанів в середині 2000 -х з приводу подальших розробок - тиша. На моделях з поздовжнім розташуванням двигуна використовується 7 -ступінчастий "автомат". Перспективніше? Швидше за все, дешевше. Адже за матеріалами основний вузол торівського варіатора дуже складний. Тиск у точці контакту дисків з роликами може доходити до 10 тонн. Тому для виготовлення тих і інших використовують особливу підшипникову сталь з великим відсотком вуглецю, щоб зробити робочі поверхні твердіше. Плюс дороге масло, під таким навантаженням що перетворюється на найтоншу плівку, здатну передавати момент. Але в інших умовах виконує звичайні функції - змазує або забезпечує роботу фрикционів. Чи готові за це платити споживачі? А виробники, яким потрібно вкластися в певну собівартість? Характерно, що за Extroid в Україні немає навіть виразного експлуатаційного досвіду - настільки він рідкісний.
Основний вузол торівського варіатора теж простий. Складно було отримати нормальний зачеп в точці контакту і добитися цілісності металу. Для цього матеріал насичували вуглецем, проте конструкція на автомобілях таки не прижилася.
Mazda Nextourer мала стати ще одним автомобілем, оснащеним торівським варіатором. Концепт в серію не пішов, а роботи над такою трансмісією в Mazda, судячи з усього, припинили.
Ніссановський Extroid переварював без малого 400 Нм. У тому числі завдяки тому, що варіаторних вузла було два. Однак на конвеєрі агрегат проіснував менше п'яти років.
Сучасніше і складніше
Тиск у місці контакту ременя або осей ланцюгів і шківів менше, ніж у торівських вариаторів. І все-таки саме цей вузол - основна слабка ланка CVT. Втім, варто відзначити, що за роки розвитку над ним працювали. Тому всього лише як страшний сон згадуються порвані безпричинно і при невеликих пробігах ремені на Nissan Cube першого покоління. А сучасний сервіс цілком здатний боротися зі складними ремонтними випадками. Варіатор, якщо так можна висловитися, став людяніше, перетворився з якоїсь « страшилки» у звичайний агрегат, подібний « автомату» або «механіці». Причина, звичайно, і в тому, що останнє десятиліття споживач мав справу, в основному, з дилерськими машинами. А це гарантія і запас ресурсу по пробігу.
І разом з тим нинішні CVT стали складніше. Подібно сучасним автоматичним трансмісіям, у варіаторів, наприклад, датчики тиску працюють за іншим принципом. У клапанних механізмах тепер розташовуються додаткові блоки управління. Гідротрансформатори блокуються чи не з першої передачі. Пакети « мокрих» фрикционів, іноді їх замінюють (скажімо, на Multitronic в Audi), працюють з постійними пробуксовками. Саме такий алгоритм дозволяє економити паливо і за динамічними характеристиками робити варіатори краще механічних коробок. На іншій чаші ваг жорсткі температурні режими роботи і активно забруднюючі рідини. Результати подібного впливу - зношена відходами фрикционів « клапанка », соленоїди, втулки. При забитому фільтрі і масляному голодуванні найгірший варіант - виходячі з ладу підшипники, « планетарка », масляний насос. Але іноді до того часу автомобіль вже перестане їхати або ремінь буде дико буксувати. Старіння рідини для варіатора, мабуть, ще більш критично, ніж для «автомата». Все ж ATF в АКП передає момент по фрикційним дискам, і так мають гарний коефіцієнт зчеплення. А всякі варіаторні HMMF і НС - 1 повинні « спаювати » метал з металом, що визначає дещо інші вимоги. Це загальний діагноз, що стосується всіх CVT. Але є й фірмові сюрпризи.
Як і « автомат», варіатор не обходиться без клапанного механізму. Останній, в свою чергу, також страждає від брудної рідини, яка знищує соленоїди і « прогризає » алюмінієву плиту.
Nissan
Незважаючи на те що Nissan відмовився від Extroid і випробовував на рубежі століть певні проблеми з кліноременними варіаторами, ця фірма стала першою в світі, яка серйозно поставила на безступінчаті трансмісії. Зараз половина моделей з тих, що офіційно пропонуються на українському ринку, агрегатуються CVT або, як вона називається у марки, Xtronic. Фактично це три варіатора, створені давнім партнером компанії фірмою Jatco. Перший ( RE0F09A / B або JF010E ) з'явився ще в 2002 році на Мурано і далі встановлювався на моделі з 3,5 - літровими V6. Після модернізації його продовжують використовувати на кросовері останнього покоління. Своєрідна коробка. З одного боку, її ремінь цілком може відходити до 150 тис. км, що раніше було недоступне. З іншого, вона володіє рядом вроджених вад. Так, ремінь, а точніше, його стрічки, дуже чутливі до постійного вигину по малому радіусу - такий виходить при тривалій їзді на низьких швидкостях, наприклад, в пробках. Від забруднення рідини і перегріву часто заклинює клапан контролю тиску, від чого останній падає і підвищеному зносу піддається ремінь з шківами (клапан змінюється разом з кришкою насоса - 3000-4000 грн ). До 100 тис. км, якщо не оновлювати масло, доведеться міняти гідроблок ( 2500 грн. ). Горить пакет фрикційних, що відповідають за рух вперед. При будь-якому ремонті доводиться різати і відновлювати гідротрансформатор.
