Автомат или вариатор: что лучше и надежнее?

Читать в полной версии

Автоматические трансмиссии на автомобилях зачастую называют одним общепринятым наименованием «автомат», однако по принципу действия и конструкции они могут кардинально отличаться друг от друга.

На сегодняшний день существует множество видов автоматических трансмиссий, однако на легковых автомобилях чаще всего применяют коробки передач трех типов: классические гидромеханические автоматические трансмиссии, роботизированные коробки передач, а также бесступенчатые вариаторы, которые часто обозначают аббревиатурой CVT.

Конструктивно все они отличаются и имеют как свои преимущества, так и недостатки. Однако раньше всех широкое распространение получили классические автоматы, которые уже больше 70 лет применяются на легковых машинах.

Следом широко начали устанавливать роботизированные трансмиссии, которые долгое время вызывали скепсис у автовладельцев из-за не очень надежной конструкции. Впрочем, с годами они модернизировались, и кризис недоверия к роботизированным коробкам передач был успешно пройден.

А сейчас все большее распространение на современных машинах начали получать бесступенчатые вариаторы, которые идут по пути, уже когда-то пройденному «роботами». Так что давайте разбираться, что собой представляет вариатор, как он работает, какие у него минусы и плюсы, а также насколько он надежнее и лучше в сравнении с классическим автоматом.

Что такое вариатор и как он работает?

Вариатор — это вид автоматической коробки передач, который передает крутящий момент от двигателя к колесам и способен плавно менять передаточное отношение в некотором диапазоне регулирования. Изменение передаточного отношения может производиться автоматически, по заданной программе или вручную. В автомобилестроении такой тип трансмиссии также обозначают аббревиатурой CVT (Continuously Variable Transmission).

Удивительно, но изобрели вариатор даже гораздо раньше, чем обычные «автоматы», но применяли его все же не на автомобилях. Патент на вариатор был выдан еще в конце XIX века и сначала он использовался для изменения скорости вращения валов на станках.

А первый автомобиль с таким типом трансмиссии появился лишь в 1950-х. Вариатор впервые начал устанавливаться серийно на автомобили марки DAF, которая в те годы производила не только грузовики, но и легковушки. Потом их начали устанавливать на некоторые модели Volvo, а конце 1990-х и начале 2000-х вариатор c фирменном наименованием Tiptronic использовался на младших седанах Audi. Но по-настоящему широкое распространение вариаторы получили лишь сейчас.

Вариаторы бывают нескольких типов: клиноременные со шкивами переменного диаметра, цепные, тороидальные. Первый тип — самый распространенный. Так что рассмотрим, как он устроен и работает.

Автомобиль, оборудованный такой трансмиссией, на первый взгляд ничем не отличается от машин с обычным автоматом — педалей всего две, и рычаг переключения режимов трансмиссии с положениями P, R, N, D, схожий с машинами с традиционной АКП. Но работает вариатор совершенно по-другому, а именно в нем нет фиксированных передач. Изменения передаточного отношения происходит не «переключениями», а плавно и незаметно, благодаря ремню или цепи, который в разных положениях вращается по специальным коническим шкивам.

В зависимости от диаметра шкивов в месте вращения ремня или цепи меняется и передаточное отношение и изменяется скорость вращения и крутящий момент выходного вала, который дальше передает тягу на приводы и колеса. Поэтому при работе вариатора нет толчков при трогании с места, и тем более нет никаких «переключений передач».

Плюсы вариатора

• Плавность хода. Благодаря отсутствию переключений передач вариатор обеспечивает более высокую плавность хода, чем другие типы автоматических трансмиссий.
• Динамичный разгон. Благодаря отсутствию переключений в вариаторе в отличие от других типов трансмиссий не происходит разрыва потока мощности, соответственно разгон у машин с такой трансмиссией получается более динамичным.
• Высокий КПД. Вариатор обеспечивает более высокий КПД всей силовой установке автомобиля благодаря уменьшению потерь при его работе. В процентах этот показатель может быть на 5-10% выше, чем у других типов автоматических передач.
• Экономичность. Более высокий КПД обеспечивает и более высокую эффективность, поэтому вариатор позволяет тратить меньше топлива по сравнению с автоматами и повысить экономичность автомобиля.

Минусы вариатора

• Монотонные ускорения. Да, вариатор позволяет машине быть динамичнее, но из-за все того же отсутствия переключений он не всегда быстро ускоряет машину сходу. Управлять тягой двигателя во время обгонов на машине с вариатором — сложнее.
• Сложная электроника. Все современные вариаторы оснащены управляющей электроникой, чьи программное обеспечение достаточно сложное. Оно нередко выходит из строя и требует перепрошивки блоков управления.
• Дорогостоящее обслуживание. В вариаторах используется специальные смазочные материалы, которые требуют замены при его обслуживании. Межсервисный интервал у таких трансмиссий не очень большой, однако масло для вариаторов очень дорогое. И оно, как правило, не заменяется более дешевыми аналогами, поскольку использование несоответствующего смазочного материала может привести к серьезной поломке и дорогостоящему ремонту.

