Вариатор CVT — Ничего особенного

Внешне эта машина ничем не отличается от других трехдверных хэтчбеков Honda Civic. Большой передний свес, поджатый хвост, крупные пучеглазые фары. Шильдики 1.6i и VTEC на задней двери указывают, что под капотом — одновальный 1,6-литровый бензиновый двигатель с изменяемыми фазами газораспределения (система VTEC). Его мощность — 114 л. с. И ни одной надписи или эмблемы, говорящей о том, что крутящий момент от двигателя к передним ведущим колесам передается через вариатор CVT (Continuously Variable Transmission).

alt
Заглянув под капот, нельзя понять, какой трансмиссией оснащена эта Honda

Может, под капотом увидим что-нибудь примечательное? Где там! В хитросплетении проводов, шлангов и электронных блоков черт ногу сломит, а толку чуть: в картер «коробки»-то не заглянешь! Тогда — в машину. Но и здесь все знакомо, благо, не стерся еще из памяти осенний тест 4-дверного седана Honda Civic с механической трансмиссией. Правда, теперь вместо привычного рычага КПП появился селектор с шестью позициями — как на автоматических «коробках». Педалей две — газ и тормоз, опять же, как на «автоматах».

Наконец, на панели приборов есть индикатор режимов работы трансмиссии. Вот и все. Так что найти «десять отличий» нам не удалось. Остается искать их в движении: должен же вариатор хоть чем-то отличаться от «механики» или «автомата»!

alt
Бесступенчатая трансмиссия CVT агрегатируется только с одновальным 16-клапанным 114-сильным двигателем с изменяемыми фазами газораспределения

Алгоритм управления трансмиссией — такой же, как на обычных «автоматах». Переводим рычаг из положения P в D, отпускаем тормоз, — и Civic плавно трогается с места. И процесс начала движения с вариатором такой же, как на автомобилях с «автоматами»: Civic сначала думает доли секунды, потом плавно-плавно набирает скорость. Нажимаем педаль акселератора до половины ее хода. Под капотом раздается звук, напоминающий жужжание швейной машинки, стрелка тахометра подпрыгивает до 3000 об/мин, и Honda более интенсивно, но по-прежнему очень плавно продолжает разгон. Никаких рывков и даже намеков на них! Это действительно похоже на швейную машинку с электроприводом и педалью-реостатом. Между прочим, привод акселератора здесь не механический, а электронный, так что сравнение вполне уместно.

А если снять ногу с «реостата»?

Лишь в первые мгновения после сброса газа машина тормозит двигателем. Затем обороты мотора падают до холостых, а вместе с этим предельно уменьшается передаточное отношение трансмиссии. Создается ощущение, что машина катится на нейтральной передаче.
Похоже, что пользоваться рабочей тормозной системой придется так же часто, как и на машинах с обычным «автоматом». А если вновь нажать на газ?

Обороты двигателя подскакивают вверх, а «мозги» вариатора тут же подбирают подходящее для данных скорости движения и нагрузки передаточное отношение. И вновь все очень плавно!
Теперь — педаль «в пол». Электроника сначала выводит обороты двигателя «под ограничитель» (около 6500 об/мин), а затем начинает изменять передаточное отношение вариатора.
И здесь самое необычное — это громкий, но монотонный звук мотора. Ты все ждешь, что сейчас что-то переключится и обороты упадут, а Honda знай себе ревет на одной высокой ноте и резво набирает скорость.

alt
Справа на панели приборов расположился индикатор режимов работы трансмиссии

(Кстати, Civic с вариатором в таком режиме проходит дистанцию 400 метров с места на 0,1 секунды быстрее, чем такая же машина с механической коробкой, и на 1,7 секунды быстрее «автомата»!) Итак, в режиме D продольная динамика напоминает движение с автоматической трансмиссией (в том же режиме): размытые отклики на перемещение педали газа, неэффективное торможение двигателем. Но при этом вариатор более адекватно воспринимает команды водителя: ему не надо мучиться каждый раз в поисках нужной передачи. А с плавностью отклика на работу педалью акселератора «автомат» и вариатор и сравнивать не стоит: вариатор CVT не допускает даже малейших рывков.

