Отличия между вариатором, автоматической и роботизированной коробкой передач

Сравнительная характеристика двух видов коробок передач

Производители трансмиссии нацелены создать комфортные, экономичные и надёжные агрегаты. Сравним, какая разница по этим критериям между вариатором и автоматом.

Как определить какое устройство установлено в автомобиле

Как различить коробки по внешним признакам:

• вариатор работает в режимах “P”, “N”, “D”, “R”. У автомата бывают дополнительные “L”, “M”,”OD”;
• шильдик на двери багажника означает: CVT — вариаторная коробка, AT — автомат.

Вариатор отличается от автоматической коробки плавным разгоном и монотонным звучанием. В автомате передачи переключаются с лёгкими толчками.

Разница между вариатором и автоматом с экономической точки зрения

Чей ремонт дешевле: коробки автомат или вариатора? АКПП ставится в автомобили десятки лет. Хорошо изучен. Легко найти мастера или сервис по ремонту конкретной модели. Вместо дорогих фирменных запчастей можно подобрать качественный аналог.

Вариатор отличается от автомата меньшим весом, что отражается на расходе топлива и масла. По эксплуатационным расходам вариатор дешевле. Стоимость масла CVT может быть выше оригинального ATF, но по объему его нужно не более 7 л, в то время, как ATF требуется в среднем от 8 л.

Какое устройство лучше с точки зрения надёжности

Надёжность АКПП или вариатора зависит от модели, эксплуатации и качества обслуживания. При равных условиях ресурс обеих коробок достигает 300 000 км. Агрессивная езда, тяжёлые нагрузки, перегрев — одинаково негативно влияют на работу трансмиссий.

Какая коробка передач лучше для спортивной езды, так это автомат, поскольку вариатор плохо переносит большой крутящий момент. Для CVT подходит равномерное движение со скоростью не выше 150 км/ч.

Робот

Роботизированное КПП — это попытка конструкторов совместить «механику» и коробку- автомат. Принцип работы этого устройства заключается в том, что он почти ничем не отличается от принципа работы механики, но скорости переключаются автоматически специальным блоком управления на сервоприводе. Здесь водитель почувствует привычную паузу в момент переключения и ряд других явных признаков «механики». Кроме того, такая коробка передач предусматривает возможность перехода на полное ручное управление. Сегодня такую коробку можно встретить на автомобиле любого класса, от бюджета до премиума.

Что такое коробка робот в автомобиле?

Сегодня на рынке можно отыскать очень огромное количество различных механизмов трансмиссий для машины. Перед тем, как ответить на вопрос – что же из себя представляет коробка робот, стоит для начала узнать, из чего она состоит, как работает, изучить преимущества и недостатки. Почти каждый сложный механизм авто обладает собственными плюсами и минусами, которые нельзя устранить без переделки определенной системы.

По собственной сути, коробка робот – это логическое развитие традиционной механики. В данной коробке функции, которые отвечают за переключение передач, автоматизированы, к тому же они контролируются при помощи электронного блока. Кроме того, процессор приводит в работу сцепление, запуская тем самым мотор и трансмиссию во время перемены передаточного числа.

Коробка робот функционирует одновременно с другими деталями трансмиссии. Управление машины согласуется с функциональностью сцепления, которое обеспечивает переключение.

Как же на деле функционирует коробка передач робот? Все очень просто:

• Блок управления проводит анализ данных: оборотов мотора, скорости, затрату кислорода, бензина.
• Затем блок управления за счет полученных данных производит алгоритм, благодаря которому осуществляется управление коробкой передач.
• То есть, когда нужно нажать на сцепление, когда увеличить скорость, когда понизить скорость. Вследствие чего отдаются команды, как именно должен работать гидропривод и сервопривод.

Водитель может также перейти в ручное управление автомобилем, нажав на клавишу Tiptronic.

