Огляд вариаторных КПП CVT і XTRONIC CVT

Розвиток автомобільних технологій ніколи не стояло на місці. Протягом усього автомобілебудування машини оснащувалися механічними коробками передач і автоматичними КПП. Однак останні роки все частіше виробники авто розробляють модифікації з вариаторной CVT коробкою передач.

Очевидно, першим ділом назріває питання: «варіаторна CVT коробка передач — що це таке?» CVT – Continuously Variable Transmission або безступінчата коробка. Безступінчата вона, тому що при роботі такий тип трансмісії плавно і безперервно змінює передавальне число.

Можна припустити, що коробка передач варіатор CVT винайдений зовсім недавно. Однак це винахід далеко не нове. Свій початок принцип роботи такої трансмісії бере в кінці п'ятнадцятого століття від самого Леонардо да Вінчі. В ті часи його ідея не надавалося особливого уваги. Вперше трансмісія CVT була встановлена в автомобіль в середині двадцятого століття. А основну популярність у розробників авто отримала тільки в 90-ті роки минулого сторіччя.

Селектора CVT коробки Селектора CVT коробки
Селектора CVT коробки

В даний час все більше компаній розробляють, вдосконалюють варіатор CVT і впроваджують його в свою продукцію. Лідируючими компаніями з виробництва автоматичних і безступінчатих коробок перемикання передач є:

  • Aisin Seiki Co – японська компанія, яка тісно співпрацює з Toyota;
  • Jatco (Japanese Automatic Transmission Co) – дочірня фірма Nissan;
  • ZF Friedrichshafen AG – німецька компанія, що займається подвесочными і приводними технологіями.

Огляд КПП CVT

Варіатор CVT якоюсь мірою можна вважати еволюційної версією класичної механічної коробки передач . Якщо в «механіці» передачі перемикаються за рахунок шестірень і зчеплення, то CVT коробка змінює підрядне число без допомоги вузлів зачеплення. У той же час варіатор CVT, як і автоматична коробка перемикання передач має повністю автоматизованим механізмом. Однак робота варіатора і «автомата» принципово відрізняється.

В автомобілебудуванні найчастіше використовують два види безступінчатих КПП. Це тороїдальний і кліноременний варіатор CVT. Особливу поширеність заслужив кліноременний принцип, але і у нього є свої плюси і мінуси.

Розглянемо обидва типи безступінчатим коробки перемикання передач.

Тороїдальний

Часть тороидального вариатора
Фрагмент тороїдального варіатора

Тороїдальний тип трансмісії має меншу поширеність у сучасних автомобілях, ніж кліноременний. Таке пристосування встановлюється тільки у задньопривідних і повнопривідних автомобілях з поздовжньо розташованим двигуном. Такий тип варіатора має досить простий і цікавий принцип роботи.

У систему тороїдального варіатора входить два диска: ведучий і ведений. Між ними розташовуються ролики. У процесі роботи ролики обертаються відносно однієї — горизонтальній осі й одночасно переміщаються щодо іншого — вертикальної осі. Такі маніпуляції дозволяють роликам перенаправляти роботу, торкаючись різних областей дисків.

Схема обозначений механизма работы тороидального вариатораСхема обозначений механизма работы тороидального вариатора
Схема позначень механізму роботи тороїдального варіатора

По мірі переміщення роликів відносно вертикальної осі, відбувається зміна придаткового числа, а за рахунок сил тертя роликів між дисками здійснюється передача крутного моменту.
Якщо ролики з ведучим диском контактують близько обіду, то здійснюється збільшення швидкості і зменшується крутний момент – це найвища передача. Якщо ролики контактують з веденим диском з краю обода, відбувається зниження швидкості і збільшення крутного моменту, що є найнижчою передачею. Завдяки цьому майже нескінченну кількість «передач».

Схема работы тороидального вариатора
Схема роботи тороїдального варіатора

надійності тороїдальний варіатор CVT за рахунок своєї конструкції бере верх над кліноременним. Зате повністю не підлягає ремонту. Деталі для заміни знайти майже неможливо. Якщо відбуваються якісь серйозні поломки, в сервісному центрі, швидше за все, порадять заміну варіатора.

Кліноременний

Клиноременный вариатор в разрезе
Кліноременний варіатор в розрізі

Кліноременний тип варіаторів встановлюється переважно в передньопривідних автомобілях. В основу роботи системи входить дві пари конічно дисків і металевий ремінь, який виготовляється з пари пакетів металевих стрічок (кількість стрічок у пакеті варіюється від 9 до 12 штук). Стрічки скріплюються між собою елементами у вигляді метелика.

