Вариатор помогает сэкономить топливо и повысить комфорт вождения. Кроме того, он проще и дешевле в производстве, чем обычные автоматические коробки передач. Однако бесступенчатые автоматические коробки передач так и не смогли завоевать рынок. Не каждого устраивает особенность работы вариатора, и - что еще хуже – иногда они ломаются.

CVT – это сокращение от английского Continuously Variable Transmission , что означает бесступенчатая коробка передач. Вариатор - во многих отношениях трансмиссия необычная. Вместо классических зубчатых колес здесь используется стальной ремень или цепь, которая движется между двумя парами конических колес, образующих шкив.

Колеса установлены парой на входных и выходных валах. Каждая коническая пара может сближаться друг с другом или расходиться, благодаря чему бесступенчато меняется радиус шкива, и достигается плавное изменение передаточного отношения. При этом крутящий момент непрерывно передается от двигателя к колесам.

При движении с постоянной скоростью мотор работает на необычно низких оборотах, что и способствует снижению расхода топлива и повышению уровня комфорта. Пользователи автомобилей с CVT подчеркивают исключительную плавность движения – без толчков и рывков при старте. Вариаторы, как правило, меньше и легче классических автоматов. Поэтому они часто применяются в небольших городских автомобилях, особенно японских марок.

Но если все так хорошо, то почему доля автомобилей с CVT так мала? Выделить главную причину довольно сложно. Но многих водителей не устраивает специфическая работа коробок этого типа. Добавляешь газ, и двигатель, громко завывая, выходит на высокие обороты без заметного ускорения. Тихо становится лишь при движении с постоянной скоростью. Автолюбителей, любящих посильней вдавить педаль газа в пол, подобное поведение легкового автомобиля раздражает. Впрочем, так ведут себя, главным образом, бесступенчатые коробки передач из 80-х и 90-х годов.

Примерно 10 лет назад на рынке стали появляться CVT с так называемыми виртуальными передачами. В таком случае каждой из передач назначено определенное взаимное положение конических колес. Выбрать необходимую передачу можно, например, с помощью подрулевых лопаток (весел).

Данное решение используется с 2005 года в автомобилях Audi, оснащенных бесступенчатой трансмиссией Multitronic. В обычном режиме коробка ведет себя, как классический вариатор, т.е. поддерживает высокие обороты при разгоне. А работу «автомата» CVT имитирует только после перехода в спортивный режим.

Конструктивные особенности

Вариаторы, условно, можно разделить на две группы: со стальным ремнем и цепью. В бесступенчатых трансмиссиях присутствует и гидротрансформатор. Он нужен, прежде всего, для старта с места. Примечательно, но Multitronic обходится без него. В этих коробках используется пакет сцеплений и двухмассовый маховик.

Вариатор имеет ряд серьезных ограничений, которые инженеры пока так и не смогли обойти. Например, по конструктивным причинам, ни цепь, ни, тем более, стальной ремень не в состоянии передать высокий крутящий момент. Из-за этого область применения CVT в настоящее время ограничена максимальным крутящим моментом двигателя на уровне 350-400 Нм. Впрочем, этот порог перекрывает показатели многих современных двигателей. Тем не менее, в Audi уже начинают отказываться от использования бесступенчатых коробок «Multitronic ».

В тоже время, другие производители упорно работают над усовершенствованием конструкции вариатора. Так Subaru демонстрирует все новые модели, оснащенные бензиновыми двигателями с турбонаддувом, полным приводом и бесступенчатой коробкой CVT (например, Linear tronic для Levorg).

Долговечность

О проблемах Audi с коробками Multitronic производства Luk слышал, наверное, каждый, кто хоть немного интересуется автомобилями. В CVT старого типа (1999-2006 гг.) постоянно сбоит управляющая электроника, выходит из строя механическая часть и преждевременно изнашивается цепь. Примечательно, что цепь использовали как раз для того, чтобы передать более высокий крутящий момент, но инженеры просчитались с ее прочностью. Со временем Немцы существенно доработали свои коробки, но проблемы все еще встречаются. Не вызывают доверия и другие немецкие вариаторы, например, ZF VT 1-27T , применявшиеся в Mini R50/R53, и Mercedes 722.7/722.8 для моделей A/B -класса.

Гораздо меньше хлопот доставляют японские конструкции. Хотя, вариатор , используемый в различных моделях Nissan (например, Qashqai), тоже относится к группе риска. Общая проблема коробок CVT – это ограниченная доступность запасных частей и нежелание некоторых механиков связываться с вариаторами. Бесспорный лидер по части надежности – вариаторы Toyota (Lexus).

Бесступенчатая автоматическая коробка, несмотря на сравнительно простую конструкцию, довольно сложная и дорогая в эксплуатации. В дополнение к неисправностям электроники и ремней/цепей встречается и преждевременный износ маховика. Стоит отметить, что двухмассовый маховик используется лишь в некоторых автомобилях с CVT (Ауди).

Заключение

Самое главное, не забывать о регулярной замене масла. К сожалению, не все производители ее рекомендуют. Если в сервисе Вам скажут, что менять масло в вариаторе не надо, то просто поищите другую мастерскую.

Они перегреваются на высокой скорости и нежизнеспособны вне ровного асфальта! Они отказывают даже при некритических нагрузках!

Слухи о сомнительной надежности бесступенчатых трансмиссий (СVT) появляются едва ли не быстрее, чем выходит в свет очередная новая модель с вариатором. Причем рождаются они чаще вокруг полноприводных кроссоверов, трансмиссии которых наиболее нагружены и зачастую работают на пределе возможностей - прежде всего на пересеченной местности. И слухи эти не лишены оснований: есть проблемы! Как показывает практика, случаются они и в менее обидных ситуациях - даже на городском асфальте.

Вот почему мы свели в разноплановых испытаниях три полноприводных кроссовера - новый «Ниссан-Кашкай» с модернизированной трансмиссией последнего поколения, «Субару-Форестер» и обновленный «Мицубиси-Аутлендер». А вне зачета в наших тестах участвовала моноприводная «Тойота-RAV4». Теперь можно купить и такую, причем именно с вариатором.

Разговоры о том, что бесступенчатые трансмиссии перегреваются на высоких скоростях, многие слышали неоднократно. Испытатели «За рулем» знают об этом по собственному опыту: перегрев трансмиссии «Аутлендера» в прошлогоднем тесте (ЗР, 2013, № 7) как раз и подтолкнул к идее затеять эти испытания. Причем на этот раз мы взяли обновленный «Аутлендер», которому производитель вернул радиатор вариатора (по нашему настоянию - см. ЗР, 2014, № 8). Понятно, что радиатор должен обеспечивать оптимальный температурный режим узла и оберегать его от перегрева. Помогло ли?

Проверяли автомобили режимом, близким к предельному и характерному скорее для безлимитных немецких автобанов. У нас так мало кто ездит, да и негде так ездить, - но нам важна чистота эксперимента! По скоростному кольцу полигона мы проехали 250 км со средней скоростью около 170 км/ч. Если вариаторы выдержат такой темп, то за их здоровье в обычных условиях эксплуатации можно не беспокоиться.

Наматывая круг за кругом, внимательно следим за поведением машин. И… не находим ничего интересного. Ни один автомобиль не выказал даже намека на перегрев трансмиссии - все отработали без малейших нареканий. Так что победителя в этом тесте нет. Но куда важнее, что нет и побежденных! Итак, вживленный в «Аутлендер» радиатор вариатора в данных условиях со своей задачей справляется блестяще.

1. За трансмиссию обновленного в этом году «Аутлендера» можно не волноваться: высокие скорости она выдержит.