Коробка робот

Какими же преимуществами обладает коробка робот? Перечислим самые основные:

У коробки повышенная экономия бензина, если сравнивать с автоматом.
Механизм редуктора имеет более высокую надежность.
Коробка робот стоит дешевле в обслуживании и в изготовлении. Плюс она требует меньшее количество масла.
У коробки в 2 раза больше увеличен ресурс сцепления.
Коробка весит меньше, обладает повышенной ремонтопригодностью.
Динамика у данной коробки передач очень высокая. Можно переключаться на ручное управление скоростями в полуавтоматическом режиме

Это очень важно в том случае, если машина передвигается по плохой дороге, в горной местности или стоит длительное время в пробке.

Вариатор — плюсы и минусы

К преимуществам автомобиля с вариатором можно отнести плавный и в тоже время достаточно быстрый разгон. Комфортная езда на вариаторе сравнима с ездой на коробке автомат – в автомобиле также предусмотрено наличие только двух педалей и отсутствует необходимость манипулировать рычагом переключения скоростей. Это особенно актуально для начинающих водителей. Двигатель с вариаторной трансмиссией не замолчит на светофоре и не даст автомобилю сдать назад на крутом подъеме.

Благодаря вариатору нагрузка на элементы привода и двигателя распределяется равномерно при любом стиле вождения. Двигатель с вариатором всегда работает ровно, в благоприятном щадящем режиме.  Это в значительной степени повышает его ресурс, уменьшает расход топлива, снижает выброс в атмосферу вредных веществ.

Недостатки вариатора:

Хотя стоит отметить, что в отношении оснащения вариаторной трансмиссией более мощных двигателей наблюдается некоторый прогресс. Например, на Audi A4 2.0 TFSI (мощность двигателя 200 л.с.) успешно работает вариатор с цепью multitronic. А кроссовер Nissan Murano с объемом двигателя 3,5 литра и мощностью 234 л.с. оснащают клиноременным вариатором X-Tronic.  Если для грузовиков вариатор еще неприемлем, то для легковых автомобилей он является неплохой альтернативой механике или автомату.

В этом видео подробный обзор автоматических коробок передач

Вариатор

Вариатор (CVT) — вариант бесступенчатой трансмиссии, в процессе работы которой не происходит переключения передач. Простейшие модели вариатора использовались на мельницах, затем — на различных станках. Легковые автомобили стали оснащаться вариаторами во второй половине XX столетия, а расцвет бесступенчатой трансмиссии наступил уже в XXI веке.

Краткий обзор

Существует немало разновидностей вариаторов, в легковом автомобилестроении чаще всего встречаются следующие разновидности:

• клиноременная трансмиссия;
• клиноцепная трансмиссия

Клиноременной вариатор — самая распространенная разновидность вариатора на сегодняшний момент. Крутящий момент от движка в них передается с помощью трапециевидного металлического ремня. Ремень надевается на два шкива — один ведущий, передающий усилия от силового агрегата, и один ведомый, передающий усилие к колесам. Изменение диаметров шкивов изменяет передаточные числа, примерно соответствующие диапазонам обычных передач в коробке. Принцип работы клиноцепной трансмиссии схож, однако в них ремень меняется на цепь.

Плюсы и минусы

Вариатор имеет множество преимуществ по сравнению с МКПП и даже гидромеханическим автоматом. Однако отдельные недостатки конструкции не дают ему полностью вытеснить другие варианты трансмиссий.

К положительным качествам вариатора относятся следующие преимущества.

