Вариатор: плюсы и минусы коробки передач, советы по её эксплуатации

Советы Фреш 10.05.24

Бесступенчатые трансмиссии обеспечивают плавное изменение скорости, но из-за особенностей конструкции не получили большого распространения. Вариаторы весьма чувствительны к качеству рабочей жидкости и нуждаются в регулярном обслуживании. Ресурс коробок сильно зависит от условий эксплуатации и варьируется в пределах от 50 до 250 тыс. км.

Самые свежие новости в нашем Телеграме!

Подпишитесь, чтобы всегда быть в курсе событий

Общие сведения

В конструкции вариатора или CVT имеется два вала с регулируемыми шкивами с коническими рабочими поверхностями. Между шкивами перемещается стальной толкающий ремень или цепь. За счет синхронного изменения рабочего диаметра шкивов происходит бесступенчатое изменение передаточного соотношения. В конструкции коробки имеется планетарный редуктор с пакетом фрикционов, необходимый для изменения направления вращения выходного вала, а на ряде вариаторов планетарная передача используется в момент старта автомобиля с места.

Управление положением секций шкивов осуществляется шаговым электродвигателем (степ-мотором) либо давлением жидкости. Между двигателем и коробкой расположен гидротрансформатор, от которого приводится насос. Некоторые вариаторы для передачи мощности оснащены многодисковым фрикционным пакетом (например, Multitronic от VAG). Распределение потоков жидкости осуществляется гидроблоком с электромагнитными клапанами. Для очистки жидкости от частиц металла имеется фильтр, а также установлены магниты. В вариаторе предусмотрен радиатор для охлаждения жидкости потоком антифриза.

В конструкции вариатора может устанавливаться промежуточная зубчатая передача. Подобная схема реализована в коробках Multitronic. Введение зубчатой пары позволяет использовать вариатор с разными моделями двигателей – для оптимизации работы трансмиссии меняется передаточное соотношение промежуточной пары. В конструкции Multitronic использованы пружины, поджимающие регулируемые шкивы при отсутствии давления в гидравлической системе и переводящие вариатор в режим максимального передаточного соотношения.

Преимущества вариатора

Основным преимуществом вариаторов является возможность плавного изменения передаточного числа, водитель и пассажиры не чувствуют толчков при разгоне и торможении. Коробка отличается компактными размерами и часто используется на малогабаритных автомобилях. Блок управления может поддерживать ручное управление – вариатор имитирует фиксированные скорости, выбор которых осуществляется рычагом или лепестками под рулевым колесом. За счет введения фиксированных скоростей водитель может использовать расширенный диапазон частот вращения коленчатого вала мотора.

Вариатор позволяет поддерживать обороты двигателя в диапазоне, соответствующем минимуму расхода топлива. Соответственно, обеспечивается экономичность автомобиля. Например, на автомобилях Audi с вариатором Multitronic частота вращения коленчатого вала при 130 км/ч составляет около 2450-2500 об/мин, что на 700 об/мин ниже, чем при использовании 5-скоростной механической трансмиссии.

Вариатор при работе практически не шумит, выгодно отличаясь от ступенчатых трансмиссий с зубчатой передачей крутящего момента. Бесступенчатая трансмиссия поддерживает стабильный режим работы двигателя на максимальной мощности, при разгоне отсутствует переключение скоростей и нет разрывов потока крутящего момента, что положительно сказывается на динамике.

Система управления вариатором работает совместно с различными датчиками. В случае неисправности элементов записывается ошибка, водитель получает информацию при помощи лампы Check Engine в щитке приборов. На ряде моделей машин на экране бортового компьютера выводится дополнительная информация. Вариаторы поддерживают компьютерную диагностику, при помощи сканера или смартфона можно получить дополнительные сведения о состоянии коробки.

Недостатки вариатора

Бесступенчатые коробки передач требовательны к чистоте рабочей жидкости, которую следует менять через каждые 25-30 тыс. км. При обслуживании необходимо использовать оригинальную жидкость или аналоги, соответствующие допускам производителя вариатора. Коробка рассчитана на спокойный стиль управления, не любит злоупотребления резкими разгонами и торможениями. Некоторые модели вариаторов быстро выходят из строя при движении со скоростью свыше 150 км/ч из-за выхода ремня на периферийную часть шкива.

Вариаторы очень чувствительны к загрязнению жидкости. Частицы металла или фрикционов попадают в гидроблок или насос и блокируют работу соленоидов или редукционного клапана. В результате падения давления нарушается синхронность работы вариатора – ремень может проскальзывать по шкивам, образуя дополнительную стружку. Если владелец своевременно не обратит внимание на появившиеся толчки при разгоне, то ремонт коробки окажется очень затратным.

Кроме того, у ряда вариаторов есть специфические проблемы, связанные с конструкцией машины. Например, на Nissan и Infiniti с вариаторами Jatco второго поколения не совсем удачно расположен теплообменник. Радиатор постоянно забивается грязью, что приводит к перегреву жидкости и активному износу ремня и шкивов. Владельцы вынуждены переносить радиаторов в другое место, защищенное от потоков грязи с дороги.

