Вариатор, скрещенный с механикой – как устроена коробка Direct Shift-CVT

Из всех видов автоматических трансмиссий именно вариатор сегодня имеет славу самого активно развивающегося. Инженеры постоянно думают над конструкцией и периодически идут на технические эксперименты. Например, в Toyota уже пару лет как выпускают машины с вариатором Direct Shift, который считается продуктом скрещивания с механической коробкой передач. Механика в нем отвечает за первую и заднюю передачи. Как это работает – разбираем в этой статье.

На фото - вариатор Toyota вместе с двигателем 2.0 149 сил
На фото — вариатор Toyota вместе с двигателем 2.0 149 сил

Фраза «вариатор с первой механической передачей» с точки зрения водителя вызывает ужас – это что, нужно выжать сцепление, включить рычагом первую, тронуться, а потом переключиться в драйв и уже только тогда ехать на вариаторе? Конечно нет, намек на родство с механическими трансмиссиями у нового тойотовского вариатора не в вопросе ручного переключения передач, а в принципе передачи момента. И вот тут есть много интересного.



Типичный вариатор, как известно, представляет собой два шкива, которые могут изменять диаметр, и ремень между ними. Шкивы уменьшаются или увеличиваются, меняется передаточное соотношение между ними. По такому принципу вариаторы работают уже несколько десятков лет, но все равно не смогли побороть такую проблему как проскальзывание ремня. В тяжелых условиях – быстрые старты, буксование, заезды на бордюры – есть шанс, что ремень проскочит по шкиву и оставит микрозадир. Когда таких задиров будет много коробку придется ремонтировать. Это родовая болезнь вариаторов, которая до сих пор ограничивает этот вид трансмиссии.

Для примера вариатор Nissan JF011E
Для примера вариатор Nissan JF011E

Решение от инженеров Toyota выглядит как гениальное. Они взяли и добавили между шкивами пару дополнительных шестеренок, точно таких же, какие используются в механических коробках передач. Шестеренки эти стоят как бы параллельно цепи вариатора. Специальным исполнительным механизмом они могут смыкаться и размыкаться, при этом когда шестеренки смыкаются крутящий момент на ремень вариатора не подается. Машина едет исключительно через механическую передачу. Не удивительно, что передаточное соотношение этих шестеренок подобрано таким образом, чтобы имитировать первую скорость ручной коробки. Ведь трогание это самый трудный для вариатора режим работы, переключение передач на ходу дается коробке намного проще.

На фото видно, как задействована механическая часть в коробке
На фото видно как задействована механическая часть в коробке

Как это выглядит на практике? Конечно, никакого рычага для включения первой скорости нет, как нет и педали сцепления. Как и все современные вариаторы Direct Shift-CVT оснащен гидротрансформатором, поэтому сцепление ему не нужно. Электроприводом соединения шестерен заведует ЭБУ коробки, действия водителя ничем не отличаются от обычного вариатора: выбрал «D» и нажал на газ. Первые метры и до скорости 20-25 км/ч машина едет через шестерни, потом они размыкаются, и передача момента идет через вариаторную часть.

Видно, как задействована вариаторная часть коробки
Видно, как задействована вариаторная часть

Логичный вопрос, а зачем такие заморочки? Наличие механических шестерен с большим соотношением позволяет сбросить на них всю тяжелую работу: резкие ускорения, буксование в грязи, бордюры и так далее. Всего этого нежные шкивы и ремень вариатора не любят и именно тут теряют свой ресурс. У Direct Shift в теории он должен быть заметно выше, ведь наиболее хрупким элементам оставили только то, что они хорошо умеют делать – менять передачи в движение. Кстати, у Direct Shift 10 квизипередач.

Есть и еще одной преимущество – инженерам теперь не нужно ограничивать крутящий момент. Известно, что для сбережения шкивов и ремня, конструкторы принудительно уменьшают мощность мотора и обороты при определенных режимах движения, а также уменьшают подачу топлива при пробуксовке. Из-за этого разгон получается вялым или машина застревает в грязи. С механической первой это уже не актуально, можно давать полную мощность.

Direct Shift-CVT
Direct Shift-CVT

Но и на этом плюсы не заканчиваются. С учетом новой силовой передачи инженеры смогли уменьшить размеры шкивов, ведь теперь вариаторной части не нужно обеспечивать максимальное передаточное соотношение, оно реализовано механикой. А это снижение размеров и веса, которые идут на пользу любому механизму.

variator-toyota-3

Если так все просто и здорово, то почему рынок до сих пор не завален подобными коробками? Нам видятся для этого несколько причин. Во-первых, коробка передач получается заметно более сложной. Механические шестерни простые и дешевые, но их нужно грамотно расположить, для них нужен электромотор смыкания-размыкания и весьма замысловатая система управления. Такая сложность наверняка еще аукнется при ремонте, пока просто нет опыта массового ремонта таких трансмиссий. Во-вторых, нужно добиться плавного перехода от механической передачи момента к вариаторной. Судя по отзывам владельцев новых RAV4, на которые эта коробка уже два года как устанавливается, полностью решить проблему у инженеров не получилось, при резких разгонах машина немного «пинается». В-третьих, пока нет достоверной статистики, что наличие механической части серьезно улучшает ресурс и надежность. Да, теоретические выкладки говорят об этом, но пока у машин с этой коробкой слишком малый возраст и пробеги, чтобы делать далеко идущие выводы. Помимо RAV4 новый вариатор появился и на недавно обновившейся Camry, значит статистики и отзывов будет со временем все больше.

Ручка вариатора Toyota RAV4
Ручка вариатора Toyota RAV4

В любом случае, здорово, что инженерная мысль не останавливается, при этом творчески осмысливает даже такие казалось бы устаревшие технологии как передача момента через шестерни. Если это поможет вариаторам избавиться от слабых мест, то за таким типом трансмиссии может быть будущее.

Автор — Александр Нечаев.


Комментариев (0)

Комментировать
Мы ценим ваше участие и помощь,
поэтому самые активные получают подарки

Похожие статьи


  • Яндекс.Метрика
  • Уже зарегистрирован?
    Не помню пароль
    Войти при помощи соц. сети
     
    Нет регистрации?
    Зарегистрироваться
    Забыл пароль?
    Введи свой e-mail который ты указывал при регистрации и мы отправим тебе ссылку для изменения пароля.
    Кажется, я вспомнил пароль!
    Регистрация
    Сброс пароля
    Ваш новый пароль отправлен на указанную почту!
    Регистрация на сайте
    Вход на сайт

    Адрес вашей электронной почты *:

    Пароль *

    Повторите ваш пароль *

    Логин:

    Пароль