Особенность распространения CVT трансмиссий (и вообще всех нововведений), кроется в психологическом барьере человека… И больше это связано с его образованием, культурой, способностью к обучению и возможность восприятия нового.
Если посмотреть модельный ряд автомашин, выпускаемый для разных стран,то можно заметить, что где-то до сих пор не признают автоматические трансмиссии, а где-то уже больше 30 лет успешно их эксплуатируют.
Несмотря на то, что у автоматической трансмиссии только положительные эксплутационные преимущества, часть населения определенно не понимает этого( и вряд-ли поймет ).
Например, TOYOTA, выпустив гибридную автомашину PRIUS для США, специально ввела режим торможения при отпущенной педали газа и не нажатой тормоза, аналогично классическому автомобилю, чтобы владелец не почувствовал разницы. Хотя для гибридной электроустановки это не нужно – можно было оставить свободный накат
(кроме рекуперации при нажатии на педаль тормоза). Но опять же, для прежних ощущений водителя, купившего гибридный PRIUS, это реализовано программно. И это в развитой стране, жители которой пользуются машинами с автоматической трансмиссией больше 40 лет. Возможно, в дальнейшем эту опцию отключат, но пока: «Привычка свыше нам дана».
Отметим несколько положительных преимуществ автоматических трансмиссий:
— более высокая безопасность вождения (водитель, особенно неопытный, не отвлекается и не ошибается при переключении и выборе передач, двумя руками удерживает руль при маневрах и поворотах и т.д . Это повышает точность управления). При движении по пересеченной местности (подъемы с поворотами и городской режим), исключены ошибки при трогании на подъеме, откаты назад , перегрузка мотора до остановки,судорожный запуск и т.д . Все компоненты АКПП находятся в постоянном зацеплении в отличии от МКПП, и во всех режимах движения всегда включена определенная передача, неразрывно связывая ДВС и колеса.
— безопасный запуск двигателя ( разрешен в положениях PARK, при этом исключен откат машины и самопроизвольное движение при ошибках водителя, забывшего поставить МКПП на нейтраль )
— безопасная парковка машины (колеса всегда заблокированы посредством фиксатора АКПП – иначе не вытащить ключ зажигания. Переднеприводные машины с автоматом при парковке на уклонах более безопасны, так как парковочный фиксатор блокирует одно из передних колес , а ручник оба задних . Тем самым три колеса из четырех заблокировано. Водители с механической коробкой ставят только на ручной тормоз – это блокировка двух колес, или включают только передачу в нарушении безопасности, удерживая машину только через компрессию мотора).
-снижение токсичности выхлопа за счет оптимальных режимов работы двигателя совместно с АКПП. Машины с МКПП из-за неграмотности водителей при выборе режимов и ошибок управления более токсичны. Лень, усталость, дорожная ситуация зачастую отвлекают водителя от поддержания оптимальных режимов работы двигателя, он перегружает ДВС, повышая токсичность выхлопа. А так как основная цель цивилизованного человечества – прожить без болезней и в здравом уме, то загрязнению экологии отводится первостепенная роль.
— увеличение ресурса автомашины за счет оптимальных режимов управления связки ДВС- АКПП. Неграмотная эксплуатация, перегрузка, повышенные обороты – все это сказывается как на ресурсе двигателя , так и трансмиссии в целом. Плавная передача крутящего момента без ударов и разрывов снижает нагрузку на все компоненты. По пересеченной дороге ECU(Блок управления двигателем) мотора с МКПП может фиксировать пропуски воспламенения из-за неравномерного вращения, что повышает токсичность выхлопа.
-машиной с АКПП может управлять безопасно большая часть населения, так как многие водители не понимают ( да и не обязаны ) теорию работы ДВС, трансмиссии, моторостроение. Их основная задача – не создавая угрозу окружающим доехать из пункта А в пункт Б. Иными словами, если лихач высокого мнения о своих гоночных навыках, не справился с управлением и врезался в столб насмерть – то при этом другие участники движения и пешеходы не должны пострадать и даже подвергать себя риску из за одного «не дружащего с головой».
-ресурс самой АКПП выше МКПП, в которой надо постоянно менять диск сцепления и выжимной подшипник. Это особенно актуально в городских условиях со смешанным рельефом (постоянное переключение передач). В АКПП только сервисная замена масла.
Небольшое увеличение расхода топлива не может перевесить все преимущества АКПП.
А примеры запуска с “толкача” при просаженном аккумуляторе, изношенной поршневой и прогоревших свечах не являются показательными, так как это технически неисправное транспортное средство, на которых в цивилизованных странах не принято передвигаться.
