Коробка-автомат, вариатор и робот: плюсы, минусы, отличия

Гидромеханическая автоматическая коробка передач, или «обычный автомат»

Чтобы не управлять коробкой «врукопашную», и не особо напрягаться ручками-ножками в плотном городском потоке, и придумана автоматическая коробка передач. Сначала появилась гидромеханическая АКП (автоматическая коробка передач). Для того, чтобы понять, как она работает, нужен… вентилятор (обычный, бытовой) и какая-нибудь детская вертушка-игрушка с винтом-пропеллером, похожим на вентиляторный. Включите вентилятор и поднесите к нему эту игрушку. Что произойдет? Пропеллер на игрушке тоже будет крутиться! Теперь представьте, что винт приводит в движение не электромотор вентилятора, а двигатель автомобиля. А второй винт находится на валу, уходящем в «черный ящик» с шестеренками, муфтами, и всем прочим. Оба этих винта заключены в герметичный корпус, заполненный специальной трансмиссионной жидкостью, который называется гидротрансформатором. 
Для чего эти страсти? А для того, чтобы плавно трогаться, как можно плавнее переключать передачи безо всякого сцепления «от ноги» водителя, как в «механике» между двигателем и «черным ящиком» с шестеренками. Ведь для того, чтобы тронуться, нужно плавненько соединить мотор и «черный ящик» коробки. Вот гидротрансформатор, совершенно не теряя усилий от двигателя, это и делает. А жидкость нужна для того, чтобы через нее передавать вращательное движение. А то воздух, он не справится. Плотность воздуха мала для передачи энергии на таких скоростях вращения. Что же касается переключений передач, то они выполняются по команде блока управления, автоматически, в зависимости от условий движения. Раньше эти блоки были гидравлические, сейчас электронные.
В общем, всё в гидромеханической АКП, вроде, хорошо. Сама едет, сама переключается. Водителю остается только жать педали «газа» и тормоза, да селектор «автомата» щелкать между «Паркинг», «Драйв» и «Назад». Причем работает эта штука вполне надежно. Если не изображать из себя Шумахера на АКП, и соблюдать Регламент ТО, то и не ломается.
Но недостатки есть. Главные среди них – ощутимые моменты автоматических переключений диапазонов АКП в «черном ящике» с шестеренками, и более высокое потребление горючего, в сравнении с «механикой» при одинаковых силовых агрегатах. Потребность в большем комфорте, возраставшие цены на топливо и забота об экологии стимулировали инженеров подумать на тему автоматизации ещё раз.

Все об устройстве вариатора

Вариатор – разновидность автоматической коробки передач. Он предназначен для плавной передачи крутящего момента от двигателя к колесам и бесступенчатого изменения передаточного отношения в фиксированном диапазоне.

Цепной вариатор CVT

Зачастую в технической документации к автомобилю можно встретить в качестве обозначения  коробки передач аббревиатуру CVT. Это и есть вариатор, в переводе с английского – “постоянно изменяющая передаточное отношение трансмиссия” (Continuously Variable Transmission).

Главная задача вариатора – обеспечить плавное изменение крутящего момента от двигателя, что делает разгон автомобиля плавным, без рывков и провалов. Мощность машины используется по максимуму, а топливо расходуется по минимуму.

Управление вариатором практически не отличается от управления автоматической коробкой передач, за исключением бесступенчатого изменения крутящего момента.

Кратко о видах CVT

  1. Клиноременный вариатор. Он получил наибольшее распространение. Этот вариатор состоит из ремня, натянутого между двумя раздвижными шкивами. Принцип работы клиннорменного вариатора заключается в плавном изменении передаточного отношения за счет синхронного изменения радиусов контакта шкивов и клиновидного ремня.
  2. . Менее распространен. Здесь роль ремня выполняет цепь, передающая тянущее, а не толкающее усилие.
  3. Тороидный вариатор. Достоин внимания и тороидный вариант трансмиссии, состоящий из дисков и роликов. Передача крутящего момента здесь осуществляется за счет силы трения роликов между дисками, а передаточное число меняется посредством перемещения роликов относительно вертикальной оси.

