зачем вариатор имитирует переключение передач
Фиксированные передачи вариатора: кому они нужны?
«Клиент всегда прав», — эта аксиома настолько прочно вошла в наш обиход, что большинству автомобильных концернов приходится идти на уступки, даже осознанно снижая ресурс и эффективность силовой установки, только чтобы клиенту было комфортно пересаживаться на вариатор с других коробок переключения передач.
Такие издевательства над трансмиссией, разумеется, пагубно сказываются на долговечности двигателя и вариатора, но водительские привычки имеют более весомое значение, говорят автопроизводители.
Одним из преимуществ вариатора является его мягкая и плавная работа, смена передаточного отношения происходит бесступенчато, без рывков при смене передачи. Разумеется, при таком подходе езда на автомобиле гораздо комфортнее, чем на машине с механической коробкой передач. И ресурса вариатора хватает на годы эксплуатации.
Но автопроизводителям приходится жертвовать гармоничной работой, снижением ресурса вариатора и двигателя в угоду привычек покупателя. Ведь многие водители, пересев с привычной МКПП на автомобиль с автоматической трансмиссией, не могут привыкнуть, что не нужно больше вручную переключать передачи. Да и не приходится больше при управлении автомобилем ориентироваться на слуховые ощущения, вибрации и толчки, как при езде на авто с МКПП, а только на визуальную информацию. Хотя этот навык полезный, да и избавиться от него сложно.
Это как с цифровыми спидометрами и тахометрами: когда вместо стрелочки, указывающей скорость, появилось цифровое табло – при разгоне было сложно воспринимать постоянно меняющееся число и обрабатывать его мозгом, в то время как плавное движение стрелки давало ясное понимание происходящего. Поэтому в большинстве случаев от такого способа отображения информации о скорости отказались.
Для решения психологической проблемы таких водителей было решено модернизировать вариатор и дать ему «виртуальные» передачи. Создаётся имитация переключения передач на вариаторе посредством фиксации натяжных шкивов вариатора в фиксированных положениях. В таком режиме работы ролики гораздо быстрее изнашиваются, ремень протачивает канавки на шкивах, вариатор начнёт барахлить.
В инструкциях к машинам с вариаторами раньше были рекомендации: на период обкатки не ездить долго на одной скорости, это приносит вред и вариатору, и двигателю. Хотя у вариаторов количество передаточных отношений не бесконечно большое, как принято считать, ведь им управляет шаговый двигатель, но их намного больше, чем у вариаторов с «виртуальными» передачами. Да и гораздо надёжнее, если ремень будет плавно ходить по конусам.
Но какая разница, машина стерпит. Главное, чтобы покупатель был доволен.
ВСЯ ПРАВДА О КОРОБКАХ ПЕРЕДАЧ. ВАРИАТОРЫ
До гениальности просто
Впервые автоматическую бесступенчатую трансмиссию или, в обиходе, вариатор применили на легковом автомобиле еще в 1959 году – то был голландский DAF-600. Первый опыт оказался неудачным, и об этой идее на долгое время забыли. Однако в начале 90-х она вновь была подхвачена автопроизводителями и начала распространяться со скоростью эпидемии.
В качестве сцепления в бесступенчатой трансмиссии используется либо такой же, как в классических «автоматах» гидротрансформатор, либо пакет мокрых – то есть работающих в масляной ванне — дисков. Конструкция же и принцип действия самого вариатора до гениальности просты. Между двумя раздвижными шкивами, один из которых соединен с двигателем, а другой – с ведущими колесами, вращается металлический клиновидный ремень или цепь. В первом случае вариатор называется клиноременным, а во втором – клиноцепным.
Когда половинки V-образного шкива расходятся в стороны, зажатый между их стенками ремень (цепь) плавно сползает вниз на меньший радиус, а когда сходятся – выталкивается вверх, на больший радиус. Соответственно, передаточное отношение меняется плавно, бесступенчато. Чтобы ремень (цепь) не проскальзывал относительно шкивов, его постоянное натяжение обеспечивается за счет синхронности их работы: половинки одного шкива расходятся в стороны ровно настолько, насколько сходятся половинки другого.