Теперь АКПП постепенно вытесняется вариаторными трансмиссиями CVT, параметры которых намного выше АКПП. Но вариаторная трансмиссия по поведению машины необычна и многие водители путаются между вопросами :»должно – не должно». Поэтому распространение CVT сдерживается и этим фактором.
Многие изготовители комплектуют свои машины малого класса вариаторными трансмиссиями, так как на моторах небольшого объема крутящий момент невелик и его может “переварить” достаточно простая вариаторная коробка. Например такая, как АКПП на Деу Матиз для внутреннего рынка Кореи.
Символика E3CVT на задней двери выделяет эту машину из ряда собратьев с АКПП.
Трансмиссия устроена очень просто – два клиновых шкива, между которыми растянута резинометаллическая цепь. Все это крутится без какой-либо смазки, так как трение
невелико, и тепловая энергия легко рассеивается охлаждением корпуса шкивов и коробки.
Ведомый шкив всегда поджат мощной пружиной (в нём трение выше всего, поэтому установлена крыльчатка охлаждения).
Учитывая, что коробка CVT работает на эффекте трения, для передачи крутящего момента с одного вала на другой, сила сдавливания шкивами цепи должны превышать крутящий момент двигателя приведенный к массе автомашины, иначе цепь будет проскальзывать. Для малообъемных моторов и легких машин эта сила невелика и в данном случае реализуется пружиной, похожей по размерам на амортизационную в подвеске. Ведущий шкив управляемый. Его конусные половинки расходятся и сходятся на требуемое расстояние, обеспечивая необходимое передаточное число в соответствии с условиями движения.
Сделано это очень просто. Ведущий шкив состоит из двух половин , одна из которых оснащена распорным устройством. В ней два подшипника и мощная упорная резьба.
При раскручивании гайка с подшипником, упираясь в боковую крышку корпуса, толкает конусную половину к другой , зажимая цепь и выталкивая ее на большой диаметр
(повышение передаточного числа = высокая скорость).
При закручивании одна половина конуса отходит от другой и цепь может “переползти” на малый диаметр (понижение передаточного числа = низкая скорость).
Помогает перестройке ведомый шкив, пружина которого работает только на сжатие и, возможно, имеет прогрессивную характеристику, так как на малых диаметрах работы цепи требуется увеличение усилия сжатия из-за уменьшения площади контакта (меньше звеньев цепи соприкасаются с поверхностью шкива) .
Передаточными числами управляет обычный электромотор постоянного тока с постоянными магнитами статора. Через систему шестерен (понижающий редуктор) он воздействует на подвижную часть ведущего конуса, которая посредством упорного подшипника «развязывает» конусную и упорную части. Вращение приводной шестерни перемещает половину конуса за счет раскручивания или заворачивания упорной гайки.
Электромотор, реверсируя свое вращение по командам от блока управления, перемещает половину ведущего конуса, тем самым изменяя передаточные числа всей трансмиссии. Датчиком положения ведущего шкива для системы обратной связи по положению является линейный резистор, шток которого упирается в боковую часть конуса, перемещаемую электромотором. Такая следящая сервосистема достаточно быстро реагирует на изменение режимов CVT, так как управление осуществляется только по одному шкиву (перестройка), ведомый шкив автоматически выбирает радиус, по которому движется цепь привода.
Конструкция распорного механизма закрыта кожухом – но это не спасает ее от грязи российских дорог. Прилипая к смазке упорной резьбы (остальная часть не требует смазки, редуктор сервопривода из пластика, подшипники закрыты), вызывает подклинивание этого узла. Так как сервопривод пластиковый, то из-за перегрузки срезает шлицы пластиковых шестеренок.
А повреждение шестерни сервопривода приводит к остановке CVT на одной фиксированной передаче. Т.е машина будет двигаться – но только на одной передаче (с одним передаточным неизменным числом).
Поэтому после восстановления подвижности распорного механизма и замены срезанных шестернок лучше поставить воздушный фильтр в канал подачи воздуха для охлаждения. Забор берется из решетки в бампере с большими окнами , через которую в коробку залетает даже крупный мусор, которого предостаточно в нашей стране не только на дорогах.
Масло в эту коробку заливается только в дифференциал, сама трансмиссия очень компактна за счет воздушного охлаждения и простой схемы управления.
Современные CVT трансмиссии для моторов свыше 2—х литров рабочего объема, намного более сложные как по конструкции, так и по управлению. Но все-равно, такая коробка перемены передач намного проще АКПП, лучше в управлении и комфортней для водителя. Но такие автомобили MATIZ не поставляются в Роcсию.
Автор статьи:
ГАДЖИЕВ Арид Омарович
г. Москва
Союз автомобильных Диагностов