Кожна пара дисків складається зі стаціонарного і рухомого диска — це означає, що вони є шківами. Кожен шків має зв'язок з відповідним валом. Як це все працює описано нижче:

  1. Первинний вал передає ведучого шківа крутний момент від двигуна за допомогою гідротрансформатора.
  2. Зусилля в гідротрансформаторі передається, коли приводний насосне колесо подає гідравлічне масло на пов'язане з первинним валом турбінне колесо.
  3. Через металевий ремінь передається зусилля з ведучого шківа на ведений, який пов'язаний із вторинним валом.
  4. Передача моменту на вторинний вал для руху автомобіля вперед здійснюється за допомогою планетарного редуктора з дисковим зчепленням.
  5. Для руху назад, активізується дискове гальмо, він же є реверсивним механізмом (механізм задньої передачі).
  6. Далі, проміжний вал передає крутний момент диференціалу, який рівномірно розподіляє приводні зусилля на кожну з півосей.

Така взаємодія процесів в подальшому призводять колеса в рух.

Схема с обозначениями элементов клиноременного вариатора
Схема з позначеннями елементів шківом кліноременного варіатора: 1 — первинний вузловий вал; 2 — вторинний вузловий вал; 3 — приводний масляний насос; 4 — гідротрансформатор; 5 — реверсивний механізм; 6 — диференціал КПП; 7 — передавальний ремінь.

Швидкість руху здійснюється за рахунок зміни обох діаметрів шківів. Діаметр ведучого шківа на самому початку руху і наборі швидкості мінімальний. Зміна діаметру відбувається за рахунок руху дисків шківа. При мінімальному діаметрі диски стиснуті до межі. Коли диски максимально допустиме разжаты шків набуває найбільший діаметр.

Іншими словами, при мінімальній швидкості діаметр ведучого шківа мінімальний, а веденого максимальний. А при русі на максимальній швидкості ведучий шків має максимальний діаметр, а ведений найменший діаметр.

Иллюстрация изменения диаметра шкивов
Ілюстрація зміни діаметру шківів

Регулювання швидкості руху забезпечується узгодженим зміною обох діаметрів шківів. Завдяки всім доступним варіантами діаметрів, кількість передач» може бути необмеженим.
Принцип роботи кожного типу цих безступінчатих коробок передач має як плюси, так і мінуси.

Плюси

  • Неперевершена динаміка руху. У оснащеного коробкою CVT автомобіля швидкість набирається плавно, при цьому стрибки і ривки не спостерігаються. Такий рух подібно руху електромобіля.
  • Автомобіль не глохне при зупинках, в тому числі і тривалих, ніж заощаджує паливо.
  • Не вимагає перемикання швидкостей при русі.
  • Автомобілем з варіатором значніше простіше керувати, так як є всього дві педалі. Педаль зчеплення відсутня через непотрібність.
  • При розгоні сучасні варіатори не створюють зайвого шуму.
  • Крім економії палива, при роботі трансмісії знижується кількість шкідливих речовин, що випускаються в атмосферу.
  • В плані розгону, автомобіль з варіатором CVT виграє у авто з іншими трансмісіями.

Мінуси

  • Недбала експлуатація викликає швидкий вихід з ладу варіатора CVT.
  • Має схильність до руйнування при тривалих поїздках на повній потужності і максимально високих обертах.
  • Придатний для установки в автомобілі з малолітражними двигунами.
  • При обслуговуванні варіатора обов'язково заливати тільки оригінальну робочу рідину, яку досить складно придбати. Також вона має високу ціну.
  • Ремонт такого агрегату досить дорогий. А заміна деталей нездійсненна через їх відсутність у продажу. При значних пошкодженнях КПП доводиться виробляти його повну заміну.
  • Відносний низький ресурс безперебійної роботи трансмісії.

Огляд XTRONIC CVT

Розробка компанії «Nissan», якою оснащується безліч моделей власного виробництва. Є більш вдосконаленим кліноременним варіатором. Конструкція цього варіатора зазнала зміни в устрої шківів і передавального ременя. Шківи стали помітно тонше, а передавальний ремінь придбав алюмінієву основу, що знизило гнучкість.

Підвищеної надійності варіатор Xtronic CVT зобов'язаний новому, більш компактному масляного насосу. Таке рішення знижує виникаючий тиск між ременем і шківами. Впроваджена система Adaptive Shift Control дозволяє налаштовувати безступінчату трансмісію безліччю варіантів, пристосовуючи управління автомобілем в будь-яких дорожніх умовах.

CVT Xtronic от Ниссан в разрезе
Xtronic CVT від Ніссан в розрізі

Щодо свого попередника варіатор Xtronic CVT став на 10% менше в розмірах і на 13% легше. При цьому знизилися втрати на внутрішнє тертя аж на 30%. Xtronic отримав додаткову планетарну передачу. Таке рішення було першим у своєму роді і дозволило підвищити коробці передаточне число до 7.3 до 1 в порівнянні з варіаторами традиційної конструкції.

