Управление вариатором осуществляет электронная система, которая обеспечивает функционирование различных элементов коробки передач (сдвижение шкивов, блокировку гидротрансформатора, работу планетарного редуктора) путем регулирования давления рабочей жидкости. В конечном счете, с помощью системы управления достигается требуемая скорость движения автомобиля.
Конструкция и работа системы управления рассмотрена на примере вариатора X-Tronic CVT , который устанавливается на автомобили концерна Nissan, а производит вариатор его «дочка» - компания Jatco.
Конструкция системы управления
Как всякая электронная система управления система управления вариатором состоит из входных устройств, блока управления и исполнительных механизмов.
К входным устройствам относятся различные датчики и переключатели. Они контролируют различные параметры работы вариаторной коробки передач, преобразуют их в электрические сигналы и передают в электронный блок управления. В управлении вариатором принимают участие следующие датчики и переключатели: частоты оборотов ведущего и ведомого шкивов, температуры рабочей жидкости, давления, подводимого к ведущему и ведомому шкивам, переключатель режимов работы вариатора.
Центральным элементом системы является электронный блок управления. В соответствии с заложенной программой блок управления выполняет множество функций, среди которых:
- прием и обработка сигналов от датчиков и переключателей;
- регулирование давления рабочей жидкости в основной магистрали;
- регулирование давления рабочей жидкости, подводимой шкивам;
- определение момента срабатывания муфты гидротрансформатора;
- блокировка муфты планетарного редуктора;
- самодиагностика системы управления;
- управление коробкой передач в аварийном режиме.
Для принятия решений блок управления использует информацию и от других систем автомобиля: системы управления двигателем (от датчика положения педали акселератора , датчика положения дроссельной заслонки), антиблокировочной системы тормозов (от датчиков частоты вращения колес).
Исполнительными механизмами, с помощью которых блок управления реализует свои функции, являются шаговый электродвигатель и ряд электромагнитных клапанов управления давлением в основной магистрали и на ведомом шкиву, блокировки муфт гидротрансформатора и планетарного редуктора.
Шаговый электродвигатель служит для распределения давления между ведущим и ведомым шкивами. Двигатель через тягу соединен с подвижной частью ведущего шкива. С тягой также соединен управляющий клапан (золотник ) ведущего шкива вариатора. Положение управляющего клапана зависит и от положения ведущего шкива вариатора и положения шагового двигателя. Золотник имеет три рабочих положения (наполнение, удержание и слив ), с помощью которых достигается изменение передаточного отношения вариатора.
Шаговый электродвигатель, электромагнитные клапаны, а также датчики давления и датчик температуры рабочей жидкости конструктивно объединены в одно устройство – электрогидравлический модуль.
Работа системы управления
Как уже отмечалось, принцип работы системы управления вариатором заключается в регулировании давления рабочей жидкости для различных устройств коробки передач. Максимальное давление (до 6 МПа) используется для управления ведущим и ведомым шкивами. Его создает электромагнитный клапан давления в основной магистрали.
Другим устройствам требуется меньшее давление рабочей жидкости: до 1,5 МПа для срабатывания муфты планетарного редуктора, до 1 МПа для блокировочной муфты гидротрансформатора. А смазка и охлаждение вариатора вообще производится рабочей жидкостью под давлением 0,4 МПа.
Процесс управления шкивами вариатора можно разделить на три этапа:
- удержание заданного передаточного отношения;
- увеличение передаточного отношения;
- уменьшение передаточного отношения.
Удержание заданного передаточного отношения достигается при определенном положении управляющего клапана. В этом положении гидроцилиндр ведущего шкива вариатора заперт, а рабочая жидкость под давлением подается в гидроцилиндр ведомого шкива для создания необходимого натяжения ремня вариатора.
При увеличении передаточного отношения (увеличении диаметра ведущего шкива и уменьшении диаметра ведомого шкива) блок управления дает команду шаговому двигателю на выдвижение штока. Управляющий клапан также перемещается, что позволяет рабочей жидкости заполнить гидроцилиндр ведущего шкива. Под давлением жидкости стенки ведущего шкива сжимаются, а ремень соответственно перемещается наружу и занимает больший диаметр. При достижении требуемого передаточного отношения управляющий клапан переходит в режим удержания давления.
В ведомом шкиве давление наоборот уменьшается. Под управлением соответствующего электромагнитного клапана рабочая жидкость покидает гидроцилиндр ведомого шкива. Под действием пружины стенки шкива раздвигаются, а диаметр шкива уменьшается. Как только достигается требуемый диаметр ведомого шкива, в гидроцилиндре шкиве снова создается давление для натяжения ремня вариатора.