Друга коробка - RE0F10A або JF011E - прийшла в 2005 році на зміну агрегату, який встановлювався ще на Primera, R ' Nessa або Авнер кінця 90 -х початку 2000 -х. Зараз це основна CVT Nissan, яка агрегатується з двигунами від 1,6 до 2,5 л і існує, наприклад, на Qashqai і Teana останнього покоління. Ще недавно цю трансмісію мала трійця Mitsubishi Outlander / Citroen C-Crosser/Peugeot 4007, Jeep Compass і Patriot. Зараз нею продовжують обладнати новий Outlander, ASX, Lancer, Suzuki Kizashi. Така популярність обумовлена непоганою надійністю варіатора. При акуратній експлуатації і регулярній заміні масла він здатний відходити до 200 тис. км. За чистоту останнього, до речі, відповідають два фільтри - один розташований за піддоном, другий знаходиться зовні. Ну а звертати увагу доведеться на кроковий двигун, що міняє положення конусів, що стоїть недорого ( близько 1500 грн.) І мінливий без демонтажу коробки. На масляний насос ( близько 3800 грн.) І датчик швидкості ( 380 - 500 грн. ). Рідше, ніж на CVT Мурано, заклинює клапан тиску. Підшипники валів теж слабке місце, проте часто вони всього лише виють і терплять до повного капітального ремонту.
По третьому варіатору, використовуваному на даний момент, майже нічого не відомо. Хіба тільки те, що це ланцюгова КП, що прийшла на зміну клиноременному варіатору на 3,5 - літровій Teana нинішньої генерації. Занадто молода.
Варіатор, який встановлюється на Qashqai та інші Nissan, напевно, найпопулярніший у світі, оскільки Jatco пропонувала його багатьом іншим автовиробникам. Що цікаво, на дизельному Qashqai останнього покоління його модернізована версія здатна імітувати АКП навіть в автоматичному режимі. Втім, для сучасних CVT це вже стає нормою.
Тойота
Схоже, до пори в Toyota до варіатора ставилися обережно. Якщо і ставили експерименти, то на машинах невеликих, B -класу або навіть кей -кари. А приблизно десять років тому в компанії все-таки прийшли до висновку, що від CVT нікуди не дітися. Зараз тільки з офіційно українських автомобілів варіатор встановлюється на С- класові моделі і RAV4. На інших ринках до них можна додати Vitz / Yaris, Avensis, і т.д. На всіх один агрегат - K311. Загалом- то, непоганий. На деяких екземплярах відходив більше 150 тис. км. Проте, неприємності бувають. Відомо про згорілі фрикціони і проблеми з електронікою. На RAV4 елементи, що передають момент (ті ж фрікціони і ремінь з шківами ), відчувають підвищене навантаження. Двигун - то дволітровий, і повний привід присутній з усіма витікаючими з цього обставинами. Але вихід з ладу підшипників валів об'ємом мотора і позашляховими вправами не пояснити. Очевидно, коливання якості.
У порівнянні з іншими виробниками Toyota, можна сказати, лише починає освоювати безступінчату трансмісію. Мова йде тільки про кліноременні варіатори, які компанії поставляє Айсин. Проблеми є, але з такими, наприклад, як при перших експериментах Nissan, їх не порівняти.
Audi і Subaru
Німці першими використовували багатозвеневий ланцюг в коробці 01J, розробленій спільно з фірмою Luk. І це дало певні результати. На відміну від ременя, ланцюг може працювати по меншому радіусу, що дозволило отримати більший силовий діапазон і теоретично зробити коробку компактніше. По « залізу» коробка здатна ходити до 150-200 тис. км, хоча вже після 100 тисяч, найвірогідніше, ланцюг доведеться міняти - розтягнеться. Але ще до цієї позначки попросить заміни блок управління, розташований всередині агрегату. Відновлений вдвічі дешевше). Він працює в жорстких температурних умовах навіть при звичайній їзді, не кажучи вже про максимальних швидкостях або інтенсивних розгонах. У 2005 році процесор допрацювали, проте повністю проблема вирішена не була. Також у групі ризику диференціал і масляний насос.
У 2007 році у Audi з'явився новий варіатор з індексом 0AW. Із попереднім по конструкції нічого спільного, «безпечний » момент доведений до 400 Нм, складний демонтаж і ремонт. Комплектуючі тобто поки не все, блок управління, судячи з усього, виконаний невідновлювальні. Тим часом, випадки перегріву ЕБУ і виходу його з ладу вже є.
По дорозі Audi пішла Subaru. Колись маленька і горда фірма в числі перших почала оснащувати свої моделі варіаторами - кліноременними. Тепер все CVT, які з 2009 року витісняли автоматичні коробки і на даний момент майже це зробили, - ланцюгові. На жаль, про конструктивні недоліки субарівських Lineartronic поки говорити рано, пробіги невеликі. Хоча Murano або Audi у віці п'яти років, бувало, вже показували свій характер. За Subaru це не помічено.