2. «Форестер» с 241‑сильным мотором, естественно, способен ехать быстрее соперников, но никаких признаков перегрева трансмиссии мы не обнаружили.

3. «Кашкай» тоже без нареканий прошел скоростной тест.

4. Переднеприводная «Тойота» успешно прошла скоростной тест в том же режиме, что и полноприводные соперники.

Этот тест оказался для машин самым тяжелым. Высота препятствия - 185 мм (это еще не самый высокий бордюр среди тех, которые водители готовы штурмовать). Задача: подняться на него передними, а затем и задними колесами, поставив машину под прямым углом к «тротуару». Затем нужно повторить упражнение, но уже задним ходом. Заезжать следует, конечно же, внатяг, ведь даже самые ярые покорители тротуаров не осмелятся наскакивать на такой высокий бордюр с разгона.

Двигаясь вперед, «Субару» преодолел препятствие без напряжения. А заехать на бордюр задом отказался. Причем электроника, оберегая трансмиссию, просто не дает колесам прокручиваться, а двигателю запрещает набирать обороты. Как же так? В городе-то можно отказаться от такого штурма и развернуться на сто восемьдесят, а если подобная «засада» случится на бездорожье? Всё, задним ходом - никак?

Точно так же повел себя и «Мицубиси». Причем заехать на бордюр задним ходом отказался даже после включения режима Lock, жестко блокирующего муфту привода задних колес.

А затем фотограф вдруг попросил заехать на бордюр еще раз - вновь передним ходом. «Аутлендер» уверенно перепрыгнул бордюр передними колесами, а задними - отказался, хотя на панели приборов не вспыхнула ни одна аварийная лампа. Просто двигатель не раскручивался свыше 1200 об/мин, а колеса стояли на месте. Решили переждать минут десять. И угадали: машина с остывшей трансмиссией, как и в первый раз, перепрыгнула преграду и задними колесами.

«Кашкай» оказался самым стойким. Двигаясь вперед, он легко миновал бордюр и передними, и задними колесами - и так же уверенно пошел назад. Но, преодолев препятствие задними колесами, «Кашкай» встал. Дальше пороху не хватило: передние колеса не крутятся, двигатель отказывается набирать обороты. Тем не менее по числу выполненных с первого раза упражнений «Кашкай» в этом тесте лидер. «Мицубиси» и «Субару» поделили второе и третье места.

Напустили на бордюр и моноприводную «Тойоту». Немного покрутив колесами, она отказалась преодолевать его как передним, так и задним ходом. Логично - и для переднеприводной машины ничуть не стыдно.

5. «Мицубиси» без заминок миновал препятствие передним ходом, но задним ходом преодолеть его не смог.

6. Двигаясь вперед, «Субару» легко взял 185‑миллиметровый бордюр, а назад ехать отказался.

7. Победителем теста стал «Кашкай». Он заехал на препятствие даже задним ходом - правда, лишь задними колесами.

8. Переднеприводной «Тойоте» такие препятствия не по плечу.

На высоких скоростях перегреть вариаторы нам не удалось. Попробуем сделать это в переходных режимах, имитируя частые обгоны?

Делаем несколько ускорений подряд в режиме «педаль в пол» - с 60 до 100 км/ч и с 80 до 120 км/ч. Ни один автомобиль не проявил признаков недовольства: время разгона меняется в пределах погрешности.

Усложняем задачу. После достижения 100 и 120 км/ч - резкое торможение до 60 и 80 км/ч соответственно. И сразу - новое ускорение, вновь в режиме «педаль в пол». Лишь после такого издевательства нам удалось уловить некую задумчивость. После резкого нажатия педали газа двигатели поначалу не набирают более 2500 об/мин и придерживают автомобиль на несколько мгновений. Что такое эти мгновения? Для «Мицубиси» и «Тойоты» - 0,2–0,3 с, в обычной эксплуатации совершенно незаметные. «Ниссан» проигрывал сам себе 0,8–1,0 с. Но и это владелец вряд ли почувствует «в быту». Тем более что получили мы эти данные в почти гоночном режиме - с резкими разгонами и торможениями.

Тем не менее первое место по формальным признакам отдаем «Субару», второе - «Мицубиси», третье - «Ниссану». А внезачетная «Тойота» в этом тесте выступила не хуже ставшего вторым «Мицубиси».

Сухой проселок машины проходят спокойно. Залезли мы сюда в основном для того, чтобы испытать машины на крутом, но сухом грунтово-песчаном подъеме. Автомобили не соревновались в скорости - слишком разные двигатели. Задача испытателей предельно проста: несколько раз подняться и оценить поведение трансмиссий. На всех машинах использовали максимум их возможностей: в «Ниссане» выбрали режим Lock, в «Мицубиси» нажали кнопку 4WD, в «Субару» - X-Mode.

Все полноприводные машины заезжали в горку уверенно, без капризов, а значит, ни проигравших, ни победителя снова нет. Никаких признаков излишнего напряжения или перегрева трансмиссий мы не обнаружили.

Переднеприводная «Тойота» в эту горку не заехала - не хватило «зацепа»: обуй мы ее в более зубастые шины, она преодолела бы подъем, но с полноприводниками ей здесь все равно не тягаться.

Наверное, утюжа участок часами, можно добиться недовольства вариаторов. Но представить себе такую необходимость для кроссоверов в реальной жизни сложно. Итак, вновь ничья.

1. «Аутлендер» с честью выдержал тест «Обгон».

2. «Субару» - победитель теста «Обгон»: преодолел все испытания без малейших нареканий.

3. Самая большая задержка в работе вариатора после серии «гоночных» разгонов и торможений - у «Ниссана», но и она оказалась мизерной.

4. Задумчивость вариатора «Тойоты» после нескольких издевательских разгонов и торможений минимальна.

5. «Аутлендер» прошел тест «Подъем» без замечаний.

6. Возможности двигателя и трансмиссии «Форестера» таковы, что крутой подъем можно преодолеть практически без разгона.

7. Признаков недовольства трансмиссии «Ниссана» на сухом проселке с крутыми подъемами и спусками мы не выявили.

8. Переднеприводная «Тойота» подъем не взяла, но имела на это полное право.

КРУТИТСЯ-ВЕРТИТСЯ

Для изменения передаточного отношения в вариаторе используют многозвенный стальной ремень, связывающий между собой два раздвижных шкива с коническими поверхностями. Ремень состоит из множества пластин, скрепленных стальными лентами. С коническими шкивами он контактирует боковыми поверхностями пластин, на которых есть мелкие, едва заметные диагональные насечки, улучшающие сцепление. Одновременное сближение и расхождение конусов ведущего и ведомого шкивов меняет радиусы, по которым движется ремень. Соответственно изменяется передаточное отношение. Это происходит постоянно, в зависимости от режимов движения. Поэтому так называемые передачи у вариатора - виртуальные. В состав вариатора входит механизм выбора направления движения, две пары конусов со стальным ремнем, редуктор, главная передача с дифференциалом, блоки управления.

На «Мицубиси-Аутлендер» (работа его вариатора показана на схемах) установлен самый распространенный вариатор - «Джатко-JF011E». Крутящий момент от двигателя передается через гидротрансформатор (аналогичный тем, что в автоматических коробках передач) к механизму выбора направления движения, в котором стоит планетарная передача и два набора прижимных дисков - фрикционов. В зависимости от направления движения (вперед или назад) блок управления подает команду на сжатие одного из пакетов дисков. Далее через ремень момент подается на понижающую передачу. С нее - на главную пару и к ведущим колесам.