При уменьшении передаточного отношения шаговый двигатель перемещает управляющий клапан в рабочее положение «слив». Жидкость покидает гидроцилиндр ведущего шкива, стенки шкива под действием пружины раздвигаются и ремень занимает меньший диаметр. В это время на гидроцилиндр ведомого шкива действует максимальное давление, которое приводит к сжатию его стенок и увеличению диаметра. Как только передаточное отношение достигнет требуемого значения, управляющий клапан переходит в режим удержания давления.
Гидротрансформатор в составе вариаторной коробки передач работает только на небольших скоростях (при трогании автомобиля с места). При достижении определенной скорости происходит блокировка муфты гидротрансформатора, крутящий момент передается напрямую к вариатору. Муфты блокировки планетарного редуктора срабатывают при включении режимов управления вариатором D (Drive) или R (Reverse).
По сей день вариатор или CVT (continuously variable transmission – трансмиссия, плавно меняющая передаточное отношение) остается "коробочной" загадкой. Одни ездят и в ус не дуют, другие же… ездят и напрягаются или не ездят, но тоже напрягаются. Некоторые со скепсисом смотрят на бесступенчатость и своеобразие управления ускорением, когда мотор подвисает на высоких оборотах, а также на ряд других еще менее приятных моментов, о которых мы поговорим ниже.
Разумеется, в случае с CVT необходимо соблюдать определенные правила эксплуатации, дабы «непонятная штуковина» прожила долго и счастливо, но какие именно? От чего вариатор испускает дух и не слишком ли широк круг ограничений при эксплуатации, которым приходится платить за бесступенчатый комфорт?
Немного анатомии
Конструкция вариатора очень простая. В ее основе – два раздвижных шкива. Один соединен с двигателем, а второй с ведущими колесами. Между ними размещен металлический ремень (такой вариатор называется клиноременным), либо цепь (клиноцепной вариатор). Каждый шкив имеет V-образную форму, а его половинки могут плавно расходиться в стороны или сходиться. Соответственно, при «разбеге» цепь или ремень переходят на меньший радиус, а при схождении - на больший радиус шкива. Роль сцепления выполняет гидротрансформатор, либо пакет дисков, работающих в масляной ванне.
Некоторые вариаторы сегодня обучены имитировать работу обычного автомата – программа управления заставляет шкивы сходиться и расходиться не плавно, а ступенчато. Агрегат «переключается» между «ступенями» и водитель не испытывает когнитивного диссонанса. Особенно неплохо это удается коробкам передач Lineartronic на автомобилях Subaru. Кстати, в Lineartronic применяется цепь компании LuK, которая в девяностые годы участвовала в разработке фольксвагеновского вариатора Multitronic для машин с продольной компоновкой силового агрегата.
Лайфхак: как уложиться в гарантию
Опыт адекватных - читай, объективных, а не фанатичных «ослепленных» - владельцев свидетельствует о том, что коробка коробке рознь. Одни вариаторы показывают себя относительно живучими даже при нештатных условиях (уточняем, нештатных, а не экстремальных), а другие – наоборот, капризными и нежными. Но общая тенденция имеется. Риск выхода вариаторов из строя становится выше при негуманной эксплуатации и по достижении определенного пробега.
Несколько лет назад члены клуба любителей одной модели с CVT, в страхе попасть на ремонт после истечения гарантийного срока, самолично, до достижения заветного километража выводили строя агрегат. Делалось это следующим образом: каждое утро автомобиль утыкали передними колесами в достаточно высокий бордюр, который не так-то просто преодолеть и немного нагружали коробку оборотами. Регулярные «тренировки» приканчивали вариатор в гарантийный период, после чего производитель занимался заменой коробки передач бесплатно. Называть клуб мы не станем, но, предвосхищая читательский скепсис, отметим, что это не байки, не сказки и не выдумки - информация получена от одного из участников сообщества.
Оффроуд – без оптимизма
Если вам страсть как хочется выяснить, владельцы какой машины избрали столь изысканную тактику, то дадим подсказку - речь идет о кроссовере. Мнение, что бесступенчатая трансмиссия на машине хоть сколько-нибудь внедорожного толка накладывает ограничения и урезает оффроудный потенциал, появилось в общем-то не на пустом месте: CVT не приветствует повышенные нагрузки и жесткую эксплуатацию. Конечно, подобное можно сказать про очень многие узлы и агрегаты автомобиля, но все-таки в случае с вариаторами это действительно критично.