Тороидный вариатор

Детали вариаторной КПП дорогостоящие и труднодоступные, да и сама коробка обойдется недешево, а с ее ремонтом могут возникнуть проблемы. Наиболее дорогим вариантом будет тороидная коробка, для изготовления которой требуется высокопрочная сталь и высокая точность механической обработки поверхностей.

Преимущества и недостатки вариаторной коробки передач

В тексте уже были упомянуты как положительные, так и отрицательные стороны вариатора. Для наглядности представим их в таблице.

Преимущества Недостатки
1. Плавное движение автомобиля, бесступенчатое ускорение 1. Высокая стоимость коробки и ее ремонта, дорогие расходные материалы и масло
2. Экономия топлива за счет использования всего потенциала работы двигателя 2. Непригодность к высоким нагрузкам и тяжелым дорожным условиям
3. Простота и меньшая масса коробки в сравнении с классической АКПП 3. «Эффект задумчивости» при переключении передач (хотя, в сравнении с роботом, вариатор «тормозит» меньше)
4. Возможность движения на максимальном крутящем моменте двигателя 4. Ограничения по установке на автомобили с двигателями большой мощности

Чтобы устройство не подвело водителя в процессе эксплуатации, необходимо соблюдать следующие условия:

  • следить за уровнем масла в трансмиссии и вовремя менять его;
  • не нагружать коробку в период зимних холодов в начале движения, при буксировке авто и во время движения по бездорожью;
  • периодически проверять на разрывы разъемы агрегата и проводку;
  • следить за работой датчиков: отсутствие сигнала любого из них может привести к некорректной  работе коробки.

Вариаторная КПП – это новая и пока не доведённая до оптимального состояния, имеющая множество недостатков система трансмиссии. Несмотря на это, разработчики и конструкторы пророчат ей большое будущее. CVT является наиболее простым видом трансмиссии как по техническому устройству, так и по принципу работы.

Несмотря на кажущиеся преимущества, обеспечивающие экономию топлива и комфорт при движении, вариаторная КПП сегодня применяется достаточно редко и, в основном, в легковых машинах или мотоциклах. Посмотрим, как обстоит дело с роботом.

Классика в лице МКПП

Есть категория автолюбителей, которые даже не хотят спорить относительно того, что лучше, когда им на выбор предлагаются автомат, вариатор, механика и роботизированная коробка передач. В их понимании существует лишь одна трансмиссия, и это только механика.

МКПП в разрезе

В основном такого мнения придерживаются автолюбители старой школы, у которых в своё время просто не было иных вариантов, кроме МКПП. Они учились ездить на механике, первую машину покупали с механической коробкой и до сих пор используют только такой тип КПП. По их утверждению, механика не имеет никаких проблем, она не ломается, является наиболее практичной, универсальной и долговечной.

Но согласиться с таким утверждением сложно. Всё обстоит не совсем так, как рассказывают бывалые автомобилисты. Существует ряд МКПП, где количество проблем и изъянов значительно превышает численность неисправностей в не самых надёжных автоматах. Если и выбирать механику, то строго от проверенного производителя, которая успешно себя зарекомендовала, давно выпускается и имеет множество положительных отзывов. Только так вы сможете гарантированно получить действительно такую МКПП, какой её считают и описывают.

Чтобы определить, какая коробка передач будет лучше, сравнивая такие трансмиссии как механика, автомат, робот и вариатор, стоит взглянуть на их сильные и слабые стороны, что мы и сделаем. Если говорить объективно и учитывать классическую, проверенную временем и длительной эксплуатацией МКПП, то преимущества здесь будут следующие:

  • Ремонт механики считается самым дешёвым в сравнении со всеми конкурентами.
  • Ресурс МКПП также выше. Поэтому при выборе машины на вторичном рынке, которой исполнилось более 5-7 лет, чтобы не рисковать, предпочтительнее брать авто именно на механике.
  • При возникновении неисправностей авто на МКПП всё равно сможет двигаться дальше. Это будет сопровождаться шумом и скрежетом, зато у водителя появится возможность своим ходом добраться до гаража или автосервиса. Такой возможности у автомата нет.
  • Если соблюдать правила эксплуатации, расход топлива на механике окажется минимальным. Хотя постепенно некоторые АКПП, и особенно вариаторы, активно приближаются и опережают механику по экономичности. Поэтому это преимущество постепенно перестаёт быть столь очевидным.
  • МКПП предусматривает элементарное обслуживание. Никаких сложных манипуляций здесь проделывать не приходится. Основным условием качественной работы является своевременная замена трансмиссионного масла. Проводится она обычно раз в 50-60 тысяч километров.
  • Механика обладает максимальным ресурсом. Есть множество примеров автомобилей, которые ездят более 20 лет без замены и серьёзного ремонта МКПП.

