Вариатор – что это такое, принцип работы, плюсы и минусы – Akpp Wiki

Бесступенчатые автоматические коробки передач имеют много преимуществ и лишь один недостаток: они не слишком надежные.

Принцип работы КПП (коробки переключения передач)

Главное предназначение любого устройства, переключающего передачи, — принимать, преобразовывать, передавать и изменять направление крутящего момента. Современные автопроизводители выпускают транспортные средства с механической, автоматической КПП и автоматической в разных вариациях.

В механической переключение передач происходит при помощи человека. В остальных процесс автоматизирован, участия водителя не требуется. Чтобы разобраться в плюсах и минусах автоматической коробки переключения передач (АКПП), вариаторной (CVT) и роботизированной, детально остановимся на принципах работы каждой из них.

Заблуждение 1. В вариатор залито масло на весь срок службы

В одной фразе содержатся две неточности. Во-первых, жидкость, залитую в вариатор, не стоит называть маслом. Так же как в классической автоматической коробке используется жидкость ATF, так и в вариаторах используется жидкость со своим набором характеристик. Да, смазка в этом перечне присутствует, но это не основное предназначение такой жидкости. К примеру, рабочая жидкость для вариатора под давлением увеличивает коэффициент трения в месте контакта конуса с ремнем вариатора. Разве обычное масло способно на это? Конечно, нет.

В классических автоматах больше изнашиваются неметаллические накладки фрикционов. А в вариаторе — стальные конусы и ремень. Стальная пыль мешает работе клапанов, она может оставить систему без давления жидкости, которое необходимо для работы всей автоматики коробки. Поэтому замена жидкости раз в 60 000 км необходима. Заодно чистят от продуктов износа улавливающие магниты и меняют фильтр.

Марка вариатора Рав 4

Аналогичные современным CVT-коробки передач в автомобилях Toyota появились в начале 1990-х годов. Одна из первых серийных моделей с таким решением – внедорожник RAV4 с бензиновым двигателем 2 литра. Вариант КПП из-за бесшумного переключения передач быстро стал востребованным. С одной стороны – комфортное передвижение за счет бесступенчатого переключения, а с другой – быстрый естественный износ и явные технические недостатки.

Выпускается Тойота Рав 4 не только с вариатором: можно найти даже модели с классическим автоматом и передним приводом. Практически каждый, кто планирует обзавестись популярным внедорожником, желает знать – есть ли смысл выбирать CVT или стоит обойтись классическим вариантом КПП.

Классический «автомат» (гидротрансформатор)

Коробка-автомат с гидротрансформатором впервые была выпущена в 40-х годах минувшего века. Массово ею стали оснащать авто с 60-х годов. Она представляет собой целый комплекс механизмов:

гидротрансформатор, состоящий из турбинного и реакторного колёс, центробежного насоса, обгонной и блокировочной муфт;

планетарная коробка передач, основными деталями которой являются планетарные редукторы, фрикционные и обгонные муфты, соединительные валы, барабаны, тормозная лента.

Коротко принцип работы можно описать следующим образом: гидротрансформатор, размещённый между КП и двигателем, меняет передачу крутящего момента. Работа гидротрансформатора базируется на беспрерывной циркуляции жидкости, транспортирующей энергию от мотора к трансмиссии. Масло передаётся от центробежного насоса к турбинному колесу, затем на реактор, где её поток увеличивается и провоцирует увеличение оборотов насосного колеса.

При задействовании обгонной муфты осуществляются вращательные движения реакторного колеса. Переключение передач между поочерёдно соединёнными планетарными редукторами осуществляется с помощью муфт. Работа этих механизмов обеспечивается благодаря гидроцилиндрам, процесс работы которых контролирует электронный блок управления.

Стандартными режимами работы АКПП, которые выбирает водитель при помощи рычага селектора, являются:

Р (Park), П — парковочная блокировка; R (Reverse), ЗХ — задний ход; N (Neutral), Н — нейтральная передача; D (Drive), Д — движение вперёд; L (Low), ПП (принудительно понижающая) или ТХ (тихий ход).

Преимущества АКПП:

плавность при смене передач;высокая надёжность;комфортность управления авто;щадящая эксплуатация мотора и КП.

Недостатки коробки-автомата всё же имеются:

дороговизна;высокий расход топлива;высокая стоимость ремонта;требуется больше времени для разгона;небольшой срок службы;невозможность заведения «с толкача».

Сегодня классическая АКПП существенно доработана — есть модели, которые отличаются хорошей реактивностью, имеют зимний, спортивный, экономичный режимы работы, до 8 передач.

Заблуждение 2. В вариаторе установлен ремень

В большинстве конструкций действительно применяется ремень, набранный из большого количества стальных пластин, удерживаемых лентой. Но некоторые производители предпочитают использовать цепь. Выглядит она почти так же, как цепь привода ГРМ двигателя. Только контактирует с конусами. Крутящий момент передают торцы стержней, соединяющих пластины. Такой вариатор называют цепным. Цепные вариаторы используют, например, Subaru и Audi.