Рискнем предположить, что в подобных условиях эксплуатации агрегат протянет даже меньше, чем «механика» или гидромеханическая автоматическая коробка передач – просто в силу того, что его устройство основано не на более выносливой шестеренчатой передаче, а на передаче тяги посредством постоянного трения плоскостей шкивов и ремня, либо цепи. Темп износа находится в прямой зависимости от нагрузок. На бездорожье они немалые, а срок жизни не самого ресурсного агрегата будет таять как снег весной. Надеемся, что с этим согласятся даже те автовладельцы, которые «проехали на вариаторе сотни тысяч километров и ничего не сломалось».
Буксовать - вредно
А что, собственно говоря может, если не «убить» CVT на пересеченной местности, то основательно подпортить его здоровье? Например, пробуксовка или подъем в крутую горку, что вызывает нагрев шкивов и ремня. Внезапное появление «зацепа» после попыток выбраться из снежной, грязевой или песчаной ловушки тоже способно сыграть злую шутку - из-за резкого рывка ремень или цепь могут проскакивать, образуя задиры на поверхности шкивов, о которые автомобиль на разгоне будет спотыкаться.
Опасны и нагрузки, возникающие при ударе колесами о препятствие или потеря «мозгами» сигнала от скончавшегося датчика скорости. При этом коробка перейдет в аварийный режим – шкивы резко примут промежуточное положение, что станет «шоком» для ремня.
Резким стартам - отказать!
Подорвать здоровье вариатора могут и резкие старты с места. Для агрегата болезненна продолжительная езда на высокой скорости, вызывающая перегрев, равно как и долгое движение черепашьим шагом внатяг - при буксировке прицепа или преодолевая участок пересеченной местности. Про нагрузки «на холодную», из-за которых можно повредить внутренние части трансмиссии, и думать забудьте – температура жидкости должна быть близка к рабочей, иначе при «низких стартах» ремень или цепь будут пробуксовывать, повреждая шкивы.
Чистота и правильная буксировка
Вариатор чувствителен к температурным режимам, которые негативно отражаются на состоянии его деталей. Перед летней жарой крайне желательно проверить радиатор охлаждения - не зарос ли он «войлоком»? Очень важно состояние масла, которое вообще очень желательно менять почаще – каждые 30-40 тыс. км. То есть, как в гидромеханическом «автомате» при городской эксплуатации и правильном подходе владельца.
— это автоматическая коробка передач, особенности и принцип работы CVT можете узнать в нашей инструкции, нужны отзывы — кликай . Если вам также интересны другие коробки передач: , или , можете ознакомиться с нюансами правильной эксплуатации по данным ссылкам. Также хочу уточнить, что эксплуатация вариаторов разных брендов, допустим: Ниссан или Тойота ни чем не отличается.
Что не нужно делать на вариаторе
- Категорически не желательны старты со светофора педаль в пол
- Продолжительная езда на максимальных скоростях (начинают плавать обороты)
- Если вы застряли, просто попросите кого нибудь подтолкнуть автомобиль
- Езда при полной нагрузке с прицепом
- Пробуксовки в любом проявлении уменьшают
Можно ли включать нейтраль на вариаторе при накате
CVT как и стандартные автоматы настроены на езду в положении D. Вы сели за руль, перевели селектор в Драйв и поехали, не нужно щелкать на нейтраль.
Как управлять вариатором в пробке
Не нужно при каждой остановке включать положение N. Если вы знаете, что стоять вам еще долго, просто переведите селектор в положение P.
Прогревать коробку или нет
Вариатор как и любой узел с трущимися деталями требует прогрева. Прогревать коробку нужно. Также рекомендуется двигаться на малых оборотах двигателя первые несколько километров для оптимального прогрева двигателя и коробки передач.
Аварийный режим и CVT
Если у вас загорелась лампочка первое что нужно сделать это остановиться и попробовать завести автомобиль снова. Если лампа не гаснет нужна срочная диагностика коробки. Не нужно с этим затягивать.
Правильное обслуживание
Следить за уровнем и состоянием жидкости в вариаторе обязательная процедура. По регламенту замена жидкости в коробке должна осуществляться каждые 60 тыс. км.
Контролировать чистоту радиатора охлаждения коробки, находиться он за бампером. Регулярно продувать или промывать. Перегрев ни кому на пользу еще не пошел. Надеюсь, из нашего рукводства вы подчерпнули, что то новое для себя. Основные неисправности вариатора доступны для просмотра
Автомобиль с вариатором больше подойдет для тех, кто заботится об экономии топлива и плавности хода автомобиля, кто не торопится и ездит по трассе или в городе без нарушений ПДД, и, конечно, для тех, кто любит комфорт в управлении. Автомобиль с вариатором с виду ничем не отличается от авто с автоматической коробкой передач. Так, как же управлять авто с вариатором?
