Вариатор (CVT): что это за коробка передач и как к ней относятся автомобилисты

По мере развития автомобильной промышленности инженеры постоянно создают новые механизмы, более современные и эффективные. Прогресс не миновал и коробку передач. После ручного переключения придумали АКПП. Следующим этапом стал вариатор. Чем этот вариант отличается от обычной автоматической коробки, как работает и какими преимуществами обладает, разберем в статье при помощи экспертов.

Что такое вариатор (CVT) и как он работает

Английская аббревиатура CVT (Continuously Variable Transmission — непрерывно переменная трансмиссия) отлично объясняет, что же такое вариатор. Это новый вид автоматической коробки передач, в котором передача крутящего момента от двигателя осуществляется постепенно, при стабильных оборотах. При этом переключения передач в традиционном смысле не происходит — передаточное число меняется плавно при ускорении или торможении автомобиля.

Самый распространенный тип вариаторов состоит из нескольких главных узлов: механизма с двумя шкивами и ремнем, гидроблока, гидротрансформатора и механизма заднего хода. В коробке также есть масляный насос, который из картера подает масло на всю систему. Именно за счет масла осуществляется охлаждение деталей.

Конструктивно эти шкивы — раздвижные конусообразные диски, связанные ремнем. Они обращены друг к другу и могут перемещаться. В ходе этого движения меняется диаметр шкива и передаточное число, что соответствует обычному переключению скоростей. Следит за процессом электронный блок управления (ЭБУ), который также контролирует работу мотора. Такой способ позволяет обеспечить очень плавное движение на оптимальных оборотах двигателя.

Существуют разновидности вариатора, где вместо ремня используют цепь или систему роликов. Но их применяют не так часто.

Виды вариаторов

Вид коробки передач CVT определяют по типу внутреннего устройства.

• Клиновидный ременной. В основе конструкции две пары конических дисков (шкивы) и металлический ремень. Корректировку скорости машины обеспечивают согласованные изменения диаметров этих шкивов. Таким образом можно получить неограниченное число передач, что и обеспечивает плавность хода.
• Цепной. Вместо ремня здесь крутящий момент передается специальной цепью за счет сил трения при ее контакте с коническими дисками. В таком варианте используют тянущее усилие, что обеспечивает изменение передаточного отношения в очень широком диапазоне. Это помогает снизить потери мощности и повысить эффективность коробки.
• Тороидальный. Интересный вариант, где полностью отказались от ремней или цепи. Механизм состоит из соосных дисков со сферическими рабочими поверхностями и роликов. Один диск находится на ведущем валу, второй — на ведомом. Ролики свободно сидят на осях и за счет сил трения передают крутящий момент дискам.
  
  Ролики способны вращаться вокруг оси и перемещаться в вертикальном положении. Так они соприкасаются с разными радиусами на дисках. Для изменения передаточного числа меняют положение роликов и радиусы, по которым обкатывают диски.

Чем отличается вариатор от традиционных коробок передач

Разберем подробно, насколько разные в работе вариатор и другие виды трансмиссий.

• Вариатор и АКПП. Принцип работы классического «автомата» основан на давлении трансмиссионной жидкости, а его главным узлом можно назвать гидравлический трансформатор. Электроника открывает и закрывает в гидроблоке нужные клапаны, жидкость воздействует на определенные пакеты фрикционов и переключает скорости. В отличие от CVT, который обеспечивает плавное изменение передач, в стандартной коробке-автомате процесс происходит ступенчато. 
  
  Главный минус АКПП — медленное переключение скоростей и большой расход топлива. Вариатор в этом плане значительно выигрывает. Кроме того, CVT намного проще в устройстве и занимает в автомобиле меньше места.
• Вариатор и РКПП. По сути, это механическая коробка передач, сцеплением и переключениями в которой управляют автоматика и электроника при помощи сервоприводов. Они обеспечивают эффективную передачу крутящего момента и высокую скорость переключения передач. По экономии топлива коробку можно сравнить с обычной «механикой». В отличие от вариатора они хорошо выдерживают высокие скорости, но на них негативно влияет медленное передвижение в пробках и неумелое использование водителями. «Роботы» с двумя сцеплениями довольно сложные в конструкции и считаются проблемным типом трансмиссии. Кроме того, вариатор все же выигрывает у них по уровню комфорта и простоты освоения.
• Вариатор и МКПП. В настоящее время механические коробки передач устанавливают в машины из-за дешевизны конструкции. Исключением стали некоторые спортивные автомобили, водители которых получают удовольствие от контроля над динамикой. Переключение передач производится вручную, и от умений и опыта водителя зависит эффективность использования механизма и экономичность расхода топлива.
  
  Современный вариатор превосходит «механику» по большинству параметров, кроме устойчивости к перегрузкам и ремонтопригодности. Он позволяет водителю с комфортом передвигаться по городу, не задумываясь о рычаге переключения передач и педали сцепления.

Плюсы и минусы автомобиля с вариатором

Конструктивные особенности вариатора напрямую повлияли на его преимущества и недостатки. Назовем самые весомые, о которых чаще всего говорят автомобилисты.

Плюсы вариатора:

• Комфорт для водителя и пассажиров. За счет отсутствия переключения скоростей обеспечивается очень плавный ход.
• Динамика. Непрерывная передача крутящего момента от двигателя к колесам исключает просадки мощности и дает возможность полностью раскрыть потенциал двигателя.
• Высокий КПД. Устройство коробки способствует максимально полной передаче мощности от мотора к колесам.
• Экономия топлива. За счет высокой эффективности работы CVT стала одной из самых экономичных трансмиссий.
• Отсутствие шумов и вибраций. В связи с простотой конструкции в коробке минимум подвижных элементов.

Минусы вариатора:

• Сложная электроника. ЭБУ в своей работе ориентируется на показание многочисленных датчиков. Если какой-то из них выйдет из строя, то эффективность работы агрегата снизится. Также возникает риск программных ошибок, с которыми придется разбираться специалисту.
• Перегрев. Вариатор очень чувствителен к высоким нагрузкам. Поэтому на нем нельзя слишком долго ездить на максимальных скоростях, буксовать или дрифтовать. Это может стать причиной обрыва ремня или деформации диска.
• Стоимость обслуживания. В вариаторе нужно часто менять масло, цена которого дороже, чем для других коробок передач. Также регулярной замене подлежат и другие расходники.

Своим мнением об эффективности использования вариатора поделился Павел Филимонов, начальник автоколонны транспортной компании «Семья».

По его словам, к основным преимуществам вариатора можно отнести:

• плавность хода — вы не почувствуете переключений, машина будто летит по воздуху;
• экономия топлива — на трассе двигатель всегда работает на оптимальных оборотах;
• простота конструкции — меньше деталей по сравнению с «автоматом».

К недостаткам можно отнести:

• надежность — ресурс вариатора редко превышает 150—200 тыс. км, особенно у моделей старого поколения;
• чувствительность — перегрев, грязное масло и резкие нагрузки приводят к проблемам и могут стать причиной поломки;
• стоимость ремонта — «автомат» отремонтировать проще и дешевле.

Рекомендации по эксплуатации вариатора

Советы по правильному использованию вариатора дал Александр Большаков, директор автосервиса ООО «Техцентр Кореана»:

«Среди основных рекомендаций можно выделить несколько главных:

1. Не двигаться на скорости выше 150 км/ч, особенно продолжительное время. 
2. Избегать резких стартов, ускорений и торможения. Все это может привести к перегрузке и преждевременному выходу вариатора из строя. 
3. Не допускать перегрева вследствие повышенных нагрузок или нестабильной работы системы охлаждения. 
4. Желательно меньше ездить по пересеченной местности и не буксировать другие авто.
5. Тщательно следить за качеством трансмиссионного масла. 
6. Проводить регулярное техническое обслуживание».

Если соблюдать эти рекомендации, то вариаторы способны преодолевать более 200 тыс. км пробега. Некоторые модели спокойно выдерживают до 400 тыс. км.

Какое масло лучше всего использовать для вариатора

«Подбор масла для вариаторной коробки передач (CVT) имеет решающее значение для обеспечения стабильной и продолжительной работы автомобиля. В отличие от стандартных механических или автоматических трансмиссий вариаторы предъявляют особые требования к смазочным материалам, подходящим именно для их работы.

CVT работает за счет плавного изменения передаточного числа благодаря специальному механизму, включающему ремень или цепь. Эти детали подвержены интенсивным нагрузкам и трению, что делает использование масла ключевым фактором. Высококачественная трансмиссионная жидкость с оптимальными показателями термостойкости, вязкости и антифрикционными свойствами способствует увеличению ресурса работы компонентов», — рассказал руководитель технического департамента RINNOL Владимир Котляров.

Специалист советует придерживаться следующих правил при подборе масла для трансмиссии с вариатором:

• Доверять производителю и советам дилера. Информация из руководства пользователя или рекомендаций завода-изготовителя позволяет избежать ошибок при выборе продукта. 

• Обращать внимание на маркировку и спецификации, указанные на упаковке масла. Они должны соответствовать требованиям авто, включая вязкость и уровень API. 

• Выбор синтетических жидкостей зачастую предпочтительнее. Они обеспечивают стабильность свойств при различных температурах и более долговечны. 

• Не стоит пренебрегать регулярной заменой масла в вариаторе. Производители рекомендуют это делать каждые 60—80 тыс. км пробега, однако интервал может сокращаться при тяжелых условиях эксплуатации, таких как частые остановки и старты в городском режиме.

Можно ли переделать «автомат» на вариатор

Такая процедура технически возможна, но это сложный и рискованный процесс. К тому же мало кому может понадобиться на практике. Автомобили обычно не одобряют такие эксперименты, так как нагрузки на двигатель, приводы и ШРУСы рассчитаны для определенного вида трансмиссии. Кроме того, мощность двигателя должна быть гармонично сбалансирована с возможностями вариатора, иначе он может оказаться недостаточно сильным и будет часто ломаться.

«Переделка потребует не только замены коробки передач и всех креплений, но и новой проводки и другого блока управления. Кроме того, придется проводить изменения в системе охлаждения. Цена вопроса иногда сравнима с покупкой машины. Лучше изначально выбирать автомобиль с подходящей коробкой передач», — прокомментировал эксперт Павел Филимонов.

Поэтому перед принятием решения о переделке автомата на вариатор важно все как следует взвесить и осознать, нужно ли проводить подобный апгрейд.

Отзывы владельцев автомобилей с вариатором

Проанализировав мнения реальных пользователей, можно с уверенностью сказать, что эффективность вариатора зависит от владельца автомобиля. И сложившееся мнение о хрупкости и ненадежности этих коробок не совсем соответствует действительности.

Если человек выполняет все рекомендации по эксплуатации этой коробки и регулярно ее обслуживает, то вариатор может прослужить очень долго и проехать 300—400 тыс. км. При этом опытные водители отмечают, что CVT удобнее обычной АКПП, обеспечивают плавный разгон и экономят топливо. 

Так, владелец Avensis T270 с двигателем 1,8 л и вариатором К311-03А уверяет, что есть экземпляры с пробегом до 400 тыс. км. Главная проблема водителей в том, что коробку для городского движения они используют в полях, для дрифтинга или еще как-то иначе перегружают. Тогда чувствительный механизм очень быстро выходит из строя.

Владелец «Киа-Селтос» на вариаторе при сравнении своей машины с «Киа-Рио» на АКПП уверен, что CVT по ездовым качествам полностью выигрывает. В отличие от «автомата» на этой коробке сколько даешь газа, столько ускорения и получаешь. Это очень приятные ощущения для водителя. При этом еще и бензина на нем машина потребляет значительно меньше.

Из минусов автовладелец отметил медленный набор скорости с места и сложность проезда препятствий задним ходом, так как коробка просто не дает достаточно мощности в таком режиме.

Стоит отметить, что вариаторы хорошо показали себя и на бездорожье, хотя многие специалисты и не рекомендуют их там использовать. По словам владельца двух внедорожников «Х-Трейл», вариаторная коробка не подводила его ни разу. На моторе 2,0 л 2009 года выпуска она прошла около 200—250 тыс. км даже без особенно качественного ухода. При этом машина таскала прицеп и участвовала в гонках. На втором автомобиле, с двигателем 2,5 л 2008 года выпуска, вариатор прошел около 340 тыс. км.

Мужчина уверен, что коробка боится не прицепов, а городских резких стартов и торможений. Также крайне негативно на работоспособность вариатора влияет отсутствие сервиса и редкая замена масла. А в заботливых руках они часто ходят по 300—400 тыс. км.

Мнение экспертов

Вот что нам рассказал про вариатор Александр Большаков:

«С точки зрения экономичности вариатор находится между автоматический и роботизированной коробками. В части обслуживания практически все коробки имеют сопоставимые цифры. При должном уходе, своевременном прохождении ТО и замене масла вариаторная коробка передач не уступает ни „автомату“, ни „роботу“».

О правильной эксплуатации вариатора напомнил Павел Филимонов:

«Вариатор хорош для тех, кто ценит комфорт и плавность. Но если вы любите агрессивную езду, часто буксуете или используете машину для перевозки грузов, лучше выбрать „автомат“ или даже „механику“.

Мой совет: выбирайте автомобиль с коробкой передач под свои нужды. А если уж выбрали вариатор, ухаживайте за ним, как за домашним питомцем, — с любовью, иначе это выйдет вам боком».

Главное о работе вариатора

Собрали вместе основные факты, которые нужно помнить о вариаторе:

1. CVT — это еще один шаг на пути к развитию автоматических коробок передач. Вариатор обеспечивает бесступенчатое переключение скоростей за счет своей особой конструкции.
2. По типу используемого механизма вариаторы можно разделить на несколько групп. Чаще всего в автомобилях используют узлы с ведущим и ведомым шкивами, которые соединены клиновидным ремнем или цепью.
3. Вариатор обеспечивает комфортное движение и экономит топливо. Но чувствителен к условиям эксплуатации.
4. Для работы этого вида КПП нужно специальное масло, к выбору которого следует подходить очень серьезно. Желательно придерживаться рекомендаций производителя и менять жидкость регулярно.
5. Чтобы вариатор прослужил долго и проехал 250—300 тыс. км, важно придерживаться правил его эксплуатации. Не перегружать и не перегревать агрегат.
6.  Коробка подходит для автомобилей небольшого и среднего размера, которые обычно используют в городе. В экстремальных условиях бездорожья и отсутствия сервиса вариатор долго не проработает.