Комфорт и расход
Генеральной идеей, с которой выводились на рынок современные вариаторы, был комфорт. Поскольку передаточное отношение в такой трансмиссии меняется плавно, водитель и пассажиры вообще не ощущают «переключений» – автомобиль разгоняется, как троллейбус. По сравнению со старыми четырехступенчатыми «автоматами», которые ощутимо спотыкались при каждом переключении, это действительно выглядело преимуществом.
Вторым посылом было снижение расхода топлива. Ведь со старыми гидромеханическими четырехступками стрелка тахометра при переключениях летала через полшкалы, выходя за границы наиболее эффективных оборотов. Вариатор же выводит двигатель на обороты максимального КПД, а разгон происходит за счет плавного изменения передаточного отношения.
Пиррова победа
Однако по мере того, как гидромеханические «автоматы» совершенствовались и прибавляли в количестве передач, преимущества вариаторов над ними постепенно сходили на нет. Современные шести- и уж тем более восьмиступенчатые «автоматы» по плавности работы приблизились к вариаторам, а в расходе топлива как минимум им не уступают.
Да и с удобством управления тягой у клиноременных вариаторов оказалось не все гладко. Дело в том, что составленный из прислоненных друг к другу пластинок ремень обладает ограниченной гибкостью. Когда на «условно первой» передаче он огибает один из шкивов по минимальному радиусу, иногда «пускает волну», пытаясь распрямиться. Поэтому на «пешеходных» скоростях машина прыгает вперед (или назад) порой резче, чем ожидаешь. Цепь же по сравнению с ремнем гораздо более гибкая, поэтому клиноцепные вариаторы в этом плане лучше.
Но главное, что покупатели без энтузиазма восприняли идею бесступенчатости. Людям не понравилось, что при разгонах двигатель занудно воет на одной ноте, а машина при этом непонятным образом ускоряется. Поэтому некоторые автопроизводители начали прописывать программу управления вариатором так, чтобы шкивы сходились-расходились не плавно, а ступенчато, имитируя переключение передач. То есть, от чего уходили, к тому и вернулись…
Однако диссонанс между монотонным звуком двигателя и нарастающей скоростью – это все лирика. Физика заключается в другом.
Казалось бы, гидротрансформатор или пакет мокрых сцеплений позволяют эффективно справляться с большой стартовой нагрузкой. Но если во всех других типах трансмиссии тяга двигателя передается на колеса за счет зацепления зубчатых шестерен, то в вариаторах — за счет трения (!) плоских стенок ремня (торцов осей цепи) о плоские стенки шкивов…
До тех пор, пока машина свободно катится по дороге и на колеса передается малое усилие, проблем не возникает. Но как только появляется большая нагрузка – например, разгон «педаль – в пол», буксование в вязкой грязи или подъем в гору с тяжелым прицепом, колоссальная сила трения вызывает сильный нагрев ремня и шкивов. До какого-то момента вариатор это терпит, после чего датчик перегрева обрубает тягу двигателя до тех пор, пока коробка не остынет.
А еще у вариаторов задняя передача почему-то намного слабее «условно первой». Например, останавливаешься на полноприводном кроссовере в сыпучем песке, после чего пытаешься тронуться с места. В позиции D машина либо буксует, либо карабкается вперед. Переводишь селектор в R и… ничего. Газ – в полу, мотор натужно урчит, а колеса не крутятся… В ситуациях, когда выбраться или затолкать прицеп в подъем можно только задним ходом, это может стать ловушкой.
Таким образом, вариатор – это комфортная трансмиссия с ограниченными «силовыми» возможностями и еще более ограниченным ресурсом, если этими скромными возможностями активно пользоваться.
Однако это не означает, что вариаторы совершенно беспомощны и не позволяют втопить педаль на обгоне, преодолеть легкое бездорожье или «взять на хвост» прицеп. Любой из них на это способен, главное – не злоупотреблять повышенными нагрузками.