Ланцюг, вперше використаний Audi, контактує зі шківами НЕ бічними поверхнями ланок, а їх осями. Незважаючи на, здавалося б, меншу точку контакту, така конструкція здатна передавати момент не менший, ніж кліноременні CVT. У безперечних плюсах - можливість роботи на шківах меншого діаметру. Ланки ж мають велику гнучкість, ніж сталеві стрічки.
Multitronic першого покоління в сервісах вже добре вивчений, оскільки в ремонті гість частий. Вивчення нового агрегату почалося, хоча деякі неприємні висновки вже є. Схоже, блок управління, що знаходиться всередині коробки, як і раніше працює в жорстких температурних умовах
Субарівські Lineartronic вже встигли модернізувати, але це все ще дуже свіжі агрегати, вивчення яких в СТО тільки починається.
Honda
Модельний ряд цієї марки в Україні зараз залишився без варіаторів. Але ще недавно у нас офіційно продавався Джаз, а на ринку старих досі присутній побудований на його базі універсал Airwave. На них і ще на ряд моделей встановлювалася коробка з індексом SLYA або її версія M4VA. Цю CVT не раз модернізували і в підсумку отримали досить надійний агрегат, який здатний прожити більше 150 тис. км. Правда, в капітальний ремонт увійде не тільки заміна ременя, а й шківів і фрикційних пакетів. На тлі вартості самого автомобіля вийде досить значна сума.
Інший варіатор взагалі встановлювався тільки на автомобілі для внутрішнього ринку Японії. ММПУ з'явився в 2003 році на Одіссеї третього покоління, потім на потік і Sterpwgn. Незважаючи на такий вік, загадковий, оскільки в першому поколіннях моделі з ним завозилися штучно, а в останніх генераціях рідкісні всі праворульні « японці ». Одне відомо - фільтр в ММПУ розташований всередині корпусу, і для його заміни необхідна повне розбирання коробки.
Варіатор Fit / Jazz зарекомендував себе, вцілому, непогано. На інших хетчбеках першого покоління пробіги вже перевалили за 150 тис. км. Ось тільки економічна доцільність відновлення агрегату під питанням. Б / у коробка обійдеться вдвічі дешевше.
Як жити з варіатором в світі, спокої та злагоді
Нюанси конструкцій від різних виробників зовсім не заважають всім без винятку варіаторам однаково страждати від ряду впливів. Передача моменту ременем або ланцюгом в принципі ставить під питання деякі усталені аспекти експлуатації. Так, рідину потрібно міняти навіть частіше, ніж в "автоматі". Через 30-40 тис. км - оптимальна періодичність, а ось 60 тис. км, як рекомендують деякі компанії, занадто смілива оцінка його можливостей. Причому міняти рідину краще з фільтром, благо, коштує він порівняно недорого.
Неприйнятний агресивний стиль їзди. Різкі старти, пробуксовки, особливо у випадках, коли після них слід жорсткий « фрикційний » контакт з сухим покриттям, скорочують ресурс основного вузла варіатора. До того ж CVT дуже залежна від температури. Тривала їзда на високій швидкості призводить до перегріву агрегату. Як, втім, і життя в пробках. Якщо те й інше - невід'ємні умови експлуатації, краще передбачити додатковий теплообмінник. І обов'язково стежити за чистотою основного радіатора двигуна, в який включений контур охолодження трансмісії. При морозах варіатору потрібен м'який прогрів без інтенсивних прискорень. У точці контакту рідина починає працювати тільки при температурі, близької до робочої, а до цього ремінь і ланцюг при швидких розгонах будуть прослизати, зношуючи шківи.
Більш того, засудити варіатор можуть несподівані впливи, на які при експлуатації « механіки » або « автомата » просто не звернеш уваги. CVT протипоказане буксирування на "краватці" з непрацюючим двигуном. І ніякий долив рідини, як в АКП, в такій ситуації не допоможе. Ведений вал зі шківом обертатиметься від коліс, а ланцюг або ремінь стануть « фрезерувати » шків на загальмованому ведучому валу.
Ремінь, навпаки, боїться ударних навантажень, які можуть виникнути, якщо при русі вдаритися колесами об перешкоду. Або якщо блок управління втратить сигнал від вийшовшого з ладу датчика швидкості. Це спровокує різкий перехід конусів в середні передавального відношення, в аварійний режим. Для ременя - теж навантаження на розрив.
Словом, купуючи автомобіль з варіатором, варто себе психологічно підготувати. Хоча потрібно розуміти, що аналогічної адаптації свідомості вимагають і сучасні автоматичні трансмісії. CVT за експлуатаційними « заморочками » не далеко від них пішли. Разом з тим, від них найчастіше можна очікувати дещо більшого ресурсу - якщо, звичайно, дотримуватися всіх умов. Шкода тільки, що в ряді випадків трансмісійного вибору немає - пропонується виключно варіатор.