В режиме «нейтраль» - N - оба пакета дисков механизма смены направления движения распущены. Эпицикл планетарной передачи свободно вращается вместе с ведущим валом вариатора - момент к ведущему шкиву не передается.

В режиме стоянки - P - ситуация аналогичная, только задействован и механизм блокировки, фиксатор которого входит в зацепление с зубчатым венцом ведомого шкива.

При переводе селектора в положение D один из пакетов дисков сжимается, соединяя эпицикл с солнечной шестерней, установленной на ведущем шкиве, между конусами которого зажат ремень. Далее момент через ремень передается на ведомый шкив, с него на понижающий редуктор, главную передачу - и к колесам.

Для движения задним ходом (R) передний пакет дисков разжимается, а задний соответственно сжимается. Водило, на осях которого сателлиты, останавливается. Момент с ведущего вала идет на эпицикл, а с него на сателлит. Солнечная шестерня, связанная с сателлитом, из-за остановки водила вращается в противоположную сторону. При движении задним ходом радиусы шкивов остаются в начальном положении. За этим следит блок управления.

1. В этом году на обновленный «Аутлендер» вернули радиатор вариатора. И правильно сделали!

2. У вариатора «Форестера» нет радиатора. Однако перегреть трансмиссию нам не удалось.

3. На «Кашкае» радиатор вариатора есть.

4. Радиатор вариатора на RAV4 совмещен с радиатором системы охлаждения.

На «Субару-Форестер» другой вариатор - собственной конструкции. На машины с атмосферными двигателями устанавливают модель TR580, а в пару моторам с турбонаддувом - TR690. Принципиальное отличие от вариатора «Джатко» - другая конструкция ремня (производится немецкой фирмой «Лук»). Он тоже передает усилие торцевыми поверхностями, но не пластин, а штифтов, связывающих между собой звенья ремня.

Момент от двигателя передается через гидротрансформатор, понижающий редуктор (в нем же расположена предохранительная муфта), ведущий шкив, ремень, ведомый шкив, второй понижающий редуктор, механизм смены направления движения, ведомый вал. Предохранительная муфта между первым понижающим редуктором и ведущим шкивом разомкнута при пуске двигателя, пока не работает масляный насос. Как только давление поднимется, муфта блокируется. Это сделано для защиты ремня от проскальзывания в момент скачков нагрузки при пуске двигателя.

На автомобилях с системой «старт- стоп», когда двигатель глохнет на остановках, первичный вал вариатора не вращается, соответственно не работает и его масляный насос - давление в системе низкое. Чтобы при очередном пуске мотора оно было достаточно высоким, вариатор оснащен дополнительным подкачивающим электрическим насосом.

Схема передачи момента от двигателя аналогична джатковской, но есть некоторые кинематические особенности. Понижающий редуктор по компоновочным соображениям разделен на два механизма - до цепи и после нее. Механизм смены направления движения и перевода в «нейтраль» расположен после шкивов, поэтому они вместе с цепью вращаются всегда при заведенном двигателе. Главная передача - коническая гипоидная, в отдельном картере со своей системой смазки.

Вариаторы для «Тойоты» изготавливает фирма «Айсин». Конструктивно они аналогичны вариаторам «Джатко». Ремень тоже состоит из пластин, связанных стальными лентами.

На «Ниссанах» стоят вариаторы «Джатко». Новый «Кашкай» получил усовершенствованную модель на базе JF011E. Изменены все узлы, даже трансмиссионная жидкость другая. Расширен диапазон передаточных чисел, применен иной алгоритм управления.

ЛЕГЕНДЫ И ФАКТЫ

Выявить однозначного победителя по сумме четырех тестов не удалось. Вроде бы «Ниссан», у которого, напомним, самая последняя версия вариатора (этот агрегат скоро пропишется и на других моделях японской марки), набрал на пол-очка больше, чем «Субару». Но посовещавшись, мы решили разделить между этими автомобилями первое и второе места. Ведь проигранные «Ниссаном» при интенсивных ускорениях доли секунды вполне компенсируются хорошими результатами в тесте «Бордюр». «Мицубиси» же отстал от соперников совсем чуть-чуть. В целом все машины показали себя очень неплохо и помогли развеять некоторые мифы о нежизнеспособности вариаторов. В обычной, повседневной эксплуатации бесступенчатые трансмиссии не доставят хлопот. Конечно, если помнить простые истины: кроссоверы, тем более с бесступенчатой трансмиссией, - совсем не внедорожники! Это городские и трассовые автомобили, позволяющие время от времени преодолевать не очень сложные препятствия. А уж моноприводный и вовсе честнее называть универсалом с увеличенным дорожным просветом.

Убить бесступенчатую трансмиссию непросто. Мудрая электроника защитит машину от водителя, переоценивающего ее и свои способности. Вот дожили-то! Но со многими нынешними водителями по-другому, вероятно, и нельзя.

«Ниссан-Кашкай» - 1-2-е места

«Субару-Форестер» - 1-2-е места

«Мицубиси-Аутлендер» - 3-е место

В последнее время, в связи с развитием инверторной техники и частотного регулирования электромашин, нередко высказывается мнение о неперспективности вариаторного привода от электродвигателей с постоянной частотой вращения. Действительно, с помощью инверторной техники можно изменять частоту вращения электродвигателей или получать постоянную частоту тока от генераторов, вращающихся с переменной угловой скоростью. Но электромашины с инверторным регулированием отнюдь не заменяют собой их же, но с вариаторным приводом.

Дело здесь в том, что электромашины при инверторном регулировании должны выбираться исходя из максимального крутящего момента, проходящего через них. При заданной мощности это означает, что работа на минимальных частотах вращения требует электромашин с самыми большими габаритно-массовыми показателями. Усугубляет положение пониженная эффективность работы большинства электромашин на низких частотах тока.

Анализ показывает, что привод с электромашиной постоянной частоты вращения и вариатором существенно эффективнее привода от электромашин с частотным регулированием и машин постоянного тока, особенно по массе агрегата, и, разумеется, стоимости. Так, например, получить максимальный крутящий момент около 100 Нм при интервале рабочих частот вращения 200...2200 об/мин можно с помощью мотор-вариатора с асинхронным электродвигателем мощностью 2,2 кВт общей массой 30 кг, электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением мощностью 3 кВт и массой 125 кг, а также асинхронного электродвигателя с частотным регулированием мощностью 30 кВт с инвертором общей массой около 200 кг. При этом КПД установок с асинхронным электродвигателем соизмерим и колеблется между 0,7 и 0,8 в зависимости от крутящего момента, а у электродвигателя постоянного тока он сильно падает, примерно до 0,3 при максимальном моменте.

Преимущество вариаторного привода наиболее отчетливо наблюдается при больших мощностях привода, когда массы агрегатов существенны, либо когда имеются жесткие ограничения к массам агрегатов. Например, согласно расчетам, наличие вариатора вместо инверторного регулирования на мощных, порядка мегаватта и более, ветроустановках позволяет снизить массу генератора в 2...3 раза, а она сейчас порядка 10 тонн и выше. Масса же генератора существенно влияет на массу и стоимость вышки ветроустановки высотой около 120 м. К тому же ветроустановки обычно работают при мощностях менее 25% от установочной, а КПД инверторов при таких недогрузках гораздо меньше, чем у описываемого вариатора с оптимизированным, зависящим от мощности нажимом (сказанное относится к германским ветроустановкам, с которыми авторы знакомы по работе).