То есть, бесступенчатая трансмиссия рассчитана на обывателя, эксплуатирующего машину «без фанатизма». Если Вы именно такой пользователь, а машина с вариатором нравится или предлагается на выгодных условиях, брать ее можно. При эксплуатации в щадящем режиме ресурса вариатора наверняка хватит и вам, и следующему владельцу.
Если же требуете от автомобиля гораздо большего, чем «просто ездить», с вариатором лучше не связываться. И никаких «нравится» или «выгодно» здесь быть не должно.
Как максимально экономично ездить на вариаторе / АКПП. Об имитации ступеней вариатора. Видео «как прогревать вариатор».
Приветствую.
Довольно часто натыкаюсь на жалобы о высоком расходе топлива у икстрейлов. Причём ладно бы Т30 с 4ступенчатым автоматом, так нет. Жалуются владельцы Т31 и Т32 на вариаторах. Но ведь вариатор как раз и поставили с целью сделать машину экономичнее! Да, не во всех случаях это реализуемо. К примеру, Т31 с аэродинамикой кирпича на высоких скоростях не сможет хавать мало — во-первых, аэродинамика не позволит (и фокус с губой под бампером тут уже не спасает), во-вторых, коробка для таких скоростей уже коротковата. А вот Т32 даже на высоких скоростях может быть экономичным засчёт более длинной коробки и обтекаемого кузова (да, они этим сразу скинули литр, а то и больше).
Но это, скажем так, всё заложено конструктивно в машину (кроме моей губы) и водитель на это повлиять не может, просто заливай октан по максимуму и езди.
Поговорим лучше о том, на что водитель повлиять МОЖЕТ. А именно — работа педалями.
Для начала нужна база о том, как работает в принципе бензиновый ДВС и в каких режимах достигается его максимальный КПД (а чтобы машина была экономичной, нужно именно повышать КПД мотора). Подробная информация — в видео ниже.
Главный вывод, который нам важен: для достижения максимального КПД в режиме разгона, нужно открывать дроссль на максимальную величину, но при этом не выходить за (примерно) 3000 оборотов.
И здесь самое важное. Вариатор, как никакая другая коробка, умеет это делать!
Перед тем, как показать главное, напомню, что у практически всех имеющихся на рынке вариаторов, имеется гидротранс, который тоже нужно учитывать. Потому что в разомкнутом состоянии, КПД гидротранса только 80%, а в замкнутом- близок к единице. Следовательно, нам нужно, чтобы гидротранс пораньше закрылся. На Т31 для этого нужно стартовать максимально плавно, тогда ГТ закроется примерно на 15 кмч. И уже после закрытия гидртранса, мы «выходим на режим», то есть ПЛАВНЫМ нажатием педали поднимаем обороты примерно до 3000, больше не нужно. На следующем видео — обращаем внимание на 2 параметра: обороты и степень нажатия газа. На механике можно нажимать педаль на 90% и всё будет хорошо (именно этот режим — наилучший), но автомат не даст при этом сохранить нужные обороты, поэтому просто приближаемся насколько возможно к этому состоянию.
Итак, смотрим. Обороты и газ. Акселератор на сканере указан в долях от 8, то есть 5 это 5/8
Это главное, что нужно делать для экономичной езды на вариаторе в городе. И при этом, бОльшую часть грязной работы делает именно коробка. На механике пришлось бы постоянно орудовать кулисой.
Аналогично, если мы уже едем и нужно ускориться, делать это нужно так же — не поглаживая педаль, а достаточно активно.
Тут везде видно, что по завершении ускорения я сразу отпускаю педаль и еду в круизном режиме, давая коробке уйти в минимальные обороты. Для чего это нужно, описано здесь
И этих простых вещей о том, что для максимальной экономии в круизном режиме, коробка ДОЛЖНА загнать мотор в низкие обороты, часто не понимают даже, казалось бы, серьёзные дядьки из Авторевю.
Так и хочется сказать «парни, ну разберитесь вы, как работает мотор, и научитесь нажимать педали!»