alt
Селектор трансмиссии ничем не отличается от такового на автоматических КПП

А теперь переводим рычаг трансмиссии в положение S (Sport). Изменилось ли что-нибудь? Еще как! У машины прибавилось прыти, заметно снизились запаздывания. Civic срывается с места как пришпоренный и норовит запустить передние колеса в пробуксовку. Конечно, резкий рост оборотов добавил машине шумности. «Швейная машинка» раскручивается до высоких оборотов моментально и на этой надрывной ноте резво набирает скорость. Вой мотора не дает покоя ушам. Выхода два: либо сбросить газ и разгоняться более плавно, либо терпеть. Мы предпочли второе. Пока мы «вкатывались» в машину, используя режим D, крамольных мыслей о прохождении поворотов «на пределе» не возникало. Но теперь чутье подсказывало: пора! Благодаря тому, что в спортивном режиме трансмиссии автомобиль охотнее тормозит двигателем, появилась возможность контролировать траекторию не только рулем, но и подачей топлива.

Теперь пришло время мобилизовать все возможности вариатора. Для этого переходим в режим L. По сути, это еще более жесткий спортивный режим, который предписывается инструкцией для движения в тяжелых условиях (в горной местности) и… для торможения двигателем. Поехали. Вариатор словно подменили! Где плавное троганье, где ватные реакции на подачу газа, где неуверенность в динамических способностях машины?

В мгновенье ока стрелка тахометра приклеилась к отметке 6500 об/мин, и началось такое…
Полное впечатление, что между колесами и мотором установилась жесткая связь. Чуть тронул педаль акселератора — и тебя вдавливает в кресло (все-таки 114 лошадок!). Отпустил — и машина резко сбрасывает скорость, демонстрируя отменное торможение двигателем. При этом скорость вращения коленчатого вала двигателя в среднем на 500 об/мин выше, чем в режиме S с той же нагрузкой (разница обротов на разных режимах сведена в таблицу).
В режиме L вариатора Honda Civic позволяет вытворять такие фокусы, которые автомобилям с «автоматами» и не снились. Это настоящий driver`s car, настоящая Honda!

alt

Завершив очередной круг в режиме L, водители выходили из машины с улыбкой до ушей. Высший класс! Обладая достоинствами автоматической трансмиссии, вариатор CVT в то же время избавлен от большинства ее недостатков и во многих случаях может смело поспорить с «механикой»! А ведь мы поначалу отнесли вариатор к разряду удобных «игрушек» и предполагали, что предложим такую машину женщинам. Они ведь в большинстве своем не любят переключать передачи… Но нет, Honda с вариатором — отличный выбор не только для дам, но и для тех, кто не прочь иной раз размяться.

Правда, вскоре наши восторги и бурное обсуждение возможностей машины в разных режимах сменились главным вопросом, с которого мы и начали эту статью: долговечен ли вариатор?

К сожалению, нам не удалось обнаружить сколько-нибудь достоверных сведений о жизнестойкости вариаторов. Известно лишь, что в фирменной статистике отказов (периодичности выхода из строя узлов и агрегатов автомобилей Honda) вариатор не упоминается вовсе. И в руководстве по обслуживанию машины, даже в описании операций последнего техобслуживания (при пробеге 200000 км), ни слова не сказано о замене ремня вариатора или о каких-либо специальных профилактических работах!

alt
Строгий и функциональный салон практически лишен недостатков по части эргономики. Нарекания вызвало лишь кнопочноползунковое управление системой отопления и вентиляции

Единственное, что нужно делать, — это периодически заменять ATF, жидкость в картере трансмиссии.Выходит, вариатор CVT и впрямь может продержаться 200000 км без обслуживания. Если это так, то мы — за вариатор. Вот только одно пока что непонятно: если есть такая замечательная штука, как вариатор, зачем тогда нужна гидромеханическая трансмиссия?