Вариатор требователен к культуре обслуживания, ряд базовых операций можно выполнить своими силами. Например, на большинстве моделей коробок для замены фильтра достаточно снять поддон. Снятие нижней части картера коробки требуется при каждой замене масла – на внутренней части расположены магниты, на которых всегда имеется налет стальной пыли. При снятии фильтра открывается доступ к гидроблоку, а также появляется возможность осмотра шкива и ремня.

Недостатком весьма распространенных вариаторов Jatco второго поколения является гидроблок. С целью снижения затрат на производство разработчик снизил требования к точности изготовления, каждый гидроблок перед установкой проходит тест для определения коррекций. Данные коррекций заносятся в память блока управления. В случае неисправности любой детали в гидроблоке требуется менять весь модуль, который нет смысла покупать на разборке. Причина в коррекциях, данные поставляются на диске только вместе с новым гидроблоком.

Возможны поломки из-за попадания антифриза в вариатор. Например, на автомобилях с коробкой Multitronic радиатор трансмиссии встроен в теплообменник системы охлаждения. В конструкции имеется клапан, ограничивающий давление холодной жидкости и блокирующий подачу масла в радиатор на стадии прогрева коробки. В случае повреждения теплообменника в вариатор может попасть антифриз, вызывая поломку системы регулировки работы фрикционов.

Советы по эксплуатации

Увеличить ресурс вариатора можно путем снижения нагрузок на коробку. Важно исключить резкие изменения скорости, отказаться от эксплуатации автомобиля с прицепом. Зимой следует заранее продумывать маршрут – вариатор не любит буксования. При ежегодном обслуживании машины рекомендуется проводить диагностику коробки – в ряде случаев могут фиксироваться ошибки без включения лампы Check Engine в щитке приборов или предупредительной надписи на экране бортового компьютера.

При отрицательной температуре воздуха рекомендуется прогревать вариатор. В противном случае из-за холодной жидкости возможно образование задиров на шкивах. Для прогрева требуется дать двигателю поработать в режиме холостого хода 5-10 минут. Времени достаточно для очистки стекол от наледи и небольшого прогрева салона. После начала движения следует разгоняться очень плавно.

Если при эксплуатации автомобиля появляются рывки либо наблюдается снижение динамики разгона, то скорее всего есть проблемы с вариатором. Автомобиль желательно доставить в зону ремонта на эвакуаторе. Допускается перемещение машины на буксире на сравнительно короткие расстояния при нейтральном положении рычага переключения режимов работы. Подробная информация о правилах буксировки имеется в инструкции по эксплуатации автомобиля.

Например, коробка Multitronic при буксировке начинает передавать момент от ведомого вала на ведущий несмотря на нейтральное положение селектора. За счет динамического нагнетания давления в гидравлической системе вариатор переводится в режим передаточного соотношения около 1. Таким образом предотвращается выход первичного вала и планетарного редуктора на чрезмерно высокие обороты. Производитель допускает буксировку машины на расстояние не более 50 км со скоростью не выше 50 км/ч. Приведенный пример наглядно показывает, что при буксировке нужно учитывать особенности конструкции вариатора.

Типовые неисправности есть и у других вариаторов. Например, коробки Jatco JF016E и JF017E часто требуют ремонта из-за выхода из строя подшипника шкива, приводящего к смещению конуса. В результате появляется пробуксовка цепи, приводящая к засорению гидравлики стружкой и падению давления. В ряде случаев шлифовка поврежденных поверхностей шкивов невозможна из-за слишком глубоких задиров. В этом случае ремонт вариатора будет весьма дорогим.

На вариаторах Jatco JF015E слабым местом являются соленоиды, которые выходят из строя из-за стружки. Коробка относится ко второму поколению, хотя и оснащена модулем коррекции (в отличие от JF016E и последующих моделей) и позволяет менять элементы в гидроблоке. Также возможна замена гидроблока в сборе на снятый с другой коробки узел. Важно правильно подобрать модель гидроблока – в JF015E использовали несколько модификаций распределителей, отличающихся характеристиками.

На автомобилях Subaru можно встретить несколько разновидностей вариаторов Lineartronic. Основной проблемой является загрязнение гидроблока частицами износа шкивов и цепи, купить соленоиды по отдельности достаточно сложно. Растянутая цепь может сломать алюминиевые успокоители с расположенными внутри каналами для подачи жидкости. Отмечаются случаи смятия ступицы муфты гидротрансформатора из-за люфта в приводе масляного насоса. На части коробок Lineartronic гидротрансформатор оснащался шайбой из карболита в пакете блокировки. Со временем шайба истиралась, что приводило к неправильной работе блокировки гидротрансформатора.

Заключение

Вариаторы используются на автомобилях нескольких производителей. Несмотря на плавность работы и небольшие габариты бесступенчатые коробки не смогли потеснить трансмиссии с передачей крутящего момента зубчатыми парами. Вариаторы оказались очень требовательными к обслуживанию и условиям эксплуатации, а роботы с двойным сцеплением смогли обойти CVT по экономичности, обеспечивая намного лучшую динамику разгона.