Помимо очевидных преимуществ, есть у механики и некоторые недостатки. Основным из них считается сомнительный уровень комфорта. Правая рука водителя всегда сконцентрирована на ручке МКПП, и времени для отдыха практически нет. Особенно сложно и утомительно ездить на механике в условиях плотного трафика, постоянных пробок и многочисленных светофоров.

Это становится настоящей проблемой для новичков. Слишком многом внимания приходится уделять переключению передач и одновременной работе коробки с педалью сцепления и газа. Со временем человек привыкает, но всё же, по сравнению с автоматом, механика очевидно уступает.

Если неправильно работать ручкой МКПП, есть риск сжечь сцепление, сломать трансмиссию и перегрузить двигатель. Автомат в этом компоненте лучше, поскольку он дозирует нагрузку и правильно выбирает передачи. Тем самым мотор чувствует себя намного лучше. Обучившись правильной работе с МКПП, такой минус вы сможете убрать из списка.

Подводя итоги, стоит отметить, что в плане комфорта и удобства вождения МКПП объективно уступает любому виду автомата. Но механика точно доставит меньше проблем, нежели хороший автомат.

В чем отличие вариатора от робота и автомата?

Прежде чем окончательно разобраться, что лучше, автомат или вариатор, требуется понять не только то, чем хорош каждый вариант, но и чем их работа принципиально отличается друг от друга. Отличить машины визуально не получится, рычаги внутри очень похожи и располагаются одинаково. В некоторых модель рычаг вообще находится у руля, но он может принадлежать любой коробке, кроме механической. Заметить разницу водитель сможет, когда машина будет находиться в движении: это под силу даже новичку.

Если на авто стоит вариатор, переключение будет происходить плавно, такой агрегат быстрее реагирует на изменение передаточного щелчка, работает немного тише автомата. Понимание, что передача переключилась, приходит по изменению скорости и шумности работы мотора. Если вы поедете на автомате, то при переключении будут заметны некоторые рывки. Однако современные коробки с парным сцеплением лишены такого недостатка, но вы будете слышать определенные механические звуки, которых не слышно при работе вариатора.

Основное существенное различие состоит в строении механизмов. Если основой вариатора является устройство, позволяющее плавно менять скорость, то коробка-автомат имеет ступени, за счет которых происходит изменение скоростного режима. На разгон вариаторному автомобилю понадобится меньше времени, однако его нельзя нагружать при старте. Машина с этим типом КПП весит немного меньше.

Конечно, лучший способ узнать, что установлено на авто – это посмотреть документы, например сервисную книгу. Для выбора, что лучше именно для вас, требуется прежде всего проехать на понравившемся вам автомобиле, ощутить, как он реагирует на у правление в той или иной ситуации. Тогда вы сможете составить наиболее полное впечатление и мнение о транспортном средстве и его трансмиссии.

Коробка-автомат имеет иное строение. Внутри нее находится редуктор шестерни, гидравлический нагнетатель. За счет этого происходит работа механизма, он довольно сложен, требует внимательного отношения, но отличается надежностью, так как в его конструкции нет быстро изнашиваемого ремня

Если взять в руки документы машины, обратить внимание нужно на следующее: автомат обозначен буквами А или АТ, вариатор – CVT

Существует интересный тест, который может провести опытный водитель. При попытке тронуться в гору нужно резко нажать на газ и затем отпустить педаль. Авто с АКПП не обратит на это особого внимания, а вариатор может покатиться назад.