Высокий КПД трансмиссии. У вариатора нет расходов мощности на переключение передач, так что используется больший объем мощности, поступающий от двигателя.
Меньший расход топлива — этот плюс вытекает из предыдущего. Для достижения нужных показателей скорости вариатор использует меньший объем бензина.
Большая экологичность — меньший расход топлива определяет и меньшее количество вредных выбросов в выхлопе автомобиля.
Плавный разгон с лучшими показателями ускорения. Вариатор позволяет быстрее разгонять машину, так как нет затрат времени на переключение передач. Так что по динамическим характеристикам вариатор выигрывает и у МКПП, и уж тем более у коробки-автомат.
Отсутствие рывков. Так как у вариатора нет передач, то движение происходит плавно. Ускорение на автомобиле с вариатором напоминает езду на электромобиле или, например, троллейбусе. Это обеспечивает максимальный комфорт езды на машине с вариатором.
Дополнительный, но немаловажный плюс — отсутствие отката назад при трогании на неровной поверхности

Автомобиль с вариатором не заглохнет при трогании на горке и не откатится назад, что особенно важно для начинающих водителей.

Однако есть у вариатора и немало минусов, из-за которых он проигрывает другим типам трансмиссий.

1. Вариатор невозможно установить на двигатели большой мощности — клиноременная или клиноцепная трансмиссия не способна передавать крутящий момент от двигателей мощностью более 220 л. с.
2. Несмотря на хорошие динамические характеристики вариатор не подходит для спортивного типа езды. Он «не любит» высоких оборотов двигателя, резких ускорений, пробуксовок и т. д.
3. Недостаточная надежность конструкции — наличие большого количества электроники приводит к усложнению системы. Поэтому поломка вариатора — достаточно распространенное явление. Кроме того, ремонт вариатора обходится дорого, к тому же настоящих специалистов по подобному типу трансмиссии не так много.
4. Меньший ресурс коробки — ремень вариатора рекомендуется менять после пробега в 150 тыс. км вне зависимости от его физического износа.
5. Требовательность к обслуживанию. Вариатор можно заправлять только оригинальным трансмиссионным маслом, которое обходится дороже аналогов.
6. Вариатор не позволяет буксировать прицеп или другой автомобиль.

Вариатор

В чем принципиальная разница между вариатором и автоматом:

• нет переменных передач;
• максимально используется крутящий момент двигателя.

Популярная конструкция CVT — клиноременная передача с гидротрансформатором. В вариаторах Audi ремень заменён цепью.

Как работает вариатор

Вариатор плавно меняет передаточное отношение за счёт изменяемых диаметров валов. Ведущему валу малого диаметра нужно провернуться 2 — 3 раза, чтобы ведомый вал большего диаметра сделал один оборот. Валы соединены ремнём, по которому передаётся момент. И вот как это происходит.

На вал насажен шкив. Он состоит из двух конусных дисков, обращенных друг к другу сторонами малого диаметра. Расстояние между дисками сужается или расширяется под действием гидравлики. Изменение шкивов на разных валах происходит синхронно.

В коробке CVT установлен стальной ремень, выполненный из лент, соединённых стальной пластиной в виде бабочки. Бабочка придаёт ремню клиновидную форму в разрезе. Боковой поверхностью ремень касается шкива. Когда конусы сдвигаются, ремень под воздействием центробежных сил выталкивается. В этот момент второй шкив раздвигается, и ремень утопает. Таким образом ведущий шкив передает момент ведомому шкиву. Реализовать задний ход через шкивы нельзя, эту задачу решает планетарный механизм.

Система сцепления в вариаторе реализована с помощью гидротрансформатора, аналогичного АКПП. ГДТ также регулирует привод ведущего шкива.

Что может ломаться

Вариаторной передаче свойственны те же проблемы, что и автомату, если не менять масло после 50 000 км пробега.

Отличие поломок вариатора от автомата связано с работой ременной передачи. Агрессивная езда и жёсткая эксплуатация коробки приводят к растягиванию ремня. Грязное масло стачивает боковые пластины. В результате на конусах остаются задиры от царапающих зубцов, что ведёт к быстрому износу и дорогому ремонту.

Достоинства вариаторной коробки

Параметры, по которым бесступенчатый вариатор лучше автомата, сведёны в таблицу.

Вариатор на кроссовере обеспечивает максимальный комфорт движения, если помнить, что это не внедорожник.