Как работает вариатор CVT?

Механизм, который у нас именуется клиноременным вариатором, за рубежом часто обозначается аббревиатурой CVT (Continuously Variable Transmission — бесступенчатая трансмиссия). Как работает вариатор CVT?

 

Простейший случай — это два шкива с раздвижными коническими половинками, соединенные между собой ремнем. Если половинки ведущего шкива максимально раздвинуты (ремень «провалился» вглубь), а половинки ведомого шкива, наоборот, сдвинуты, и ремень огибает их по большой окружности, то это — максимальное передаточное отношение, «первая передача».

alt
Принципиальная схема бесступенчатой трансмиссии автомобиля Honda Civic

Сдвигая половинки ведущего шкива и одновременно раздвигая половинки ведомого, можно добиться минимального передаточного отношения («пятая передача»). Конечно же, реальный механизм CVT намного сложнее. Во-первых, ремень представляет собой нанизанные на ленты V-образные стальные сегменты. Такой ремень весьма надежен и может передавать большой крутящий момент. Во-вторых, для отключения вариатора от двигателя (холостой ход) применяется многодисковый фрикцион на ведомом валу вариатора.
В-третьих, чтобы заставить автомобиль двигаться задним ходом, используется планетарная передача с фрикционами переднего хода и тормозом для включения заднего хода. Наконец, всеми перечисленными механизмами, включая перемещение половинок шкивов, ведают гидроприводы, а стальной ремень работает в масляной ванне. CVT имеет собственный масляный насос и целую сеть гидроприводов.
В автомобиле Honda Civic трансмиссия CVT плавно изменяет передаточное отношение от 2,47 до 0,547. Величина передаточного отношения зависит от передаваемой ремнем нагрузки, от скорости движения машины и положения педали акселератора.

alt
Крайние положения вариатора: «высшая передача» (слева) и «низшая передача» (справа) Принципиальная схема бесступенчатой трансмиссии автомобиля Honda Civic

Идея вариатора кажется

Принципиальная схема бесступенчатой трансмиссии автомобиля Honda Civic простой, а вот реальные бесступенчатые трансмиссии — весьма сложные устройства

alt

Селектор рычага вариатора CVT имеет пять положений: P (парковка), R (задний ход), N (нейтраль — для буксировки машины), D (drive, движение вперед), S (спортивный режим) и L (от англ. low — низкий, этот режим используется для движения в горной местности, буксирования прицепа и торможения двигателем). На автомобилях для японского рынка режим L заменяется на E (экономичный).

Из архива

alt

В 1958 году фирма DAF выпустила свой первый легковой автомобиль DAF 600, 20-сильный двухцилиндровый двигатель которого передавал крутящий момент на задние колеса через бесступенчатую трансмиссию Variomatic. Таких машин сделали около 50 тысяч Еще Леонардо да Винчи работал над редуктором, в основу которого были положены два конуса с параллельными осями вращения и расположенными навстречу друг другу сужающимися частями. Крутящий момент передавал надетый на конусы ремень. Перемещая ремень вдоль оси конусов, можно было плавно изменять передаточное отношение редуктора. Подобные конструкции использовались в различных механизмах.

Однако первый вариатор в нынешнем понимании появился гораздо позже: патент на бесступенчатую трансмиссию был получен в США только в 1897 году. К тому времени конусный вариатор превратился в клиноременный: ремень имел форму трапеции и передавал крутящий момент между двумя разрезными шкивами, половинки которых могли сдвигаться и раздвигаться, изменяя таким образом передаточное отношение редуктора.

Автомобилестроители всерьез взялись за клиноременные вариаторы и того позже. Несмотря на многочисленные попытки использовать вариатор в качестве бесступенчатой трансмиссии автомобиля, реализовать эту идею удалось только в 1958 году. Голландец Хуб ван Доорн, владевший вместе со своим братом компанией Van Doorn Automobilfabrick (DAF), внедрил CVT на первом легковом автомобиле фирмы — маленьком седане DAF 600.

alt

Трансмиссия Variomatic была интегрирована в заднюю независимую подвеску. Эластичные ремни позволяли обходиться без карданных передач и шарниров равных угловых скоростей (ШРУСов) Четырехместный автомобильчик с 585-кубовым оппозитным 2-цилиндровым мотором мощностью 20 л. с. оснастили бесступенчатой трансмиссией Variomatic. Позже появились новые модели с вариаторами.