Очень полезен в понимании этого вопроса пример из автомобильной техники. Известно, что двигатель автомобиля, также как и электромашина с частотным регулированием, позволяет менять частоту вращения в широких пределах регулировкой подачи топлива. Однако попытка обойтись в приводе автомобиля без коробки передач, безразлично, ступенчатой или бесступенчатой, привела бы к хорошо понятному результату – двигатель стал бы иметь массу, соизмеримую с остальной частью автомобиля. Или автомобиль стал бы разгоняться с интенсивностью товарного поезда.

Прототипом нового вариатора является с нашей точки зрения наиболее перспективный планетарный дисковый вариатор по патенту Великобритании №1384679, F16H 15/50, 19.02.75 г. долгое время успешно выпускаемый, в частности, германской фирмой «Lenze» под названием «Disco» (рис. 1).

Рис. 1. Вариатор «Disco» фирмы «Lenze»: 1 – ведомый вал; 2 – неподвижное кольцо муфты; 3 – диск сателлитов; 4 – нажимное кольцо муфты; 5 – ось сателлита; 6 – сателлит; 7 – упорное кольцо; 8 – внутреннее солнечное колесо; 9 – пакет пружин; 10 – вал электродвигателя

На валу 10 электродвигателя установлено внутреннее солнечное колесо 8 , вращающееся с практически постоянной угловой скоростью. Наружное солнечное колесо состоит из упорного кольца 7 и нажимного кольца муфты 4 . Между внутренним и наружным солнечными колесами находятся сателлиты 6 , установленные на осях 5 . Сателлиты свободно перемещаются в радиальном направлении в гнездах диска 3 , через который крутящий момент передается на ведомый вал 1 .

Изменение передаточного отношения в вариаторе «Disco» производится при работающей передаче принудительно, путем вращения через винтовую или червячную передачу. При вращении нажимного кольца муфты, имеющего как и неподвижное кольцо 2 , волнообразный профиль, происходит его перемещение в осевом направлении, вследствие чего изменяется зазор между нажимным и упорным кольцами. При уменьшении зазора сателлиты выдавливаются к центру, сжимая пакет пружин 9 . Передаточное отношение вариатора при этом уменьшается. При вращении нажимного кольца в другую сторону зазор увеличивается и промежуточные конические диски под действием пакета пружин устремляются на периферию, повышая передаточное отношение.

Следует заметить, что последние серии вариаторов «Disco» снабжены сервосистемой с дополнительным двигателем и приводом для автоматического изменения передаточного отношения, например, в зависимости от момента сопротивления на выходном валу.

Планетарная схема вариатора кроме высокой компактности обеспечивает повышенные значения КПД, особенно на малых передаточных отношениях, близких к единице (напомним, что при передаточном отношении, равном единице весь планетарный механизм работает как одно целое без потерь на прокручивание). Это свойство особенно важно для автомобилей, так как наибольшие мощность двигателя и время работы здесь происходит именно на таких передаточных отношениях, называемых в автомобилестроении «высшими». Следует отметить, что именно дисковый вариатор, в отличие от вариаторов других типов, наилучшим образом подходит для планетарной схемы, так как все его рабочие элементы вращаются в одной плоскости и не подвержены весьма высоким гироскопическим воздействиям, пагубно влияющим на подшипники сателлитов. Вариаторы же с гибкой связью практически непригодны для использования по планетарной схеме. По своей несущей способности и эксплуатационным показателям – это один из лучших вариаторов.

Однако вариаторам «Disco» присущи следующие существенные недостатки, анализ которых необходим для понимания работы нового вариатора.

Невозможность повышения передаваемого крутящего момента и мощности путем простого увеличения числа рядов дисков, так, как это делается в многодисковых вариаторах. Это происходит из-за того, что внешние и внутренние центральные фрикционные диски при изменении передаточного отношения перемещаются в противоположных направлениях. Например, при сближении внешних дисков, внутренние раздвигаются, и наоборот.

Внешние и внутренние фрикционные диски представляют собой жесткие, практически недеформируемые в осевом направлении элементы, из-за чего усилие нажима воспринимают при шести сателлитах лишь 70% точек контакта. Это вызывает падение КПД и допускаемых контактных напряжений, повышает вероятность заеданий и требует весьма точного выполнения дисков-сателлитов по толщине (жесткий допуск на разнотолщинность), что повышает стоимость изделия.

Весьма неблагоприятные условия нажима фрикционных дисков, связанные со способом регулирования передаточного отношения. Нажимы во внешнем и во внутреннем фрикционных контактах без учета центробежных воздействий в этих вариаторах одинаковы, причем они повышаются при увеличении частоты вращения выходного вала, то есть при уменьшении передаточного отношения («выдавливании» сателлитов к центру). В этом же положении максимальны центробежные эффекты сателлитов, дополнительно существенно нагружающие их зоны контактов с внутренними дисками. Анализ показывает, что требуемые, то есть оптимальные нажимные усилия прямо противоположны имеющимся, из-за чего при малых передаточных отношениях сильно – в десятки раз – перегруженными оказываются контакты сателлитов с внешними дисками. Следствия этих пережимов видны из рис. 2, на котором приведены экспериментальные зависимости КПД вариатора «Disco» и нового планетарного дискового прогрессивного вариатора от частоты вращения выходного вала. Наибольшее падение КПД наблюдается у вариаторов «Disco» в наиболее используемом, особенно для автомобилей, режиме максимальных частот вращения выходного вала (минимальных передаточных отношений).

Рис. 2. Экспериментальные графики зависимости КПД от частоты вращения выходного вала: 1 – нового планетарного дискового прогрессивного вариатора; 2 – вариатора «Disco» фирмы «Lenze»

Способ регулирования передаточного отношения вариаторов «Disco», определяемый их конструкцией, неприменим для их использования на автомобилях и других машинах с динамичным изменением режимов работы. Помимо неблагоприятных условий нажима дисков, вызываемых этим способом, даже при наличии сервосистемы изменения передаточного отношения, системы датчиков и электронного блока управления, реакция механизма на увеличения усилия прижима внешних дисков (а именно так происходит изменение передаточного отношения) наступает весьма нескоро. Перемещение сателлитов происходит из-за упругих деформаций стальных жестких дисков и осуществляется очень медленно – до 250 секунд. Оперативного изменения передаточного отношения путем непосредственного перемещения сателлитов здесь осуществить нельзя.

Между тем сама планетарная схема дискового вариатора настолько перспективна по сравнению с другими вариаторами, что авторы сочли целесообразным создать на этой основе вариатор, лишенный отмеченных недостатков и обеспечивающий следующие полезные свойства.

Многодисковость конструкции при совмещении по оси внешних и внутренних рядов фрикционных дисков. Это позволит повышать несущую способность вариатора пропорционально числу рядов дисков при незначительном увеличении его габаритов по длине.

Равномерность прижима всех зон контактов при любом числе сателлитов, что позволяет избежать заеданий при высоких значениях контактных напряжений, допустимых для точечного исходного контакта. Достигается это использованием упруго-податливых центральных фрикционных дисков, компенсирующих разнотолщинность сателлитов.

Оптимизированный автоматический прижим фрикционных дисков, зависящий от передаточного отношения вариатора. Это позволяет учитывать изменяющийся коэффициент упругогидродинамического (УГД) трения во фрикционных контактах, также зависящий от передаточного отношения вариатора. Анализ показывает, что для большого числа важнейших применений вариаторов этот способ прижима фрикционных элементов наиболее подходит.

Это относится, например, к приводам от электромашин переменного тока с практически постоянной частотой вращения. Обеспечивая наилучшие показатели при максимальной мощности, такой способ прижима практически не снижает эффективности и при уменьшении потребляемой мощности в 2...3 раза, так как пережим в это число раз очень незначительно снижает КПД (сравните с пережимом в десятки раз у вариаторов «Disco»).