Что такое автомат и как он работает?

Автоматическая коробка передач — это устройство, механика работы которой позволяют ей в процессе движения транспортного средства самостоятельно определять наиболее подходящее доступное передаточное отношение и переходить с одного передаточного отношения на другое, обеспечивая упрощенную для водителя процедуру трогания с места, а также автоматически выполнять переключения, подстраивая внешнюю скоростную характеристику двигателя под заданную водителем скорость движения в текущих дорожных условиях.

Гидромеханическая автоматическая трансмиссия содержит два основных элемента: гидротрансформатор и редуктор. Гидротрансформатор заменяет собой сцепление, а редуктор содержит все пары шестерен в постоянном зацеплении. Такая конструкция позволяет получить один компактный законченный механизм, который имеет сразу несколько ступеней.

Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин: центробежного насоса и центростремительной турбины. Между ними расположен направляющий аппарат — реактор. Насосное колесо жестко связано с коленчатым валом двигателя, а турбинное — с валом коробки передач. Реактор же, в зависимости от режима работы, может свободно вращаться, а может быть заблокирован при помощи обгонной муфты.

Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач осуществляется потоками рабочей жидкости, которая отбрасывается лопатками насосного колеса на турбинное. Так получается, что жесткая связь между двигателем и трансмиссией отсутствует. Это обеспечивает работу двигателя и остановку автомобиля с включенной передачей, а также способствует плавности передачи тягового усилия.

Плюсы автомата

• Легкое управление. Конечно, с точки удобства трогания с места и принципа действий для водителя современный вариатор ничем не уступает автомату, однако благодаря все тем же переключениям гидромеханическая коробка позволяет точнее дозировать тягу и лучше справляется при разгонах во время маневров и обгонов.
• Простое и доступное обслуживание. Жидкость для работы гидротрансформатора, которую зачастую ошибочно называют «маслом», также требуется специальная. Однако в сравнении со смазочным материалом вариатора она не столь дорогая. К тому же ее замена требуется не столь часто. Да и электронных компонентов в современных автоматах хоть и много, но все же меньше, чем в вариаторе.
• Высокая надежность. Конструкции классического гидромеханического автомата более 70 лет. За это время она прошла целую череду эволюционных изменений и доработок, так что по части надежности по-прежнему остается одним из лучших решений.

Минусы автомата

• Недостаточная динамика. Конечно, современные автоматы работают очень быстро и плавно, однако потери в гидротрансформаторе и небольшие разрывы потока мощности в нем все же сказывается на динамических характеристиках автомобиля, оснащенного такой трансмиссией.
• Низкий КПД. Потери мощности и крутящего момента в жидкости гидротрансформаторе влияют на коэффициент полезного действия. КПД силовой установки автомобилей с традиционным АКП все же ниже, чему у машин с механической коробкой передач, роботом или вариатором.
• Увеличение расхода топлива. Из-за все тех же потерь в гидротрансформаторе расход топлива на автомобилях с автоматом, как правило, всегда чуть выше, чем на машинах с другим типом трансмиссий.

Что лучше: вариатор или автомат?

Универсальный и однозначный ответ на этот вопрос дать сложно, поскольку каждая их эти трансмиссий имеет как свои неоспоримые преимущества, так и недостатки. Так что конечный выбор в пользу модели с тем или иным типом автоматической коробки передач будет зависеть от целей и задач, которые вы ставите перед автомобилем.

По своим техническим характеристикам, вариатор в некоторых аспектах опережает классический гидромеханический автомат. Это касается и динамики разгона, и невысокого расхода топлива, и плавности хода из-за отсутствия переключений. Вместе с тем, такая трансмиссия капризна по части управляющей электроники, а также достаточно дорогая в обслуживании и в ремонте в случае возникновения такой необходимости.

Автомат не столь эффективен, не обеспечивает такую же высокую плавность хода, да и расход топлива у машин с такой трансмиссией все же немного выше, чем у схожих машин с вариатором. Однако он обеспечивает куда более интересные ездовые повадки, лучше работает во время ускорений ходом, а также более прост в обслуживании и обладает высокой надежностью.

Если при подборе автомобиля для вас важнее динамика и экономичность, то выбор лучше сделать в пользу вариатора, а если во главе угла находится надежность, то классический гидромеханический автомат окажется более уместным решением.