Важливою особливістю варіатора Xtronic CVT стала адаптація під двигуни підвищеної потужності. Виходячи з тенденції розвитку і нововведень, ця безступінчата трансмісія має великі перспективи в майбутньому.

Плюси

  • ще більше зниження витрат палива;
  • значно знижений рівень шуму, навіть на малих обертах;
  • завдяки новій конструкції довговічність агрегату помітно зросла;
  • плавна робота і хороша динаміка.

Мінуси

  • непридатність в ремонті, в сервісних центрах Ніссан заміна проводиться тільки блоками;
  • пробуксовка на снігу і на слизьких поверхнях.

Відгуки про CVT і XTRONIC CVT

В цілому, власники автомобілів з варіатором CVT і Xtronic CVT залишають відгуки мають однаковий характер. На думку користувачів, спостерігаються схожі як недоліки, так і позитивні якості обох типів трансмісій.

Позитивні Негативні
Трансмісія – клас. Перемикає завжди вчасно і до місця При пробіг 30000 км, селектор варіатора відмовився переходити з положення «P» в будь-яке інше
Варіатор – це те, чого мені завжди не вистачало. З ним просто забуваєш, що у автомобіля взагалі є коробка передач CVT краде динаміку — розгін як на тролейбусі
CVT приємно здивував — плавний розгін, ніяких ривків і перемикань Варіатор дивно хрюкає. Може ще обкатка, а може просто здається. Проїздив мало, поки рано судити
Коробку передач чутно, але по-доброму, але все плавно, абсолютно не викликає дискомфорту Була проблема, після 3-5 км. При старті з місця машина розганяється з натяжкою, при їзді накатом з швидкості 40 і менше машинка починає пригальмовувати, а після 20 км на годину гальмування пропадає і автомобіль їде легко
змішаний Стиль водіння, так як за настроєм і в пробках. Кожен день їжджу по Сімферопольському шосе зі швидкістю 130-160 км / год., але все одно намагаюся машину не рвати. Нарікань по роботі ніяких немає, я задоволений! Розгін досить плавний
Варик мені сподобався, приємно розганяється, на мій погляд, навіть краще автомата
Зараз варіатор як рідний — всі проблеми надумані

Відео «Обоз Xtronic CVT Nissan»

В цьому відео, ви можете подивитися, як працює Xtronic CVT і в чому його переваги.

В цій статті було вичерпно описано про безступінчастої трансмісії і Xtronic CVT, а також їх плюси і мінуси. Якщо ж чогось не вистачає або у вас є зауваження, залишайте свою думку в коментарях.


Коментарі та відгуки

  • JekaX

    Яка докладна стаття. Складно в інтернеті знайти щось подібне. Тобто інформації повно, але що б вона була в подібній формі та вигляді, як у вас… Читається доступно, а в інтернеті написано на сайтах зазвичай менше і не зрозуміліше. А тут все докладно і ясно. Дякую, було цікаво читати і дивитися!

  • Користувач

    А які потрібні масла для вариаторных трансмісій? Зазвичай ATF або у виробника є свої критерії і особливі масла для таких коробок?Я десь читав, що підходять і АТФ, але багато говорять заливати суворо CVT олії. В чому ж сіль? І що буде, якщо залити АТФ в варіатори?

    • Дмитро

      Накриється мідним тазом і дуже швидко.
      ніссановський варик ллють жижу ns1 або ns2 в залежності від моделі. Варто жижа не дорожче масла для автоматів. Часткова заміна (скільки злилося) через 30 т. км користуються ве перший варик від Ніссана 9.5 років. Доводилося буксувати, тягати причеп. Політ нормальний. Всі проблеми надумані. Варик ремонтується навіть простіше і дешевше, ніж автомат. А ось ґвалтувати його не можна однозначно. Сучасні варики ще надійніше сталі.

      • Світлана

        Дмитро, чи не можете Ви допомогти з'ясувати, яка модель варіатора Xtronic стоїть в Рено Самсунг см3 2011 року, почалася пробуксовка.

  • Анонім

    Повна шняга для лохів!

    • Адміністратор

      Хотілося б уточнити, чому така низька оцінка прочитаної статті?

  • Рифат

    Рено планує встановлення варіатора CVT X-Tronic на модель Каптур. Як думаєте, це нормальне рішення для цього кросовера?

    • Спеціаліст av-to.info

      Рифат, про це ми зможемо дізнатися після того, як зробимо власний тест-драйв. :)

    • Морж

      Ти уплюешься, там і движок F4R або автомат DP8 (всі пам'ятають ушлепище AL4?, так це воно).

  • KuzmaSL

    А коли ви плануєте тест-драйв Рено Каптур? Цікавить ваша думка про їх варіатор «адаптований спеціально для Каптур». Начебто вони там до нього охолодження хотіли завести…