Принцип работы автоматической коробки перемены передач

Автоматическая коробка с годами становится все лучше и лучше. Имеющиеся варианты исполнения сейчас, раньше были лишь мечтаниями. Сама коробка состоит из нескольких жизненно важных деталей, среди которых:

  • Гидротрансформатор, который пришел на замену маховику
  • Планетарная система передач, которая и выполняет работу по переключению

С годами количество самих передач изменилось, оно выросло с 4 до 8. Система управления в автомобилях с коробкой автомат также стала заметно лучше. Если вначале популярности АКПП приходилось передвигать специальный переключатель из верхнего положения в нижнее, то сейчас сама коробка начала делать эту работу за водителя. Следующими глобальными решениями в истории развития данных коробок, стала возможность выбирать между режимом «спорт» и режимом «спокойной езды».

Вариатор можно детально сравнивать с автоматической коробкой перемены передач, так как его можно считать одной из её разновидностей, но с лучшими техническими показателями. Автоматическая коробка обеспечит разгон с меньшей скоростью и сама плавность езды будет не такая, как на вариаторной коробке. Стоит рассмотреть плюсы и минусы коробки автомат.

Чем вариатор отличается от АКПП, кроме указанного выше

Помимо прописанных ответов, водитель должен при выборе учитывать также свое мнение. Если информация выше кажется не полной, стоит ориентироваться на такие критерии:

Манера вождения. Для тех кто любит быструю езду, лучше подойдет клиноременной вариатор. АКПП более оптимален для неспешной и аккуратной езды. Особенно ценят это свойство те, кто делает ставку на безопасность; Технические особенности. Ключевыми отличиями КПП бесступенчатого типа от акпп является более плавное переключение скоростей

Если же это отличие не настолько важное, то оба варианта хороши; Срок службы КПП. Разница между АКПП и КПП бесступенчатого типа — более долгий срок службы вариатора в случае правильного ухода; Особенности ремонта

Более низкая популярность КПП бесступенчатого типа связанно с ценой ремонта. Ситуации на дороге бывают разными. От повреждений не застрахован никто. Ремонтом займется не любое СТО. Наработанная статистика невелика. Поэтому нужно искать узкого специалиста; Режим работы. Режимы переключения коробки в современный КПП разные. Это может быть эконом, комфорт или спорт на усмотрение водителя; Переключение скоростей
Этому уделяют пристальное внимание как начинающие. так и опытные автолюбители
Современные СКПП — это всегда ручное переключение, что особенно удобно для тех водителей, которым принципиально контролировать езду. Подходит для моделей без заранее предусмотренной механики.

Рассматривая детали, можно увидеть много нюансов, однако итоговое решение водитель всегда принимает сам.

Если же даже после прочтения всех информации выше вы так и не смогли полностью разобраться, стоит воспользоваться помощью специалистов. Применив теоретические знания и испробовав езду на практике, вы не ошибетесь. Динамичный разгон или резкий рывок — выбор остается за вами.

Никто не сможет решить за водителя, какое авто для него лучше. Однако полезная информация об отличиях поможет принять правильное решение. Больше деталей расскажут в автосалоне либо на СТО. Экспертная консультация не будет лишней.

Характеристики обоих типов трансмиссии

Изначально классическая коробка автомат устанавливалась на судовые двигатели, после модернизации её начали использовать на легковых, грузовых автомобилях и автобусах.

Схема классической коробки автомат содержит:

  • Механизм управления коробкой передач;
  • Гидротрансформатор коробки передач;
  • Планетарная коробка передач.

Механизм управления коробкой находится около водителя, манипуляции осуществляются селектором переключения. Благодаря селектору выбирается нужный режим движения, дополнительно водитель может перейти на настройки, подстраивающиеся под окружающие условия: спорт, бездорожье, экономия и др.

Гидравлический трансформатор служит сцеплением, его задача плавно, без рывков переключать передачи. Механизм включает в себя реактор, помещённый между колёсами, насосным и турбинным. Насосное колесо связано с коленчатым валом силовой установки, турбинное колесо взаимодействует с валом коробки. Реактор находится в двух состояниях: свободное вращение или блокировка (при помощи обгонной муфты). Состояние реактора напрямую зависит от режима работы.

Передача импульса силовой установкой коробке происходит посредством потока масла. Этот поток передаёт энергию через лопатки: от насосных турбинным. Непрерывность обеспечена их специфической формой, зазоры между колёсами минимальны, это положительно отражается на скорости передачи. Плавность передачи достигается за счёт масла, обеспечивающего мягкую связь силовой установки с трансмиссией.