Это же относится к наиболее массовому и перспективному потребителю вариаторов – автомобилю. Не вдаваясь в нюансы этого достаточно сложного вопроса, отметим, что на режимах полной подачи топлива, а именно на этих режимах работают современные системы автомобильных трансмиссий с вариаторами, зависимость прижима дисков от передаточного отношения наиболее эффективна. На частичных режимах подачи топлива предполагается работать только в редких случаях, да и при этом КПД самого двигателя снижается настолько резко, что незначительное снижение КПД вариатора из-за пережима дисков здесь окажется практически незаметным.

На таких потенциально массовых потребителях вариаторов с высоким КПД как ветроэлектростанции, предполагаемый способ нажима наилучший, так как здесь все силовые параметры вариатора, в том числе и нажим, зависят от частоты вращения ветроколеса, а это при постоянной частоте вращения генератора означает, что и от передаточного отношения вариатора.

Главное, на наш взгляд, свойство – это саморегулируемость, адаптивность, или используя применяемый для вариаторов термин – «прогрессивность». Это свойство особенно ценно тогда, когда оно достигается не использованием дополнительных сложных, дорогих и ненадежных силовых сервосистем с датчиками, электронными блоками управления и серводвигателями с исполнительными механизмами, а органически свойственно данной конструкции вариатора. Это достигается в конструкции нового вариатора объединением систем нажима и изменения передаточного отношения. К тому же предусмотрена возможность принудительного (по желанию оператора) изменения на ходу степени этой прогрессивности или «мягкости» зависимости частоты вращения от момента сопротивления на выходе. Разумеется, предусмотрено и непосредственное принудительное изменение передаточного отношения, в том числе в ряде случаев и на неподвижном вариаторе, что принципиально невозможно на вариаторах «Disco» и на подавляющем большинстве других фрикционных вариаторов.

Эти свойства нового вариатора, работа над которым ведется в Московском государственном индустриальном университете (МГИУ) около 20 лет, отражены в патентах России .

Принципиальная схема вариатора представлена на рис. 3. На этой схеме вариатор включает всего два ряда центральных фрикционных дисков – неподвижных внешних 9 , установленных в корпусе 18 , и внутренних 5 с зажатыми между ними сателлитами 7 при помощи тарельчатых (или просто плоских дисковых) пружин 4 и 8 , соответственно. Однако по схеме понятно, что этих рядов может быть сколь угодно много, сколько выдержат по прочностным и жесткостным показателям оси сателлитов 10 , и их подшипники 6 . Не исключаются и промежуточные поддерживающие опоры на осях 10 , преимущественно при числе рядов выше четырех. Число сателлитов в одном ряде преимущественно шесть, как и в вариаторах «Disco», хотя для мощных устройств с малым диапазоном варьирования (например, для мощных ветроустановок), их может быть до 12 . Подшипники 6 осей 10 находятся на одном конце поворотных рычагов 19 , на других концах которых размещены противовесы 11 , одна группа которых снабжена роликами 12 , находящимися в фасонных прорезях 20 диска 13 , связанного с выходным валом 17 .

Рис. 3. Схема нового планетарного дискового прогрессивного вариатора: 1 – ось поворотных рычагов; 2 – водило; 3 – входной вал; 4 – тарельчатая пружина; 5 – внутренний центральный фрикционный диск; 6 – подшипники сателлитов; 7 – сателлит; 8 – плоская дисковая пружина; 9 – неподвижный внешний центральный фрикционный диск; 10 – ось сателлитов; 11 – противовес; 12 – ролик; 13 – прорезной диск; 14 – рычаг; 15 – пружина; 16 – рычажный механизм; 17 – выходной вал; 18 – корпус-эпицикл; 19 – поворотный рычаг; 20 – фасонная прорезь прорезного диска; ЖСМ – жидкий смазочный материал.

Поворотные рычаги 19 сидят на осях 1 , закрепленных в водиле 2 . Ролики 12 отжимаются на периферию пружинами 15 , усилие которых может изменяться принудительно с помощью рычажного механизма 16 , воздействие на который осуществляется рычагом 14 . Рычаг может передвигаться как вручную (например, с помощью винтового механизма, если нужно принудительно устанавливать нужные передаточные отношения), так и с помощью усилителей, имеющих упругую характеристику (например, пневмокамер, управляемых от пневмосистемы). Следует отметить, что вариатор является прогрессивным и без механизма изменения усилия пружин. Но тогда он будет иметь всего одну «мягкую» рабочую характеристику, например, как у гидротрансформатора или электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. Описанный механизм изменения усилия пружин (как в сторону его уменьшения, так и увеличения) изменяет лишь степень «мягкости» характеристики вариатора, позволяя работать на любом режиме, что особенно важно для автомобильной автоматической трансмиссии. В таком случае рычаг 14 будет связан с педалью управления скоростью автомобиля, с дополнительным усилителем или без него.

При изменении крутящего момента на выходном валу 17 , ролик 12 , находящийся до этого в прорези 20 в уравновешенном состоянии, под действием усилий пружин 4 , 8 , 15 , тангенциальных усилий рабочего момента и других усилий в механизме вариатора, изменяет свое положение в прорези, меняя при этом передаточное отношение. Нажимные пружины 4 и 8 при этом упруго деформируются за счет расклинивающего действия сателлитов, что при вращении фрикционных дисков связано с ничтожным сопротивлением трению, и имея специально подобранные характеристики «сила-деформация», обеспечивают оптимальный по КПД нажим фрикционных дисков, с запасом β = 1,25...1,5. Прорезь 20 может быть выполнена и такого профиля, когда она лишь уменьшает или полностью устраняет усилие перевода ролика 12 при изменении передаточного отношения. Таким образом, свойство прогрессивности является как бы «врожденным» свойством, присущим конструкции вариатора, и достигается лишь подбором формы прорези 20 и жесткости пружины 15 .

Опытный образец описанного вариатора в виде мотор-вариатора был рассчитан и спроектирован авторами данной работы и изготовлен на АМО ЗИЛ по совместному тематическому плану с Московским государственным индустриальным университетом (МГИУ). При расчете вариатора были использованы созданные при участии авторов методики и программы . Проектирование вариатора осуществлялось в системе трехмерного моделирования CATIA (рис. 4). Заметим, что опытный образец мотор-вариатора, имеющий самостоятельное значения для общепромышленного назначения, для АМО ЗИЛ является первым этапом создания автоматической бесступенчатой коробки передач, в частности для автобуса ЗИЛ-3250.

Рис. 4. Изометрия мотор-вариатора

Для испытаний мотор-вариатор был снабжен тормозным устройством с водяным охлаждением тормозного барабана и с возможностью регулирования тормозного момента (рис. 5).

Рис. 5. Общий вид мотор-вариатора с тормозным устройством

Испытания опытного образца показали, что вариатор действительно является прогрессивным, имея «мягкую» характеристику, представленную на рис. 6.

Рис. 6. Зависимость крутящего момента на выходе М вых от частоты вращения выходного вала n 2 и передаточного отношения i мотор-вариатора

При этом на высоких передаточных отношениях, в данном случае кинематическом, равном i = 9, а реальном около i = 13, проскальзывание достигало 35%, а значение передаваемого крутящего момента все возрастало. Эту необыкновенную «живучесть» фрикционного вариатора мы объясняем высоким значением фактора верчения при высоких передаточных отношениях данного вариатора. Похожий эффект возрастания коэффициента УГД-трения при высоких значениях проскальзывания и фактора верчения был получен проф. H. Vojacek в трибологической лаборатории в г. Гмунде, Германия . Как известно, при малых значениях фактора верчения уже небольшие значения скольжения вызывают падение коэффициента УГД-трения и буксование фрикционной передачи, что показано многочисленными испытаниями на роликовых стендах.