В субаровском вариаторе применен цепной привод. Такая конструкция выдерживает больший крутящий момент, чем способен передать ремень.

Как устроен и работает вариатор в Toyota RAV 4

Вариаторная коробка передач – один из способов сделать автомобиль экономичнее и комфортнее. Особенность работы – уникальное бесступенчатое переключение, за счет чего обеспечиваются плавная езда и отсутствие рывков при ускорении. На этапе разгона CVT предотвращает повышение оборотов двигателя, экономя топливо. Техническая реализация вариаторов, используемых в модельной линейке RAV4, серьезно отличается от классических механических и автоматических вариантов, основанных на зубчатых колесах.

В моделях 2010, 2011 и 2013 годов выпуска устанавливался клиноременной вариант коробки (К111F), которая основана на двух валах с клиновидными дисками (первый идет от двигателя, а второй – к ведущим колесам).

Для соединения применяется ремень, степень натяжения которого изменяется за счет положения на валах.

Изменение передаточного числа выполняется за счет увеличения или уменьшения расстояния между валами и положения ремня. Среди особенностей:

• в момент переключения не происходит разрыв потока мощности;
• сближение и отдаление обеспечиваются за счет центробежной силы и воздействия системы пружин;
• передаточное число всегда остается динамичным и контролируется через автономный блок управления;
• у такого вариатора на РАВ 4 срок службы во многом зависит от степени износа ремня.

В вариантах 2015, 2017 и 2018 годов (XA40) инженеры Toyota перешли на использование гидротрансформаторной системы. Технология реализована аналогично, однако за изменение расстояния между валами отвечает гидравлика, полностью управляемая компьютером. Такой подход считается более безопасным и стабильным, благодаря возможности предотвращения случайных проскальзываний ремня.

Отзывы о вариаторе на РАВ4: преимущества и недостатки

Мнение водителей, которым довелось столкнуться с вариаторной коробкой, а также технические особенности – главные помощники при определении целесообразности приобретения RAV4 в комплектации CVT. Среди достоинств решения ключевыми являются следующие:

• Экономичность и безопасность – двигатель постоянно работает на оптимальном количестве оборотов без потребности в повышении или понижении передач. Это позволяет существенно уменьшать объем потребляемого топлива. Вместе с этим падает и уровень вредных примесей в выхлопных газах.
• Спокойное движение – специальная форма дисков на валах полностью решает проблему рывков автомобиля при изменении передаточных чисел. РАВ 4 с вариаторной коробкой плавно разгоняется и сбавляет скорость, что не вызывает дискомфорт.
• Малый вес агрегата – CVT гораздо легче автоматов и механики, а значит, и масса автомобиля меньше. Такой показатель положительно сказывается на динамике и разгоне, а также уменьшает износ деталей и механизмов, участвующих в работе ДВС и привода.

Помимо примечательных преимуществ, агрегат обладает и набором недостатков. Проявляются они, как правило, при начале эксплуатации автомобиля и сохраняются в течение всего жизненного цикла коробки. К главным минусам, независимо от поколения, можно отнести:

1. Посторонний шум – независимо от оборотов двигателя CVT работает по-настоящему громко. В Toyota проблема частично решается за счет шумоизоляции, причем многие целенаправленно избавляются от заводской защиты, тратя деньги на более продуктивные решения.
2. Потребность в бережном обращении – управление транспорта на вариаторе частично отличается от привычных действий с механикой или автоматом. Водителям приходится постоянно следовать набору правил, что породило множество инструкций от владельцев РАФ 4. Нюансы есть и у техобслуживания.
3. Цена – вариаторные КПП считаются одними из наименее ремонтопригодных. На СТО при обнаружении неисправностей принято использовать довольно дорогие ремкомплекты, заменяющие большую часть сломанных коробок. Приобрести КПП в сборе также непросто, заказывать их приходится напрямую с завода, что приводит не только к затратам, но и длительному простою машины на ремонте.

Особенности рассматриваемой коробки передач создают неоднозначное впечатление. Вариатор на Тойота РАВ4 по отзывам владельцев – проблемный, но комфортный.

Тем, кто решается на покупку машины в такой комплектации, надо точно следовать правилам эксплуатации и проводить все ТО вовремя. Если рассматривается вариант покупки с пробегом, то желательно проверить – была ли замена коробки. Обычно они выходят из строя ближе к 150 тыс. км.

Заблуждение 4. Если ехать «на круизе», то вариатор будет работать с постоянным передаточным отношением

Это неверно. При движении на круиз-контроле с постоянной скоростью вариатор даже на небольшом подъеме будет менять передаточное отношение, увеличивая обороты двигателя. Круиз-контроль с гидромеханическим автоматом прибавил бы газу, то есть открыл дроссельную заслонку, а обороты двигателя при этом остались бы неизменными.

Признаки неисправности вариатора

Выход из строя бесступенчатой трансмиссии не проходит бесследно. Ниже представлены основные признаки неисправности вариатора, указывающие на необходимость диагностики узла.