именно такой работой коробка экономит топливо. А ускориться сходу, при правильной работе педалями, не проблема даже на вариаторе.
При этом именно в режиме «1200 об» коробка экономит нам бенз (попутно ещё и ресурс мотора продляет, чтобы там не писали на заборе)
Для АКПП/вариатора это, конечно, менее актуально — инженеры на заводе всё учли и заложили в софт! — но полезно будет. А для механики — мастхэв.
Вот, собственно, и всё основное, что нужно знать, чтобы ездить экономично на вариаторе. Нужно просто подавать ему ногой правильные команды.
Немного о специфике езды на 2,5 Т31.
Как известно, на этих авто нет кнопки спортрежима, как на двухлитровых икстрейлах. Но сам спортрежим — есть! просто он вшит в софт коробки и его нужно уметь будить. Будится он более резким нажатием педали (поэтому выше и акцентировалось, и было видно на видео, что при обычных ускорениях, педаль жать плавно). И для экономичной езды спортрежим только помеха 🙂
Обращаем внимание, было педаль 5/8 и 3000 об, а здесь всего лишь 3/8 и 3200 об. Но зато в таком режиме мотор крутится в отсечку и авто вполне себе ускоряется.
Когда это получается случайно, я даже борюсь и «сбрасываю» спортрежим приотпусканием педали.
О вариаторах с имитацией ступеней
Тут всё просто. Некая часть людей привыкла к обычным автоматам со ступенями, привыкла к толчкам на переключениях, привыкла к тому, что обороты мотора растут-падают. И тупо в силу привычки, им этого не хватает на вариаторе. Ну ладно бы обыватели, но когда ЭКСПЕРТ ставит во главу угла не техническую составляющую, не эффективность двигателя, а какие-то непонятные привычки. Действительно, печалит.
И это вместо того, чтобы объяснять людям ПРЕИМУЩЕСТВА коробки без ступеней. А ступени — только всё портят. Причём портят не только эффективность и экономичность, но даже и динамику. У мотора самый интенсивный мотор где? Правильно, на пике мощности. А у атмосферного бензомотора пик мощности какой? Правильно, УЗКИЙ. Вариатор без ступеней просто загоняет мотор в отсечку и там МАКСИМАЛЬНО ДИНАМИЧНО разгоняет машину. Вариатор со ступенями, с пика мощности сваливается. Да, в ручном режиме со ступенями даже мой Т31 едет МЕДЛЕНЕЕ чем в драйве и в отсечке.
В общем, как заметил Андрей, надо из авто сделать таз, аборигену так привычнее
Очень наглядно преимущества БЕСступенчатой трансмиссии показывает вот этот график, взятый из официального мануала по JF011E
Отлично видно, насколько эффективнее бесступенчатая работа в плане ускорения (в плане экономии топлива и даже ресурса двигателя оно тоже эффективнее!).
Ради чего это всё?
Вводные данные. Москва, декабрь 2019, рабочий день. Почти целый день езжу на машине по делам, вместе со всеми сижу в пробках, отхватываю вечерний часпик. Т31 2,5 вариатор.
Да, показания БК у меня совпадают с показаниями CVT Z50. А показания расхода в CVT Z50 у меня настроены по времени впрыска форсунок.
Да, у меня уже давно при езде на любом автомобиле эффективность и экономичность всегда учитывается.
Это и возможность ездить на маслах sae20. И отсутствие экспериментов с 92 бензином, только 95 (либо 98, если в мануале прописан 98 — например, для Мазд), и тюнинг аэродинамики и тд и тп. Туда же — и отключенное торможение двигателем, и даже иногда — фокус с увличением наката, описанный здесь>
Но в целом, при желании — по крупице что-то да и собирается…
И да, я не говорю, что я такой один дартаньян а все вокруг тупые. Я говорю, что в конструкции современной машины заложено много приятных бонусов, которыми МОЖНО пользоваться, да ещё и «нахаляву» (машина-то ведь у вас уже есть, доплачивать ничего не нужно). И поэтому, когда мне пишут, что Т32, который конструктивно ГОРАЗДО сильнее заточен на экономичность, чем Т31, хавает по Минску 12+ (и человек, естественно, ругает машину) — это печально.