Недостатки вариатора

Популярность вариатора находится на низком уровне, что влияет на стоимость ремонта и комплектующих. Так, цена за новый ремень выше 20 000 р., а механики советуют его менять через 100 — 150 000 км, не дожидаясь полного истирания. Найти мастера, который возьмётся за разборку CVT, сложно, особенно в малых городах.

Другие недостатки вариатора:

1. Коробке нужно оригинальное дорогое масло. Аналоги не допустимы.
2. Вариаторы не устанавливают на силовые агрегаты мощностью свыше 200 л.с. Высокие нагрузки изнашивают приводной ремень.
3. CVT работает с равномерным гулом. Водитель не чувствует переключения передач, что для некоторых является психологически некомфортным.
4. Ответственная электроника при небольшой поломке детали или недостаточного давления масла переводит вариатор в аварийный режим или отключает его.
5. Длительное движение на предельно высокой или низкой скорости нагружает ремень.

Срок службы вариаторной коробки

Вариаторы ходят 150 000 км. В этот момент можно быстро разочароваться, но известны случаи, что коробка служила по 300 000 км. Разница зависит от отношения автовладельца к своей машине: регулярность техобслуживания, манера езды, соблюдение правил эксплуатации.

Назначение, конструктивные особенности

Основная задача этого элемента сводится к изменению крутящего момента перед подачей его на привод колес. То же делает и коробка передач, но у неё существует возможность изменения передаточных чисел за счет ввода в зацепление тех или иных шестерен. Несмотря на наличие в конструкции автомобиля КПП, на выходе из нее крутящий момент небольшой, а скорость вращения выходного вала – высокая. Если передать вращение напрямую на ведущие колеса, то возникшая нагрузка «задавит» двигатель. В общем, авто просто не сможет сдвинуться с места.

Главная передача автомобиля обеспечивает повышение крутящего момента и снижение скорости вращения. Но в отличие от КПП передаточное число у нее фиксированное.

Расположение главной передачи на примере обычной МКПП

Представляет собой эта передача на легковом авто обычный шестеренчатый одноступенчатый редуктор постоянного зацепления, состоящий из двух шестерен разного диаметра. Ведущая шестерня небольшая по размерам и связана она с выходным валом КПП, то есть вращение подается на нее. Ведомая же шестерня значительно больше по размерам и получаемое вращение она подает на приводные валы колес.

Передаточное число является соотношением количества зубьев шестерен редуктора. Для легковых авто этот параметр находится в диапазоне 3,5-4,5, а для грузовиков он достигает 5-7.

Чем больше передаточное число (больше количество зубьев ведомой шестерни относительно ведущей), тем выше крутящий момент, подаваемый на колеса. При этом тяговое усилие будет больше, но максимальная скорость ниже.

Передаточное число главное передачи подбирается исходя из эксплуатационных показателей силовой установки, а также других узлов трансмиссии.

Устройство главной передачи напрямую зависит от конструктивных особенностей самого автомобиля. Этот редуктор может быть, как отдельным узлом, установленным в своем картере (заднеприводные модели), так и входить в конструкцию КПП (авто с передним приводом).

Главная передача в заднеприводном автомобиле

Что касается некоторых полноприводных авто, то у них может использоваться разная компоновка. Если в таком автомобиле расположение силовой установки – поперечное, то главная передача передней оси входит в конструкцию КПП, а задней располагается в отдельном картере. У автомобиля с продольной компоновкой главные передачи на обоих осях отделены от КПП и раздаточной коробки.

В моделях с отделенной главной передачей, этот редуктор выполняет еще одну задачу – изменяет угол направления вращения на 90 град. То есть выходной вал КПП и приводные валы колес имеют перпендикулярное расположение.

Расположение главной передачи передней оси Audi

В переднеприводных моделях, где главная передача входит в конструкцию КПП, указанные валы имеют параллельное расположение, поскольку менять угол направления не нужно.

