В чем различие между вариатором и автоматической коробкой передач? Какая из них более эффективна? Более надежна? Что предпочтительнее?
Автомобильные автоматические коробки передач, часто называемые просто «автоматом», в действительности различаются по устройству и работе.
В настоящее время для легковых автомобилей используются преимущественно три вида автоматических трансмиссий: классические гидромеханические, роботизированные и бесступенчатые вариаторы (CVT).
Конструктивно все отличаются и обладают как достоинствами, так и недостатками. Ранее всего популярность завоевали классические автоматы, используемые более семидесяти лет в легковых автомобилях.
Растущая популярность получила роботизированные трансмиссии, которые изначально вызывали у автолюбителей сомнения из-за не совсем надёжной конструкции. Со временем их модернизировали, и кризис недоверия к таким коробкам передач преодолен.
Бесступенчатые вариаторы все чаще встречаются на современных машинах, следуя по пути, уже пройденному «роботами». Рассмотрим, что представляет собой вариатор, как функционирует, какие у него недостатки и достоинства, а также насколько он надежнее и лучше по сравнению с классическим автоматом.
Что такое вариатор и как он работает?
Вариатор — автоматическая коробка передач, которая передает крутящий момент от двигателя к колесам и плавно регулирует передаточное отношение в определённом диапазоне. Изменение передаточного отношения может происходить автоматически по программе или вручную. В автомобилестроении этот тип трансмиссии также называют CVT (Continuously Variable Transmission).
Интересно, что вариатор появился раньше, чем привычные нам автоматические коробки передач, но применяли его не на машинах. Патент на него был получен ещё в конце девятнадцатого века и сначала его использовали для регулирования скорости вращения валов на станках.
Первый автомобиль с такой трансмиссией появился только в 1950-х годах. Вариатор начали устанавливать серийно на автомобили марки DAF, которая в то время производила грузовики и легковые машины. Потом его стали ставить на некоторые модели Volvo. В конце 1990-х и начале 2000-х вариатор с фирменным наименованием Tiptronic использовался на младших седанах Audi. Широкое распространение вариаторы получили только сейчас.
Существуют различные типы вариаторов: клиноременные с изменяемым диаметром шкивов, цепные, тороидальные.
Автомобиль с такой трансмиссией внешне ничем не отличается от машин с обычным автоматом: две педали и рычаг переключения режимов (P, R, N, D), аналогичный машинам с традиционной АКП. Однако вариатор функционирует иначе — у него нет фиксированных передач. Изменение передаточного отношения происходит плавно и незаметно благодаря ремню или цепи, вращающемуся по специальным коническим шкивам в разных положениях.
Диаметр шкивов в месте вращения ремня или цепи определяет передаточное отношение. Изменяется скорость вращения и крутящий момент выходного вала, который передает тягу на приводы и колеса. При работе вариатора отсутствуют толчки при трогании с места, а также переключения передач.
Плюсы вариатора
- Плавность хода. Вариатор благодаря отсутствию переключения передач обеспечивает более гладкий ход по сравнению с другими типами автоматических трансмиссий.
- Динамичный разгон. Из-за отсутствия переключения передач в вариаторе, как и в других типах коробок передач, мощность передаётся непрерывно. В результате этого разгон таких машин становится более плавным и динамичным.
- Высокий КПД. Вариатор повышает эффективность работы силовой установки автомобиля, снижая потери в процессе функционирования. Экономия энергии может составить 5-10% по сравнению с другими типами автоматных коробок передач.
- Экономичность. Высокая эффективность вариатора обуславливает меньший расход топлива по сравнению с автоматическими коробками передач, что увеличивает экономичность автомобиля.
Минусы вариатора
- Монотонные ускорения. Да, вариатор придает машине большей динамичности, однако отсутствие переключений иногда препятствует быстрому разгону. Управление силой двигателя во время обгона на автомобиле с вариатором более сложное.
- Сложная электроника. Современные вариаторы оборудованы управляющей электроникой с сложным программным обеспечением. Часто возникают неполадки, требующие перепрошивки блоков управления.
- Дорогостоящее обслуживание. Вариаторы работают с особыми смазками, которым требуется замена при обслуживании. Межсервисный интервал у таких трансмиссий небольшой, но масло для вариаторов стоит очень дорого. По этой причине его обычно не заменяют более дешевыми аналогами, так как применение неподходящей смазки может привести к серьезной поломке и дорогостоящему ремонту.
Что такое автомат и как он работает?