Да! Бонус такой езды, при которой мотор на разгоне нагружается на 100% — улучшенная самоочистка поршневой от масляного нагара, если он там вдруг есть. Именно режим хорошего наполнения и хорошего давления в камере сгорания, повышает там температуру. А не высокие обороты, как думают некоторые. Так что, отчасти поэтому, у икстрейла такие чистые поршни. Ну и потому что мотор хороший 🙂
Ну и последнее. Подобный режим езды допустим только на прогретом вариаторе, когда температура выше 50гр.
пока нету 50гр, едем в плавном режиме, греем мотор и коробку (коробка. как видно, греется сильно дольше мотора даже с термостатом).
Как правильно ездить на вариаторе: особенности экслуатации и вождения
Становящиеся все более популярными вариаторные коробки на автомобилях имеют одну из важнейших особенностей – бесступенчатая смена крутящего момента, то есть водителю не требуется переключать самостоятельно передачи, как это делается на авто с МКПП, или ощущать небольшие рывки при смене передачи, которые бывают у авто с АКПП.
Что касается самого управления вариатором, то оно практически не отличается от управления коробкой-автоматом, но особенность бесступенчатой смены момента вносит свои коррективы в управление. Есть определенные нюансы, которые следует учитывать при управлении автомобилем с вариаторной коробкой передач.
Общая инструкция по управлению вариатором достаточно проста: чтобы начать движение нужно всего лишь перевести селектор КПП, который пришел на смену рычагу МКПП, и нажимая на педаль газа, начать движение. Во время движения, если не выбран ручной режим управления, никаких действий с селектором выполнять больше не надо. Режимы вариатора
Определенные режимы работы вариатора, выбираются путем перевода селектора в положения, каждое из которых обозначено буквами и значками.
Движение вперед
«D» – движение вперед. Перевод селектора в положение с этим обозначением указывает на то, что автомобиль будет двигаться вперед. Именно этот режим и является основным при движении. При этом вариатор сам будет менять передаточное число, ориентируясь на обороты двигателя, а электронные системы будут следить как за работой вариатора, так и двигателя, чтобы обеспечить максимальную эффективность их работы.
Движение задним ходом
«R» – движение задним ходом. Конструкция вариатора такова, что реверсного движения ведомого вала, передающего вращение на ведущие колеса, у него нет. Поэтому в конструкцию были включены дополнительные механизмы. При переводе селектора в это положение, механизмы заднего хода включаются в работу.
Во избежание поломок, переводить селектор в данное положение можно только после полной остановки авто. В некоторых моделях для перевода селектора в положение «R» нужно нажать клавишу, установленную на селекторе, при этом нажать на нее возможно будет только после полной остановки. Этим обеспечивается исключение возможности включения заднего хода без обездвиживания авто, что является дополнительной защитой вариатора.
Нейталь
«N» – нейтраль. При таком положении селектора силовая установка отключена от КПП. Используется это положение при длительной остановке, к примеру, в пробке. Также этот режим используется для запуска силовой установки. В целом, это обычная нейтральная передача, которая имеется во всех видах КПП. Однако не рекомендуется каждый раз при остановке, особенно краткосрочной, переводить селектор в данное положение.
Парковка
«P» — парковка. Данное положение селектора приводит к тому, что ведомый вал вариатора блокируется штифтом, исключая возможность самопроизвольного движения авто.
Применять этот режим нужно только при постановке авто на стоянку. Часто, чтобы исключить возможность случайного включения данного положения, помимо нажатия на клавишу на селекторе, нужно еще выжать педаль тормоза, а также затянуть ручник, после чего только селектор станет в данное положение. Снятие селектора с этого положения тоже сопровождается данными действиями, выполненными в обратном порядке.