Когда DAF перешел под юрисдикцию Volvo, в производство была запущена модель Volvo 345 с вариатором. И все же массового распространения вариатор не получил из-за низкой надежности и малого КПД.

Ван Доорн покинул DAF в 1965 году и основал новую фирму — Van Doorn Transmissie (VDT). Новые исследования привели к тому, что клиновидный резиновый ремень был заменен на металлический, состоящий из стальных стреловидных сегментов, нанизанных на кольцевые полосы. Такие ремни могут передавать больший крутящий момент и меньше подвержены износу.

Возрождение вариатора в качестве автомобильной трансмиссии началось в Японии. В 1987 году японский концерн Fuji Heavy Industries (автомобильное отделение которого выпускает автомобили Subaru) представил хэтчбек Subaru Justy с вариатором со стальным ремнем, с электромагнитным сцеплением и электронным управлением. Примеру пионера последовали фирмы FIAT, Ford, Nissan и Honda. Причем все эти фирмы используют ремни Van Doorn. Самый мощный серийный легковой автомобиль с вариатором — это «наша» Honda Civic со 114-сильным двигателем.

Что почем?

Побывавший на испытаниях в Авторевю 3-дверный хэтчбек Honda Civic 1.6i 16V VTEC с бесступенчатой трансмиссией CVT продается в фирме Аояма Моторс за $23500. В оснащение этой машины входят гидроусилитель рулевого управления, люк с электроприводом, велюровая обивка салона, АБС, две фронтальные подушки безопасности, кондиционер, электроприводы стеклоподъемников и наружных зеркал заднего вида, центральная блокировка замков дверей и иммобилайзер.

Это самая дорогая модификация в гамме 3-дверных 114-сильных машин.
Точно такой же автомобиль, но с 4-диапазонной автоматической коробкой передач предлагается за $22400. А самый доступный 114-сильный Civic с механической 5-ступенчатой КПП стоит $19500. Но эта машина победнее: из оснащения — только кондиционер, электропакет и иммобилайзер.

Honda Civic CVT 1.6i VTEC (данные производителя)
Кузов 3-дверный хэтчбек
Двигатель Тип бензиновый, с распределенным впрыском топлива
Расположение спереди, поперечно
Рабочий объем, куб.см 1590
Число цилиндров 4
Число клапанов 16
Степень сжатия 9,6
Максимальная мощность, л.с./об/мин 114/6500
Максимальный крутящий момент, Нм/об/мин 144/5000
Трансмиссия бесступенчатый вариатор, передаточное число от 2,47 до 0,547
Привод на передние колеса
Тормоза передние дисковые, вентилируемые задние барабанные
Шины 175/65 R14
Длина, мм 4190
Ширина, мм 1695
Высота, мм 1375
Колесная база, мм 2620
Снаряженная масса, кг 1105
Полная масса, кг 1580
Максимальная скорость, км/ч 170
Время разгона 0—100 км/ч, с 11,0
Топливо бензин А-95
Емкость топливного бака, л 45
Зависимость числа оборотов коленчатого вала двигателя от режима работы трансмиссии на скорости 60 км/ч, об/мин

(данные производителя)

Открытие дросселя (напряжение датчика положения дросселя)
Режим D
Режим S
Режим L
0,75 В
2200—2800
3650—4250
2,25 В
2650—3250
3250—3850
4050—4650
4,5 В (полностью открытый дроссель)
4650—5250
5100—5700
5100—5700

С. ВОСКРЕСЕНСКИЙ М. КАДАКОВ Фото М. Кадакова. По материалам еженедельника «Авторевю»

Telegram канал Подпишись на наш TELEGRAM канал

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*