В ряде грузовых авто применяются двухступенчатые редукторы. Примечательно, что их конструкция может быть разной, но наибольшее распространение получила так называемая разнесенная компоновка, в которой используется один центральный редуктор и два колесных (бортовых). Такая конструкция позволяет существенно повысить крутящий момент, а соответственно и тяговое усилие на колесах.

Привод легковых автомобилей

Особенность работы редуктора сводится к тому, что он равномерно разделяет вращение на оба приводных вала. При прямолинейном движении такое условие является нормальным. Но при прохождении поворотов колеса одной оси проходят разное расстояние, поэтому необходимо изменение скорости вращения каждого из них. Это входит в задачу дифференциала, используемого в конструкции трансмиссии (он устанавливается на ведомой шестерне). В результате главная передача подает вращение на приводные валы не напрямую, а через дифференциал.

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 коробки переключения передач

Коробка — комплект шестеренок, которые зацепляются в разных вариациях, в результате меняется тяговая сила. Каждая такая комбинация называется передачей. Число ступеней зависит от конструктивных особенностей автомобиля. Различают трех-, четырех- и пятиступенчатые КПП

Во внимание не берется задняя передача

Независимо от вида и особенностей конструкции, принцип работы КПП неизменный. Тяговая сила зависит от особенностей соединения первичного и вторичного вала. Именно коробка осуществляет такие изменения. Крутящий момент зависит от того, какие шестерни задействованы в работе.

Чем плох робот автомат?

Роботизированная коробка имеет некоторые негативные стороны. Перечислим их:

• Невозможно перепрошить процессор и изменить те задания, благодаря которым происходит управление системы, дабы увеличить динамические показатели машины.
• Автомобиль, оснащенный коробкой робот, имеет небольшую скорость, с которой меняются передачи в коробке с электропроводкой. Здесь нельзя все исправить. А, если и возможно, то для этого потребуется переделывать полностью конструкцию.
• Иногда возникает пробуксовка сцепления, перегрев механизма во время передвижения машины на минимальной скорости. Например, при движении в горку либо же в пробке. Профессиональные автомобилисты советуют в таких ситуациях пользоваться режимом Tiptronic.

Плох ли автомат

• Очень часто возникают рывки, если осуществляется автоматическое переключение передач. Это можно исправить, если сбросить газ перед этой операцией, воспользоваться равномерным движением.
• Некоторые коробки подобного типа считаются «задумчивыми». То есть переключение передач часто происходит достаточно медленно, если сравнивать с коробкой автомат. Такие интервалы иногда составляют до 2 сек.
• Функционирует такая коробка не всегда стабильно. Даже две идентичные машины не дают полную гарантию того, что их коробки начнут функционировать одинаково.

Преимущества и недостатки АКПП

Автоматическая коробка имеет свои особенности, которые мы также приводим для удобства в виде таблицы.

Выбирая, что лучше, робот, вариатор или автомат, требуется учесть, что третий вариант отличается в первую очередь надежностью и более долгим сроком службы. Однако автоматический механизм требует внимательного отношения и своевременного ремонта.

Подведем итоги

Теперь каждый из вас знает, в чем отличие рассматриваемых коробок передач и какими достоинствами они обладают. Учитывая те цели, для которых приобретается машина, вам не составит труда выбрать оптимальный вид КПП. Если транспортное средство будет использоваться преимущественно по городу, если автовладельцу важна экономия, тогда правильный вариант – это вариатор. Если же автомобиль будет часто ездить на дальние расстояния, если вы любите высокую скорость и хотите иметь большой запас мощности, тогда однозначно предпочтение следует отдавать автомату.

При этом необходимо понимать, что такая разновидность КПП, как вариатор появилась на рынке совсем недавно и то, что мы видим на нынешних машинах – это лишь первая «генерация» данного типа. Не исключено, что в будущем конструкторам удастся устранить недостатки этой трансмиссии, и она отлично покажет себя на автомобилях с мощными силовыми агрегатами. В таком случае, вариатор не просто будет конкурентом автомата, а станет его заменой.