Бесступенчатый вариатор был изобретён более пятисот лет назад. Чертежи подобных устройств можно увидеть в дневниках Леонардо да Винчи. Стало быть, ещё в эпоху Возрождения возможность плавного изменения передаточных чисел в механизмах привлекала умы талантливых инженеров. Но из-за отсутствия подходящих конструкционных материалов вариаторы долгое время не получали широкого распространения. Чаще всего их можно было встретить сначала в деревообрабатывающих, а потом и в металлообрабатывающих станках. Но инженерам хотелось большего.
В автомобилестроении эксперименты с вариаторами начались задолго до того, как компания DAF в 1958 году представила первую серийную модель с трансмиссией подобного типа. Поначалу бесступенчатые коробки передач, так называемые CVT (от английского Continuously Variable Transmission), использовались на машинах с двигателями малого объёма и мощности, поскольку не справлялись с высоким крутящим моментом. Ситуация изменилась в лучшую сторону после появления современных композитных материалов.
Принцип работы
Чтобы причина существовавших ограничений стала более понятна, попробую объяснить, как устроены вариаторы с гибкой связью, получившие распространение в автомобилестроении. Принцип работы устройства показан на схеме.
В механизмах подобного типа в обязательном порядке присутствуют:
- Две пары усечённых конусов, способных перемещаться вдоль оси вращения. На схеме они обозначены как А1, А2, Б1 и Б2.
- Отвечающая за передачу крутящего момента гибкая связь В. Это может быть эластичный или многозвенный металлический клиновой ремень, либо клиновидная цепь.
Изменение передаточного числа достигается за счёт одновременного сдвигания или раздвигания двух пар шкивов, перемещающихся вдоль осей. Для выполнения такой работы используются различные приводы. Это могут быть:
- Чисто механические устройства с пружинами и центробежными регуляторами.
- Гидравлические системы, давление в которых регулируется перепускными клапанами.
- Электрические приводы, взаимодействующие с электронными блоками управления, поучающими информацию от чувствительных датчиков.
Для снижения механических потерь внутрь агрегата заливается обладающая специфическими свойствами и довольно дорогая трансмиссионная жидкость, которую следует регулярно менять.
Больное место
Во всех случаях самым уязвимыми элементами конструкции являются фрикционные конусы 1 и 2, а также гибкая связь, показанные на размещённом ниже рисунке.
Как ни стараются разработчики уравнять усилия и сделать работу приводного механизма более плавной, при резком увеличении нагрузки возникает пробуксовка, становящаяся причиной преждевременного износа деталей. Это напоминает эффект проскальзывания фрикционного диска в обычном автомобильном сцеплении.
Вот только если сцепление в сборе стоит тысяч 10 – 12, то покупка комплекта конусов и приводного ремня обходится в три раза дороже. Да и сами ремонтные работы вылетают в копеечку. Ведь требуется не просто снять старый узел и поставить новый, но ещё и выполнить сложные регулировки.
Выводы и рекомендации
Применение вариаторов на обычных легковых машинах можно, пусть и с грехом пополам, считать оправданным. Но вот целесообразность внедрения трансмиссий такого типа на кроссоверах, что сейчас происходит повсеместно, вызывает сильные сомнения. Автомобилям в такой комплектации бездорожье противопоказано. Будущим владельцам таких популярных в нашей стране моделей, как Nissan Qashqai, Mitsubishi Outlander, Renault Kaptur и т. д., настоятельно рекомендуется остановить свой выбор на модификациях с другими типами трансмиссий, либо благоразумно отказаться от поездок по пересечённой местности. Ведь для того, чтобы попасть под переборку CVT, которая обойдётся тысяч в сто рублей, достаточно разок основательно забуксовать на мокрой после дождя траве.
Если ваш оснащённый вариатором железный конь оказался в глубоком сугробе, не поленитесь сами взять лопату в руки, чтобы освободить машину из снежного плена. В конце концов, заплатите дворнику. В любом случае это будет значительно дешевле, чем оплачивать дорогостоящий ремонт. Нажимая на газ, помните, что каждый резкий старт с места, каждое стремительное ускорение сокращают ресурс CVT. Как только на панели приборов загорелась аварийная лампа, извещающая о неисправности трансмиссии, сразу обращайтесь за помощью к специалистам в надежде обойтись малой кровью, ограничившись заменой масла или закапризничавшего датчика.
Не надейтесь выйти сухим из воды, полагая, что ремонт произведут по гарантии. Менеджеры сервисного центра в два счёта докажут, что поломка произошла по вашей вине. В доказательство они ткнут вас носом в соответствующий, скорее всего прописанный мелким шрифтом, пункт инструкции, в котором сообщается, что чувствительный механизм нельзя подвергать сильным нагрузкам.
Заключение
Да, вариатор удобен при езде в пробках и увеличивает ресурс двигателя, позволяя тому работать в оптимальном диапазоне оборотов. Однако сам при этом создаёт немало проблем. На мой взгляд, при том уровне технологий и материалов, которым в настоящее время располагают производители, CVT это очередной шаг к созданию одноразового автомобиля с ограниченным ресурсом. Такое средство придётся менять каждые 3 – 4 года, и его нельзя будет продать на вторичном рынке, поскольку никому не нужна техника, непригодная для дальнейшей эксплуатации. Задумайтесь об этом, и сделайте соответствующие выводы.