Ручное управление
«+», «-» – повышение и понижение передачи. Поскольку в вариаторе передач как таковых нет, то для удобства водителей применяется ручной режим переключения. Но данный режим является лишь эмулятором – вариатор может менять передаточное число на определенные значения, что имитирует ступенчатую коробку. То есть ступенчатое изменение крутящего момента вроде и есть, и его можно менять, кратковременно переводя селектор в «+» или «-», тем самым создавая иллюзию переключения передач, но оно является лишь условным. К тому же, полностью добиться соответствия работы вариатора как ступенчатой коробки не получится – электронные системы все равно будут следить за оборотами двигателя и при надобности самостоятельно изменять передаточное число. Делается это для того, чтобы защитить от перегрузок сам вариатор.
Дополнительные режимы
Многие модели, укомплектованные вариатором, имеют дополнительные режимы работы коробки передач, которые подстраивают её под определенные условия движения.
«S» – режим спорт. Он обеспечивает более резвое поведение авто при нажатии на педаль. Этот режим предназначен для вождения в интенсивном режиме. Но все сводится к тому, что вариатор меняет передаточное число более медленно, что обеспечивает большую тягу при увеличении оборотов двигателя.
«Е» – эконом, он же «Эко». Данный режим является полной противоположностью режима «спорт». Вариатор подстраивается так, что обеспечивается максимальное взаимодействие двигателя с коробкой для минимального потребления топлива.
«L» – режим сложных условий эксплуатации. При переводе селектора в данное положение вариатор обеспечивает максимальное передаточное число, то есть тягу на ведущих колесах. Предназначен для движения по бездорожью, буксировке прицепа и т. д.
Нюансы пользования вариатором
Теперь о нюансах вождения авто, оснащенного вариаторной коробкой. Первое и одно из главных условий – не начинать движение на авто сразу после запуска двигателя, особенно это касается зимнего периода.
Начало движения
При длительной стоянке все масло стекает в поддон коробки передач, а поскольку низкие температуры делают масло более вязким, то начало движения сразу после запуска приведет к тому, что элементы вариатора будут работать без смазки. В результате это способствует их интенсивному износу. Поэтому после запуска следует дать время, чтобы масло под давлением попало на все смазывающиеся поверхности.
Примерно то же касается и перевода положения в «N» при краткосрочных остановках. При переходе на этот режим давление масла в вариаторе снижается, а после быстрого переведения в режим «D» и начала движения, масло не успеет в нужном количестве поступить к трущимся поверхностям. Поэтому лучше при остановке на светофоре не трогать селектор и оставлять его в положении «D», поскольку вариатор рассчитан на работу в таком режиме и при остановке.
Особенности при маневрировании и прохождении поворотов
Нужно учитывать, что вариатор реагирует на повышение оборотов двигателя. То есть, вначале водитель увеличивает акселератором обороты, на что и реагирует данная КПП. В зависимости от выбранного режима вариатор будет реагировать соответственно, но на эту реакцию ему нужно некоторое время.
При совершении обгона в первую очередь нужно учитывать этот фактор – добавить обороты коленчатого вала, а после уже начинать совершать маневр.
То же касается и при прохождении поворотов, нужно на педаль нажимать в момент начала поворота руля, тогда КПП отреагирует правильно и непредвиденных последствий не будет.
Транспортировка
Транспортировка прицепов или буксировка других авто для вариатора крайне не желательна, поскольку она значительно увеличивает нагрузку на трансмиссию, и как следствие – усиленный ее износ. Допускается только транспортировка прицепов с полным весом до 1 тонны.
Не стоит часто использовать авто с вариатором на пересеченной местности. То есть, многие кроссоверы и внедорожники с вариатором хоть и являются автомобилями с повышенной проходимостью, но особо на проходимость их не стоит особо рассчитывать – они больше являются городскими авто, чем «покорителями бездорожья».
Буксирование
Есть и нюансы, касающиеся буксировки авто с вариаторами. Допускается буксировать такое авто на жесткой или гибкой сцепке только при работающем силовом агрегате и нейтральном положении селектора. Если таковых условий нет, то буксировка производиться только путем частичной погрузки авто (обязательно должны быть вывешены ведущие колеса) или эвакуатором.