Концепция нового прогрессивного вариатора в его автомобильном назначении в качестве автоматической бесступенчатой коробки передач была описана в , в качестве составной части автомобильного гибрида в , и в качестве нового перспективного типа движителя автомобиля, где вариатор встроен в ступицу ведущего колеса – вариоколеса, в .

Наиболее крупной спроектированной конструкцией на основе разработанного вариатора является вариатор-мультипликатор для ветроустановки мощностью 680 кВт. Следует заметить, что сдвоенный вариатор такой мощности с одним механизмом управления, расположенным в середине, может передать мощность 1,5 МВт, что достаточно для самой распространенной в перспективе модели ветроустановки. Следует отметить, что как мощность, передаваемая через каждую зону контакта при этом, так и особенно мощность потерь, переходящая в тепло, здесь значительно меньшие, чем способна передать зона контакта даже меньшего размера, что показано испытаниями на стендах .

В качестве жидкого смазочного материала (ЖСМ) предполагается использование как моторного масла (например, для коробки передач к автобусу ЗИЛ-3250, имеющей большой запас по мощности), так и специально разработанных трактантов «Santotrac» и «Variotrac», широко выпускаемых в США и Германии, а также отечественного трактанта ВТМ-1. Заметим, что использование трактантов существенно повышает несущую способность, долговечность и КПД вариаторов и перспективы их применения сомнений не вызывают.

Источники информации:

1. Многодисковый планетарный вариатор / Н.В. Гулиа. – Патент России №2140028; 26.05.98.
2. Автоматическая бесступенчатая передача / Н.В. Гулиа. – Патент России №2138710; 16.06.98.
3. Гулиа Н.В., Юрков С.А., Петракова Е.А., Ковчегин Д.А., Волков Д.Б. Методика расчета основных параметров фрикционного дискового вариатора // Справочник. Инженерный журнал. – 2001. – №1. – С.30...39.
4. Vojacek H., Traktionsfluide Struktur und Eigenschaften vor alle Reibungsverhalten, Elmatik GmbH, 8036 Herrsching 2/BRD, 1985.
5. Отрохов В.П., Гулиа Н.В., Петракова Е.А., Юрков С.А. Бесступенчатая коробка передач для ЗиЛ-5301 // Автомобильная промышленность. – 1998. –№7. – С.16...18.
6. Гулиа Н.В., Власов А.Е., Юрков С.А. Механическая бесступенчатая передача для грузовых автомобилей и автобусов. Перспективы использования // Грузовик & Автобус, троллейбус, трамвай. – 1999. – №12. – С.7...12.
7. Гулиа Н.В., Юрков С.А. Гибридные силовые агрегаты для городских автобусов // Грузовик & Автобус, троллейбус, трамвай. – 2000. – №1. – С.10...14.
8. Гулиа Н.В., Юрков С.А. Новая концепция электромобиля // Автомобильная промышленность. – 2000. – №2. – С.14...17.
9. Гулиа Н.В., Мартин Ф., Юрков С.А. Вариоколесо и его перспективы для автомобилей // Автомобильная промышленность. – 2000. – №10. – С.19...21.
10. Елманов И.М., Колесников В.И. Термовязкоупругие процессы трибосистем в условиях упругогидродинамического контакта. – Ростов-на-Дону: Центр Высшей школы, 1999. – 173 с.

О работе вариаторов компании Jatco ходит много слухов. Кому-то повезло с покупкой авто, а кто-то уже через несколько десятков тысяч вынужден менять коробку по гарантии. От чего же зависит выносливость этого узла? Каков на самом деле ресурс вариатора на "Ниссане Х-Трейл"?

Модель вариатора RE0F10A

С 2007 года компания "Ниссан" приняла решение комплектовать внедорожники "Х-Трейл" коробками вариаторного типа. Кузов Т31 первого поколения был оснащён вариатором Jatco RE0F10A (он же CVT-7).

Его мощности рассчитаны на объём двигателя от 1,6 до 2,5 л. Такие данные предоставляют дилерские центры. Однако на сайте компании Jatco указаны немного другие объёмы - от 1,6 до 1,8 л. Если CVT-7 действительно рассчитан на малолитражные авто, то становится понятным, почему же ему так сложно отработать свой ресурс без поломок.

Крутящий момент малолитражек достигает максимум 180 Нм, в то время как двигатели с объёмом 2 л и более выдают от 200 Нм. Вариатор не справляется с такой нагрузкой.

Агрессивная езда создаёт необходимость резкого переключения между передачами, а так как в конструкции вариатора много трущихся соединений, его износ ускоряется в разы. Так что многое зависит от того, на "Ниссан Х-Трейл" сам автовладелец.

Слабые места

От работы каких элементов вариатора на "Ниссан Х-Трейл" Т31 зависит его срок службы?

Основную нагрузку при переключении передачи несут на себе подшипники шкивов, сами шкивы и ремень передачи вращения от вала ведущего к ведомому. Нюанс в том, что эти шкивы абсолютно гладкие, и сцепление с ремнём происходит только благодаря трению.

По отзывам владельцев, вариатор на "Ниссана Х-Трейл" поколения Т31 даёт о себе знать уже спустя 80 000-100 000 км, хотя обещанный ресурс - 200 000.

Первыми изнашиваются подшипники, начиная издавать характерный гул. Именно от них зависит натяжение ремня. Если подшипник не справляется со своей функцией - сила натяжения ремня уменьшается, он начинает проскальзывать, не давая валам сигнал о смене передачи. На первом этапе неисправности коробка вариатор на "Ниссан Х-Трейл" "троит" (появляются рывки). Это происходит потому, что шкивы, проворачиваясь вхолостую, деформируются, получая задиры и потёртости.

Есть на гидроблоке элемент, регулирующий передаточное число - это степ-мотор. Он "следит" за положением педали акселератора и режимом движения. Передача информации идёт на подвижные элементы шкивов за счёт лапки степ-мотора, которая довольно хрупка и быстро изнашивается, что приводит к работе вариатора только на одной скорости.

Ремонт вариатора на "Ниссан Х-Трейл" Т31 довольно проблематичен: если и найдутся запчасти для замены, то их цена будет неприятно высокой. В сервисе могут провести дефектовку и составить смету. Но если гарантия ещё действует, специалисты рекомендуют замену вариатора на "Ниссан Х-Трейл".

Модель RE0F10D (CVT-8)

Доработка типа вариатора на "Ниссан Х-Трейл" CVT-8 позволила увеличить его ресурс и выносливость к агрессивной манере езды.

Вес новой трансмиссии уменьшили, сделали более компактным масляный насос. Снизили силу трения ремня о шкивы на 40%, тем самым уменьшили и давление на них. Для экономии топлива изменение передаточного отношения сделали ступенчатым.

По отзывам владельцев о вариаторе на "Ниссан Х-Трейл" CVT-8, можно считать, что он служит дольше. Его ресурс рассчитан на 250 000 км эксплуатации.

Особенности эксплуатации вариаторов Jatco

Вариатор кардинально отличается от или "робота". В нём нет передач, за счёт чего нагрузка на двигатель снижена.

Как правильно пользоваться вариатором на "Ниссан Х-Трейл", и какой манеры езды придерживаться, чтобы коробка прослужила дольше?