Диапазон работы гидротрансформатора ограничен, поэтому применяют планетарную коробку с несколькими ступенями. Кроме расширения диапазона, коробка позволяет автомобилю двигаться задним ходом. Конструктивно, планетарная коробка содержит в себе шестерни-сателлиты, закреплённые на устройстве, называемом «водило». Они вращаются вокруг шестерни, расположенной по центру и называющейся «солнечной». Сателлиты находятся внутри большой шестерни, называющейся «коронная», они постоянно зацеплены с ней.

То, какой элемент коробки неподвижен в данное время, какой принимает импульс, с какого элемента импульс передаётся на трансмиссию, определяет значение изменения передаточного отношения. Один из трёх механизмов: солнечная, коронная шестерни, сателлиты с механизмом — всегда стоит на места, остальные два крутятся.

Переход с одной передачи на другую в коробке происходит с помощью фрикционных муфт, за счет давления масла. Рабочую программу отслеживает управляющий контроллер, при помощи соленоидов, распределяющих давление между фрикционами.

Вариатор, это механизм, преобразующий и передающий импульс от силовой установки на колёса автомобиля. В отличие от коробки автомата, момент передаётся без ступеней, в установленном диапазоне регулировок.

По типу, бесступенчатые коробки передач делят:

  • Бесступенчатая коробка с цепной передачей;
  • Бесступенчатая коробка с ременной передачей трапециевидного сечения;
  • Бесступенчатая коробка с тороидальной передачей.

В бесступенчатой коробке с цепным приводом передача мощности происходит за счет звеньев цепи, торцы которой скошены под определённым углом, само же усилие передаёт цепь.

Бесступенчатая коробка с ременной передачей трапециевидного сечения самая распространённая. Механизм состоит из ремня, расположенного между двумя шкивами, способными раздвигаться. Изменения передаточного числа происходит путем сведением и разведением шкивов при движении автомобиля, за счёт этого обеспечивается плавное изменение крутящего момента.

Принцип бесступенчатой коробки с тороидальной передачей основан на использовании конусовидных дисков и роликов, заменяющих ремень. Привод способен передавать больший импульс, однако механизм требует использования высокопрочных материалов, что обусловлено его высокой стоимостью.

Преимущества и недостатки АКПП

Информацию о них также приведем в виде таблицы.

Преимущества Недостатки
Высокая надежность агрегата. Современные АКПП рассчитаны на эксплуатацию с пробегом в несколько сотен тысяч километров (более 300 тыс км гарантировано, обычно больше при должном уходе). При этом возможны любые условия эксплуатации. Это же относится и к автоматическому сцеплению, чьи функции выполняет АКПП. Низкий КПД, вызванный значительными потерями в гидротрансформаторе. Поэтому используется далеко не вся полезная мощность двигателя,
Относительная простота ремонта. В отличие от вариатора отремонтировать АКПП не представляет особых проблем. Этим занимаются большинство СТО. Кроме этого, стоимость ремонта АКПП значительно ниже. Высокий расход топлива. Это является следствием предыдущего пункта. Автомобили с АКПП расходуют больше горючего, чем машины с вариатором.
АКПП не так требовательна к качеству трансмиссионного масла. Необязательно (хотя и желательно) пользоваться оригинальным маслом, вполне можно обойтись более дешевым аналогом. Худшие динамические характеристики. В частности, разгон машины с АКПП происходит медленнее, чем у аналога с вариатором или с МКПП.
Щадящее отношение к двигателю. Переключение скоростей происходит без необходимости набора высоких оборотов мотора. Рывки машины при автоматическом переключении передач (хотя современные многоступенчатые коробки менее подвержены этому недостатку, поскольку у них большее количество передач).
Большее количество используемого трансмиссионного масла (8-10 литров против 5-8 у вариатора и 2-3 у “механики”).

Одним словом, АКПП на сегодняшний день является более надежной системой, особенно при пробеге свыше 100 тысяч километров. Единственным условием, как и в любом автомобильном агрегате является своевременный и достаточный уход.

Разгонная динамика вариатора.