• автомобиль не едет вперед и назад, но двигатель работает;
• слабая динамика при выжатой педали газа и хорошем дорожном покрытии;
• сильный толчок при переводе селектора;
• прерывистое движение;
• вариатор не реагирует на ручное управление;
• машина движется, когда селектор находится в положении нейтрали;
• гул и прочие посторонние звуки со стороны бесступенчатой трансмиссии;
• вариатор не реагирует на селектор.

Заблуждение 5. У машин с вариатором медленный разгон

Вариатор обеспечивает самый быстрый разгон, какой только может дать двигатель. Только для получения такого результата надо не забывать прожать педаль газа полностью. В таком режиме (kick-down) двигатель быстро выходит на обороты, соответствующие максимальной мощности, и дальнейший разгон происходит за счет переменного передаточного отношения в вариаторе. Это — самый эффективный разгон. Любая другая коробка передач в паре с таким же мотором будет менее эффективна при разгоне.

Другое дело, что двигатель при этом воет практически на одной ноте. Монотонность создает впечатление слишком долгого разгона, отсюда и заблуждение.

Требуемые инструменты для замены масла

Для того, чтобы замена масла в вариаторе прошла успешно, требуются инструменты из таблицы ниже.

Таблица — Инструменты и материалы необходимые для замены масла

Инструменты и материалы	Примечание
Очиститель	Поддон и магниты следует очистить от старой жижи и мелких металлических частиц
Головка	Размер зависит от конкретного автомобиля. Обычно требуются головки “на 10”, “на 13”, “на 14”, “на 15”, “на 16”, “на 17”
Вороток	Часто доступ к некоторым креплениям затруднителен. Поэтому желательно иметь удлинитель и трещотку.
Лейка	На некоторых автомобилях для удобства заливки свежей смазки потребуется удлинить лейку маслостойким шлангом
Тара	Емкость зависит от объема сливаемого масла. Обычно достаточно тары на 4-6 литра.
Ветошь	Не оставляющая ворсинок

Что лучше: автомат или вариатор

Дать однозначный ответ на такой вопрос получится при самостоятельном тесте моделей с разными КПП. АКПП выигрывают за счет высокого рабочего ресурса, надежности и хорошей ремонтопригодности. При правильном обслуживании автоматы ходят не менее 300 тыс. км.

Однако на стороне оппонента комфорт за счет отсутствия рывков и меньшего расхода топлива.

Расстраивает повышенный шум, устранение которого – дополнительные расходы для владельца. Существенно проигрывает вариатор на Тойота РАВ 4 в ресурсе – с проблемами можно столкнуться уже через 100 тыс. км.

Видео «Как произвести замену масла в вариаторной трансмиссии Рав 4?»

Пользователь Андрей Флорида в своем ролике подробно рассказал и показал, как выполняется смена смазочной жидкости в коробке передач CVT автомобиля Toyota Rav 4.

Как определить, какая КПП установлена в автомобиле

Современные КПП, включая роботизированные коробки, очень похожи друг на друга внешне: даже бесступенчатая имитирует «автомат» (имеет селектор и стандартную шкалу скоростей). И всё-таки определить, установлен в ТС вариатор или другая коробка передач, можно. Обратите внимание на:

• информацию в документах на машину,
• описания модели вашего автомобиля из Интернета,
• табличку, расположенную на кузове ТС.

Информация о трансмиссии содержится в инструкции по эксплуатации автомобиля, в технической документации. Также об установленном устройстве можно узнать по vin-номеру ТС (идентификационный номер указывают в свидетельстве о ТС и в паспорте ТС). Существуют специальные веб-сервисы, которые по VIN-коду выдают информацию о комплектации автомобиля.

Не всегда стоит прибегать к услугам платных онлайн сервисов (далеко не каждый даст нужную информацию). Стоит поискать сведения о трансмиссии через поисковую систему. Большинство моделей разных марок подробно описаны в Интернете. Но, если информации о трансмиссии нет, остаётся ещё один вариант – обозначения на табличке.

Обозначения представляют собой набор цифр и букв, расшифровать которые поможет продавец-консультант (если вам необходимо докупить запчасти). Этой информации достаточно, чтобы заказать комплектующие. Если вдруг табличка утеряна или на ней стерлись буквы, такая же расположена на корпусе самого устройства. Сведения о трансмиссии узнает мастер, когда доберется до корпуса (в случае техобслуживания или ремонта).

Подкапотная табличка Subaru

Подкапотная табличка Audi

Подкапотная табличка Nissan

Рейтинг вариаторов по надежности

Определить самый надежный вариатор поможет рейтинг пяти лучших бесступенчатых трансмиссий. Его формируют CVT трех компаний: Jatco, Aisin и Subaru.

Открывает пятое место рейтинга по надежности вариатор Jatco JF015E, который встречается на Renault Kaptur. Четвертым идет Jatco JF016E, устанавливаемый на последние модели Mitsubishi Outlander. Третье место занимает Aisin K111, которым часто комплектуется Toyota RAV4. второе место у Subaru TR580, применяемого на Forester. Лидером по надежности является Jatco JF011E. Его можно обнаружить на Mitsubishi Outlander, Nissan Qashqai и X-Trail.