1. Во время прогрева автомобиля не следует нажимать на педаль газа, пытаясь ускорить процесс. Коробка реагирует на акселератор даже в нейтральном положении селектора.
2. Резкий старт даёт огромную нагрузку на ремень и шкивы, многократно увеличивая их износ.
3. Езда по пересечённой местности отрицательно влияет на состояние вариатора.
4. Автомобиль с вариаторной КПП нельзя буксировать или пытаться завести вращением колёс ("с толкача").
5. Не рекомендуется буксировка другого транспорта, кроме автомобильного прицепа.

Отзывы владельцев о вариаторе на "Ниссане Х-Трейл", его особенностях, сводятся к тому, что создан этот агрегат для неспешной езды по ровным трассам.

и ТО

По регламенту производителя техобслуживание вариатора должно проводиться каждые 60 000 км эксплуатации. Для перестраховки автовладельцы стараются проходить ТО чаще - через 40 000-50 000.

На "Ниссан Х-Трейл" можно провести, как на СТО, так и самому.

Чтобы заменить трансмиссионную жидкость в вариаторе, необходимо иметь:

• масло;
• сетчатый фильтр и фильтр для маслоохладителя;
• прокладки для поддона и маслоохладителя;
• ёмкость для отработанного масла.

Масло для вариаторов

Учитывая то, какой вариатор стоит на "Ниссан Х-Трейл", подбирается и трансмиссионная жидкость. Для кузова Т31 выпущено масло NS2, для кузова Т32 - NS3.

Масло NS3 предназначено для безрадиаторных вариаторов и работы при более высоких температурах. Оно имеет пониженную вязкость, и, по словам разработчиков, подходит, как для CVT-8, так и для CVT-7. Однако отзывы владельцев о вариаторе на "Ниссан Х-Трейл" с коробкой CVT-7, работающей на NS3, говорят о том, что могут появляться посторонние шумы за счёт нехватки смазочного масляного слоя.

Замена трансмиссионной жидкости в вариаторе CVT-7

Начинать процедуру нужно с прогревания двигателя и коробки вариатора на "Ниссан Х-Трейл". Затем:

1. Автомобиль загоняем на эстакаду. Также подойдёт и смотровая яма.
2. Откручиваем защиту двигателя и снимаем левое колесо.
3. Подкрылок снимать полностью не нужно, только наполовину.
4. Ёмкость для отработанной жидкости подставляем под отверстие слива и откручиваем пробку.
5. Придётся подождать около получаса, пока вся жидкость не стечёт.
6. В поддоне также собирается масло. Снимаем его и сливаем масляные остатки.
7. Если сетчатый фильтр ещё можно отмыть с помощью солярки или жидкости для очистки карбюратора, то получится сэкономить, если же нет - то придётся фильтр менять.
8. Магниты и днище картера хорошенько промываем.
9. Вставляем сетчатый фильтр (отмытый или новый).
10. В поддон устанавливаем новую прокладку и возвращаем его на место.
11. Снимаем аккумулятор и сдвигаем в сторону воздушный фильтр. Теперь есть доступ к фильтру маслоохладителя. Снимаем его.
12. Устанавливаем новый фильтр и прокладку охладителя.
13. Возвращаем всё на свои места.
14. Заливаем новую трансмиссионную жидкость.
15. Проверяем уровень масла с помощью щупа.

Замена масла в вариаторе CVT-8

Особенность CVT-8 в том, что у него нет заводского щупа. Проверить уровень можно доливкой нового масла или обратиться на СТО. Там есть щуп, который вставляют в горловину для заливки.

Для замены масла потребуется:

• шайба для сливной пробки;
• прокладка;
• фильтр грубой очистки и кольцо к нему;
• трансмиссионная жидкость (5 л - для частичной замены, 12 л - для полной со снятием поддона);
• кольцо для фильтра тонкой очистки и он сам;
• кольцо для пробки контроля уровня.

Как и в случае с заменой масла на CVT-7, машину необходимо ставить на подъёмник или смотровую яму. В данном случае понадобится помощник и диагностический сканер. Если сканера нет, его можно заменить термометром (обязательно цифровым) на поддоне.

Чтобы получить доступ к днищу, загоняем машину на яму или подъёмник. Далее:

1. Откручиваем пробку слива. Должно вытечь до 5 л масла.
2. Снимаем поддон и фильтр грубой очистки, промываем их.
3. Устанавливаем всё на место. Если фильтр не подлежит дальнейшей эксплуатации - меняем его на новый.
4. Если нужна частичная замена, то заливаем масло, выставляем его уровень, и на этом процедура заканчивается.
5. Для полной замены заливаем 3 л трансмиссионной жидкости через отверстие сверху (то, в котором раньше был щуп).
6. Заводим двигатель и проходим селектором по всем положениям коробки, останавливаясь на каждом по 5 секунд.
7. Сливаем масло и процесс повторяем.
8. Дожидаемся, когда температура коробки будет 35С о.
9. Здесь понадобится помощник, который будет заводить авто.
10. Откручиваем пробку Overflow Plug. Заливаем масло до появления течи из горловины.
11. Заводим авто и проходим рычагом по всем диапазонам с задержкой по 5 сек. Фиксируем рычаг в положении "Р".
12. Снова заливаем масло, пока оно не начнёт переливаться через край. Закручиваем пробку на место.

Полная замена трансмиссионной жидкости проведена. Теперь можно сбросить значение счётчика.

Симптомы поломки вариатора

Своевременная замена фильтров и жидкости в коробке, правильная эксплуатация, конечно, продлевают срок работы вариатора. Однако появление поломок всё же может иметь место. На сегодняшний день некоторые СТО берутся проводить, как частичный, так и капитальный ремонт этого узла, и даже дают гарантию на свою работу.

Вот несколько признаков, из-за которых стоит немедленно к ним обратиться:

• пробуксовка даже при плавном нажатии на педаль газа;
• КПП переходит в аварийный режим (на приборной панели появляется индикатор);
• вибрация;
• рывки или удары при переключении между любыми передачами, как на прогретой машине, так и на холодной;
• пропадают или не включаются передачи;
• заторможенная реакция на смену скорости;
• посторонние шумы;

В отзывах о вариаторе на "Ниссан Х-Трейл" часто упоминается, что подобные симптомы во многих случаях ещё можно исправить, не прибегая к замене всей КПП.

Вопрос о замене вариатора

Дилеры, в отличие от СТО, не занимаются ремонтом. Они сразу же отправляют вариатор на "Ниссан Х-Трейл" в замену. Если он гарантийный, то не потребует затрат. Если же нет - новый агрегат обойдётся в большую сумму.

Прежде чем сдаваться на милость автодилерам, можно самостоятельно провести диагностику вариаторной коробки. Понадобятся инструменты:

• набор ключей (накидных и рожковых);
• отвёртки с молотком;
• хомуты.

Перед началом работы стоит сфотографировать конструкцию. Это может помочь в дальнейшей её сборке. Коробочки и баночки для открученных гаек и болтов также пригодятся.

Визуальная диагностика вариатора

Изучив каждый элемент КПП, можно понять, почему же она работает неправильно:

1. Снимаем боковую крышку и поддон. На поддоне есть специальные магниты, которые удерживают мусор и металлическую стружку от работы вариатора. Если на магнитах её много, то можно ограничиться заменой фильтров тонкой и грубой очистки.
2. Валы и шкивы. Сначала снимаем валы, затем ремень. Оцениваем его состояние. Если он изношен, то необходима его замена. Это гораздо менее затратно, чем новый вариатор. Если конусы без задиров, то проблема может крыться в подшипниках.
3. Гул в работе вариатора появляется как раз таки из-за люфта в работе подшипника. Его можно снять с агрегата специальным съёмником. Заменить на новый не составит труда.
4. Топливный насос находится под крышкой гидротрансформатора. Там же установлены дифференциал и передаточная пара, которые необходимо снять, чтобы извлечь насос. Если его меняют, то вместе с приводной цепью.
5. Перед обратной сборкой нужно промыть и высушить все снятые элементы. Резиновые запчасти лучше сразу заменить на новые.
6. Собирать элементы необходимо строго в обратном порядке, следить за правильным положением штырей блокировки коробки.