Старт на вариаторе.

При нулевой скорости обороты двигателя на уровне «холостых», 700-900 об/мин. При нажатии на педаль акселератора автомобиль сначала «набирает обороты двигателя», почти не двигаясь с места. Набрав обороты, автомобиль начинает двигаться с постоянной тягой, без «дерганий» на переключение передачи.

Я бы назвал такой режим «выстрел из рогатки». Т.е. мы сначала натягиваем резинку (набираем обороты двигателя), а потом постоянно разгоняем авто с постоянным тяговым усилием.

Соревнование разгона: вариатор и «автомат».

Если мы поставим соревноваться две одинаковые машины — с вариатором и с классическим «автоматом» (с одним сцеплением), то после старта увидим следующую картину.
Автомобиль с «автоматом» достаточно резко стартанет и начнет разгоняться, периодически «дергаясь» на переключения передач. Авто с вариатором проиграет старт, как будто водитель нажал акселератор позже. Зато после машина начнет ровно и стабильно разгоняться и в какой-то момент обгонит «автомат».

Почему обгонит?

Во-первых, «автомат», переключая передачи, разрывает сцепление и значит, тяга нестабильна. В этот момент двигатель не разгоняет машину. Если среднее время переключения около 0,25 с, то, умножив на 4 интервала (с 1-й по 5-ю передачу), получим 1 секунду отсутствия тяги. Для средней машины, разгоняющейся до 100 км за 10-12 секунд, это почти 10% времени.

Во-вторых, при разгоне вариатор стабильно «держит» обороты двигателя в зоне максимально крутящего момента. Разгон машины осуществляется за счет изменения передаточного числа трансмиссии. Классические инжекторные бензиновые двигатели очень «вялые» на оборотах менее 3,5 т. об/мин. Их мощность просыпается в зоне 4,5-6,5 тысяч оборотов. Автомат же, хотя и пытается держать обороты в высоких зонах при активном разгоне, но стрелка тахометра все равно плавает в большом диапазоне частот, захватывая не всегда самые тяговитые области.

На каких оборотах будет разгонять автомобиль вариатор?

Поскольку вариатор сам (вернее, его программа) определяет, когда прекратить повышение оборотов и начать «отдавать тягу» на колеса, то это один из самых главных вопросов управления автомобилем этого типа. «Старые» вариаторы всегда повышали обороты до максимума, заставляя «рычать» двигатель, даже если водителю нужно было лишь небольшое ускорение. Этот безусловный недостаток был исправлен в вариаторах нового поколения 2007-2010 гг.

При плавном нажатии на акселератор трансмиссия лишь чуть-чуть приподнимает обороты, разгоняя автомобиль слабо, на низких оборотах движка. При достаточно резком нажатии обороты сразу становятся в зону самого оптимального момента (на моей машине это 4,5 т. оборотов) и тянут, пока не ослабишь давление на педаль ускорения. При «педали в пол» коробка ставит сразу граничную «красную зону», т.е. максимальный крутящий момент, и держит его, пока не оторвешь педаль.

Таким образом, водитель управляет частотой оборотов двигателя при разгоне скоростью нажатия педали акселератора. Это очень логично и понятно. Чем быстрее вы хотите разогнаться, тем быстрее вы нажимаете педаль скорости.

Заключение

После того, как вы разобрались во всех плюсах и минусах обеих коробок, вы можете сами выбрать то, что подойдет под ваш ритм жизни, стиль вождения и время нахождения на дороге. Если вам необходим небольшой расход топлива и комфорт на дороге, и вы можете позволить себе ремонтировать коробку вариатор, то она сослужит вам хорошую службу без каких-либо нареканий.

В том случае, если вы не в состоянии воспринимать такие большие финансовые потери, то автоматическая коробка будет обходиться намного дешевле. Но расходы на бензин и масло дадут о себе знать хорошим ударом по вашему кошельку.
Для начинающих водителей, чтобы лучше освоиться с автомобилем, подойдет больше автомат, так как он не будет требовать постоянных затрат, а значит и приобрести его сможет человек со средним достатком, но испытывающий необходимость в постоянном доступе к автомобилю.

Ниже вы можете просмотреть видео о том, что такое вариатор.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector