Что такое «вариатор»? Статья для очень умных девочек

Первой машиной с вариатором, которую я увидел, была Volvo 340Dl. Вариатор был настолько большой, что не поместился рядом с двигателем под капотом, поэтому его разместили под задним сиденьем и багажником. Два ремня были видны прямо под днищем машины, и без труда можно было проследить принцип действия этой бесступенчатой трансмиссии — ремень зажат между двумя коническими шкивами (*шкив — это колесо, которое крутит ремень), если шкивы сходятся ближе, ремень «переползает» на радиус побольше, а если разжимаются, то на радиус меньше. Так и меняется передаточное отношение. Вариатор не переключает передачи, он изменяет передаточное число плавно, без ступеней, именно поэтому вариатор является подвидом бесступенчатой трансмиссии. Все предельно просто!

Тогда ремни были резиновыми, и служили недолго, постоянно требовали регулировки натяжения, а если забыть об этом, то запах паленой резины и потеря тяги быстро отбивали охоту ездить быстро и не следить за машиной. Впервые вариатор появился на машинках DAF еще в 1958м году, и когда Volvo купила легковое отделение этой фирмы, она попробовала применить новинку на более тяжелой машине, но попытка использования на Volvo 340 была признана неудачной.

Спустя несколько десятков лет не стало резиновых ремней, но вариатор все еще остается не самым распространенным типом автоматической трансмиссии. Теперь «ремень» состоит из стальных пластин, соединенных стальной лентой, или он представляет из себя мощную цепь.

Есть вариаторы вообще без ремней, называются они страшным словом «тороидальные», там вместо ремня используется более надежный ролик. Они лишенны многих недостатков ременных и неспеша отвоевывают себе место под солнцем. Такой вариатор надежнее цепных и может передавать больший крутящий момент, но пока эта технология доступна только покупателям немногих мощных машин. В теории возможна разработка зубчатой передачи на базе тороидального вариатора, что заметно улучшит характеристики трансмиссии-можно будет обойтись без трения при передаче момента.

 

Плюсы «обычной» планетарной автоматической коробки передач с гидротрансформатором (это словосочетание советуем просто запомнить, как скороговорку — примеч.редактора):

• отлаженная десятилетиями конструкция;
• Настраивается под любой стиль вождения;
• Работает плавно и аккуратно;
• Выдерживает высокую мощность;
• Считается надежной конструкцией.

Однако, «обычная» АКПП весьма дорого стоит. Разумеется, конструкторы хотят упростить любую конструкцию, но чем дальше, тем более сложной нужно делать такую коробку: больше передач, сложнее должна быть гидравлическая и механическая части.

«Плюсы» вариатора:

• Количество передач бесконечно;
• Меняет передачи очень плавно;
• Простая конструкция (два шкива, ремень и устройства регулирующие натяжение ремня и передаточные числа).

На практике же, как обычно, все не так радужно.
«Минусы» вариатора:

• При слишком больших передаточных отношениях (как первая и шестая передача в механической КПП), вариатор работает не эффективно, цепь или ремень проскальзывают, шкивы надо сжимать очень сильно, на это расходуется мощность двигателя. И на ремень нагрузка в таких режимах повышенная. В таких случаях приходится ограничивать диапазон передаточных чисел «сверху» и «снизу». И избавиться от гидротрансформатора на мощных моторах не удается-он позволяет избежать рывков при движении на «первой» передаче, добавить тяги и плавно набирать ход. В вариаторах для моторов послабее можно просто поставить сцепление, как в механической коробке, только с автоматическим управлением, но тогда еще больше возрастут нагрузки при максимальном передаточном соотношении и машина будет трогаться с места еще медленнее и еще меньше будет максимальная скорость.
• Часто звук двигателя, «зависшего» на оборотах максимальной мощности, при разгоне очень раздражает. Особенно это ощущается на машинах с «маленькими» моторами, на которых газ в пол приходится нажимать часто, а шумоизоляция слабая. Но тут ничего не поделаешь-это как раз следствие того, что такой тип трансмиссии может постоянно удерживать мотор в наиболее эффективном режиме.

 

Оказывается, очень простая конструкция вариатора становится все сложнее с ростом передаваемой мощности, и вроде он уже и не сильно проще, чем обычный «автомат», вместо сложной конструкции с большим числом деталей одна высокотехнологичная деталь-ремень и сложная и точная система регулирования его натяжения А тут еще появились «роботы», которые переключают передачи не так плавно, зато динамический диапазон (соотношение передаточного отношения первой передачи и высшей) у них большой. А по конструкции они еще проще, дешевле, и КПД максимально большой. И даже должны быть более долговечными, ведь трение в их конструкции происходит только в сцеплениях, а у вариатора трения ремня о шкивы не избежать. Вероятно, по этим причинам компании Audi и ZF отказались от дальнейшего совершенствования своего вариатора, оставив это направление в руках японских конструкторов.

Не удивительно, что повсеместного распространения такой тип АКПП не получил, ведь серьезные преимущества в виде простоты конструкции перечеркиваются не менее серьезными недостатками.

Вариатор порадует вас плавностью разгона, ведь ни одна другая коробка передач, кроме электропривода, не может менять передаточные числа настолько плавно. Но на «первой» передаче он будет менее эффективен, чем другие типы трансмиссий, да и высшая передача может оказаться не столь быстрой. С мощными моторами эти недостатки не так важны, но с ними и цена автоматической трансмиссии не принципиальна. С менее сильными моторами, сил до 150, все недостатки в виде малой тяги с места и «подвисания оборотов» при разгоне будут ощутимы. Причем, чем слабее двигатель, тем сильнее проявляются все беды.

А вот мощным моторам вариатор составил неплохую пару. Так что мощные Ниссаны и Субару с вариатором вас не разочаруют. Да и экономичность машин с вариаторами на хорошем уровне — на установившихся режимах двигателю всегда можно задать идеально подходящие обороты. Так что не стоит считать вариатор не надежной трансмиссией, ведь его ставят даже на танки- например, на японский Type 10 массой 48 тонн!!!

 

Текст: Игнашин Борис