После сборки необходимо проверить КПП:

• заводим двигатель;
• проверяем включение каждого диапазона;
• совершаем заезд.

Если всё установлено правильно, вариатор должен работать без посторонних шумов и рывков.

Если конструкция механических передач у большинства автопроизводителей довольно схожа, то при выборе типа автоматических трансмиссий в последние годы наметилось четкое разделение идеологий. Компании Borg-Warner и LUK в данный момент делают ставку на роботизированные трансмиссии с двумя сцеплениями, Aisin развивает направление классических автоматов, а в ZF Group пошли дальше и начали выпускать 9-диапазонные АКП. Японская компания Jatco, активно сотрудничающая с Nissan, по-прежнему делает упор на эволюцию вариаторных трансмиссий. Эта тенденция в основном заметна по автопрому Страны восходящего солнца: большинство японских автомобилей с автоматическими коробками передач агрегатируются вариаторами CVT (Continuously Variable Transmission).

Вариатор CVT7 сочетает в себе 2-ступенчатый автомат и классический вариатор

CVT8 выпускается в двух исполнениях: с пределом по крутящему моменту в 250 Нм и 380 Нм

В чем причина популярности бесступенчатых трансмиссий? Как показывают исследования и данные самих производителей, такие агрегаты на данный момент являются наиболее экономичными, способными наиболее гибко передавать крутящий момент от ДВС к колесам, а также являются наиболее выгодными с точки зрения производства, положительно влияя на конечную стоимость автомобиля. К слову, даже большинство недовольств со стороны авто владельцев относительно монотонной работы двигателя, работающего в паре с CVT и зависающего на определенных оборотах, сошли на нет. Вариаторы сильно прогрессировали и по своему характеру стали больше напоминать классические автоматы, довольно удачно имитируя переключение передач, сохраняя при этом плавный темп ускорения и замедления автомобиля. Однако у владельцев то и дело возникают вопросы, касающиеся ресурса бесступенчатых трансмиссий: так ли они надежны на сегодняшний день, как традиционные АКП с гидротрансформаторами и планетарными передачами? По словам инженера по силовым агрегатам и трансмиссиям отдела технических исследований «Nissan Европа» Дмитрия Иванова, современные вариаторы Jatco серьезно прибавили в надежности и сейчас почти лишены каких-либо недостатков, которые были свойственны первым поколениям этих трансмиссий. «5 колесо» задало техническому эксперту наиболее волнующие автовладельцев вопросы:

Инженер по силовым агрегатам и трансмиссиям отдела технических исследований «Nissan Европа» Дмитрий Иванов

- Какие типы и модели вариаторов сейчас используются в Nissan и на каких моделях?

В настоящее время модельный ряд автомобилей Nissan комплектуется тремя модификациями вариаторов. Это CVT7 и две модели CVT8. Вариатор CVT7 представляет собой гибридную установку, сочетающая в себе 2-ступенчатую автоматическую коробку передач и классический вариатор. Благодаря применению такой конструкции удалость достигнуть малых габаритных размеров и широкого диапазона передаточных чисел. Этот вариатор применяется на автомобилях Nissan Sentra, Tiida, Juke, Qashqai с двигателями объемом 1,2 л. Предел по крутящему моменту в данном случае составляет 180 Нм. Вариатор CVT8 в свою очередь имеет два исполнения. Первое предназначается для двигателей «среднего» объема с пределом по крутящему моменту в 250 Нм. В этом вариаторе в механизме привода используется стальной ремень (как и в первом вариаторе). Устанавливается эта трансмиссия на автомобили с двигателем объемом 2 л (Nissan Qashqai, X-Trail, Juke и Juke Nismo с двигателем MR16), а также на Nisan Teana с мотором 2,5 л. Для более мощных бензиновых и дизельных двигателей предназначен вариатор с пределом по крутящему моменту в 380 Нм. Главное отличие от предыдущего агрегата - использование цепи в механизме привода. Такой вариатор устанавливается на автомобили Nissan Teana 3.5, Pathfinder 3.5, Qashqai 1.6 dCi, Infiniti QX60. Также на базе этого вариатора была разработана модификация с электрической силовой установкой для гибридных автомобилей. В России с такой трансмиссией представлены гибридные Pathfinder.

- Каковы основные советы по эксплуатации автомобиля с вариатором? Каких рекомендаций следует придерживаться автовладельцам, чтобы продлить жизнь трансмиссии?

Основной совет, который эффективен не только для вариаторов, но и для всех автоматических трансмиссий, - стараться избегать интенсивных нагрузок (активные ускорения, движение с большой нагрузкой) в первые 5–10 минут после запуска двигателя. Особенно это важно для зимнего времени года: масло в вариаторе требуется хоть немного прогреть.

Насколько сильно страдает вариатор от сильных пробуксовок, допустим, в глубоком снегу? Как при этом ведет себя полный привод?

Ограничений по эксплуатации автомобиля на бездорожье производителем не предусмотрено. Автомобиль с вариатором можно использовать в глубоком снегу и грязи. С вариатором в этом случае ничего произойти не должно. Ограничения по проходимости, скорее всего, могут быть вызваны геометрической проходимостью или возможностями полного привода. Ярким примером вседорожного автомобиля в нашем модельном ряду можно назвать Nissan X-Trail предыдущего поколения (T31). Этот автомобиль разошелся огромным тиражом и зарекомендовал себя как весьма достойный «проходимец»: эти кроссоверы и по сей день беспроблемно эксплуатируются на всех дорогах и направлениях России.

- Каким образом сейчас проводится гарантийный ремонт вариаторов?

В данный момент применяется только агрегатный ремонт вариаторов. Это значит, что в случае возникновения неисправности требуется заменить агрегат в сборе. В скором будущем мы планируем предоставить возможность модульного ремонта агрегата трансмиссии: станут доступны основные узлы к замене (гидротрансформатор, блок клапанов и т. д.).

- Какие тесты и измерения проводит компания Nissan в плане проверки надежности вариатора и трансмиссии в целом?

Все автомобили Nissan (как с вариаторами, так и без) проходят пробеговые испытания в российских условиях эксплуатации. В среднем километраж тестовых автомобилей составляет 100 тыс. км. В ходе этих испытаний оценивается как работа автомобиля в целом, так и работа отдельных узлов, агрегатов, деталей, в том числе и трансмиссии. Кроме того, если необходимо провести отдельные испытания некоторых узлов, мы организуем специальные тесты, направленные именно на контроль работы этих агрегатов. Тесты могут быть самые разнообразные, и проводятся они как на дорогах общего пользования во всех регионах России, так и на всех полигонах компании Nissan. Например, зимой 2011 года был проведен тест трансмиссии на полноприводном автомобиле Nissan Teana во Владивостоке. Он проходил в городских условиях на подъемах большой крутизны, покрытых льдом. А в 2008 году компания проводила доводочные испытания трансмиссии автомобиля X-Trail в Сургуте в условиях глубокого снежного покрова. Так что уверен: поводов для беспокойства относительно ресурса трансмиссий у автовладельцев возникать не должно. Главное - ко всему подходить с умом и придерживаться рекомендаций завода-изготовителя.