Так же, как и автомобилем с АКПП. Для этого остаются две привычные педали «тормоз» и «газ», рычаг переключения скоростей – P, R, N, D. Автомобиль, где стоит вариатор, двигается более легко и без каких-либо ощущаемых толчков, чем авто с АКПП. Разгоняется машина так, будто в ней установлен очень мощный двигатель.
Такая машина не откатывается назад и не глохнет. Всегда и при любых обстоятельствах очень мягко и плавно начинает двигаться, не перегружая при этом детали трансмиссии. Для любителей механической коробки передач существуют вариаторы с функцией «TipTronic», которая позволяет водителю самому переключаться на повышенную или пониженную передачу. Но при этом электроника все равно отслеживает и корректирует действия водителя.
Основное отличие автомобилей с вариатором от авто с АКПП/МКПП заключается в задержке реагирования двигателя при нажатии на педаль акселератора, что сказывается при резких поворотах с «заносом» и обгонах. При движении на машине с вариатором в данных случаях надо нажимать на педаль газа раньше, чтобы двигатель успел набрать повышенные обороты. А как управлять вариатором на скользкой дороге?
На скользкой дороге нужно быть предельно осторожным. Такое покрытие не прощает резких действий со стороны водителя. Вариатор не позволяет водителю допускать такие моменты и уберегает от ошибок тем, что сглаживает резкое нажатие на педаль газа. Машина с вариатором не уйдет в занос и не станет вращаться на скользкой дороге, что бывает при отсутствии тяги и при переключении передач не вовремя. Это достигается благодаря тому, что здесь тяга присутствует постоянно.
Автомобиль с вариаторной коробкой имеет ограничения при буксировании других машин. Вариатор, при выключенном аккумуляторе, проходит калибровку, при этом используется особый алгоритм. Ремонтировать такую коробку получится очень не выгодно. Вариатор устанавливают в основном на машины с небольшой мощностью двигателя, до 200 лошадиных сил. Необходимо постоянно следить за уровнем жидкости в трансмиссии.
Такую жидкость нельзя заменить аналогичной от другого авто, и стоит она намного дороже, чем масло для АКПП. Необходимо также следить за работой всех датчиков, таких как давление, скорость и т.п. Если датчики перестают работать, это может привести к неправильной работе трансмиссии, что в свою очередь приведет к аварийной езде. Зимой нужно дождаться, чтобы все детали трансмиссии хорошо прогрелись. Поэтому нельзя перегружать коробку.
Автомобиль с коробкой-вариатором в управлении будет иметь особенности, обусловленные конструкцией его трансмиссии. Например, на такой машине нельзя резко «сорваться» с места, но в остальном, вариатор – удобнее даже классической АКП.
Коробка-вариатор не работает с очень мощными двигателями. До 200 лошадей – пожалуй, это предел. Не случайно Toyota устанавливает вариатор на автомобили компактного класса (в частности, Corolla ). Ну, а владельцы о вариаторе – отзываются вполне положительно.
Можно полностью отпустить педаль газа, или довести обороты до 800-900 об/мин. Автомобиль не сдвинется с места. Если затем нажать педаль посильнее, двигатель станет раскручиваться, и через секунду машина начнет движение. Разгон с вариатором, при этом, отличается постоянным значением ускорения, что недостижимо с другими вариантами трансмиссии.
Режим старта машины с вариатором можно сравнить с выстрелом из катапульты. Сначала мы затягиваем пружину, затем, отпускаем – и автомобиль начинает движение.
Поскольку сам вариатор (то есть, программа контроллера) будет определять, когда прекратить повышать обороты, от водителя здесь зависит не много. «Старые» вариаторы, например, всегда доводили обороты до максимума, что нельзя считать оптимальным. С 2007 года, ситуация изменилась.
При слабом нажатии на «газ», обороты возрастут не намного, но пропорционально изменится и скорость. При более резком нажатии, двигатель перейдет на обороты, где достигается оптимальный крутящий момент (это – всегда меньше максимальной частоты вращения). Именно в таком режиме лучше всего разгоняться «на вариаторе». Ускорение – максимально, топливо – расходуется экономно.
Для тех, кто не привык к вариатору
Можно сделать следующий вывод: частота оборотов двигателя в автомобиле с вариатором – пропорциональна скорости утопления педали «газа». Если водитель еще не привык к такому режиму движения, можно включить эмуляцию «классической» КПП.
После перехода в режим эмуляции, заметим следующее: панель приборов отображает номер передачи, а педалью газа можно контролировать обороты. Но, опять же, стрелка тахометра никогда не сможет попасть в «красный участок» циферблата (вариатор сам сменит передачу при достижении некоторого предела оборотов мотора).