Автоматическая коробка передач — устройство, работа которого позволяет в процессе движения транспортного средства самостоятельно определять наилучшее передаточное отношение и переходить с одного на другое, упрощая для водителя трогание с места и выполнение переключений, подстраивая внешнюю скоростную характеристику двигателя под заданную водителем скорость движения в текущих дорожных условиях.
Гидромеханическая автоматическая трансмиссия состоит из двух основных частей: гидротрансформатора и редуктора. Гидротрансформатор выполняет функцию сцепления, а в редукторе все пары шестерен постоянно соединены. Благодаря такой конструкции получается компактный механизм с несколькими ступенями.
Гидротрансформатор включает два агрегата с лопастями: центробежный насос и центростремительную турбину. Между ними установлен реактор — направляющий аппарат. Насосная часть связана с коленчатым валом двигателя, турбинная — с валом коробки передач. Реактор в зависимости от режима работы может свободно вращаться или заблокирован обгонной муфтой.
Рабочая жидкость, откачиваемая лопастями насосного колеса на турбинное, передает крутящий момент от двигателя к коробке передач. В результате отсутствует жесткая связь между двигателем и трансмиссией. Это позволяет работать двигателю и останавливать автомобиль с включенной передачей, а также способствует плавности передачи тягового усилия.
Плюсы автомата
- Легкое управление. Современный вариатор по удобству трогания с места и принципу действия не уступает автомату, но благодаря переключениям гидромеханическая коробка позволяет точнее регулировать тягу и лучше справляться при разгонах во время маневров и обгонов.
- Простое и доступное обслуживание. Для гидротрансформатора нужна специальная жидкость, которую часто называют «маслом». Стоит она дешевле жидкости для вариатора, замена ее происходит реже. В современных автоматах электронных компонентов меньше, чем в вариаторах.
- Высокая надежность. Классические конструкции гидромеханических автоматов уже более семидесяти лет. В течение этого времени конструкция прошла много этапов развития и совершенствования, поэтому по надежности по-прежнему является одним из лучших вариантов.
Минусы автомата
- Недостаточная динамика. Современные автоматы отличаются высокой скоростью и плавностью работы, но потери в гидротрансформаторе и микроразрывы потока мощности влияют на динамику автомобиля с такой трансмиссией.
- Низкий КПД. Потери энергии и крутящего момента в жидкой части гидротрансформатора снижают эффективность работы системы. Эффективность силовой установки авто с автоматической коробкой передач всё же меньше, чем у автомобилей с механической КПП, роботизированной трансмиссией или вариатором.
- Увеличение расхода топлива. По причине потерь в гидротрансформаторе расход топлива у автомобилей с автоматической коробкой передач обычно немного больше, чем у машин с другими типами трансмиссий.
Что лучше: вариатор или автомат?
Ответить на этот вопрос однозначно сложно, ведь каждая из трансмиссий имеет свои плюсы и минусы. Выбор типа автоматической коробки передач зависит от ваших целей и задач по отношению к автомобилю.
Вариатор превосходит классический гидромеханический автомат по некоторым техническим характеристикам. Это касается динамики разгона, экономии топлива и плавности хода из-за отсутствия переключений. Вместе с тем такая трансмиссия требует более сложного обслуживания электроники и может быть дорогостоящей в ремонте при необходимости.
Автомат не так эффективен, не обеспечивает такую же плавность хода и расход топлива у машин с такой трансмиссией немного выше, чем у схожих машин с вариатором. Тем не менее, он обеспечивает более интересные ездовые ощущения, лучше работает во время разгона и проще в обслуживании, обладает высокой надежностью.
Если динамика и экономичность важнее всего при выборе автомобиля, то стоит обратить внимание на вариатор. Для тех, кому нужна надежность, классический гидромеханический автомат станет лучшим выбором.
Краткие тезисы
- Существуют три типа автоматических трансмиссий. Классический гидромеханический автомат, роботизированная трансмиссия и вариатор.
- Вариатор (CVT) – Беступенчатая трансмиссия, изменяющая передаточное число плавно, без переключений.
- Плюсы вариатораМягкий ход, стремительный разгон, высокая эффективность, экономичность.
- Минусы вариатораПостепенное увеличение скорости, продвинутая электронная начинка, недешевое содержание.
- Классический автомат использует гидротрансформатор и шестеренчатый редуктор.
- Плюсы автоматаЛегко управлять, обслуживать просто, очень надёжно.
- Минусы автоматаСниженная динамика, невысокая эффективность, увеличенный расход горючего.
- Вариатор лучше для плавной езды и экономии топлива, автомат – для надежности и резких ускорений.
- Выбор зависит от приоритетов: экономичность и комфорт (CVT) или надежность и динамика (АКП).
Авторы
Теги
