Вся правда о коробках передач. Вариаторы⁠⁠

Устройство и принцип работы вариатора CVT

Коробка передач CVT (Continuously Variable Transmission), или вариатор, относится к классу автоматических КПП с возможностью бесступенчатого изменения передаточного отношения в довольно широком диапазоне. Что означает эта фраза на практике для обычного водителя? Примерно следующее: передачи в коробке будут переключаться автоматически и плавно (без рывков), динамика разгона будет иметь оптимальные значения, а показатель расхода топлива оставаться минимальным. И все это за счет идеального сочетания передаточного отношения в трансмиссии и нагрузки на двигатель в конкретный момент времени. Звучит неплохо и, действительно, вариатор cvt, с инженерной точки зрения, является оптимальной КПП из всех существующих на данный момент. Но все ли так гладко с ним? В статье разберем, что такое вариатор, его устройство и принцип работы, виды и особенности применения. Вы сможете сами оценить заложенные в конструкции преимущества и, конечно же, его недостатки.

Принцип работы CVT и его виды

Клиноременный вариатор

Наиболее распространенным типом вариатора на сегодняшний день является клиноременный. В основе конструкции такого вариатора лежит ременная передача, состоящая из двух шкивов конусообразной формы и клиновидного ремня, натянутого между ними. Передача крутящего момента от ведущего шкива к ведомому происходит при помощи специального ремня, то есть за счет сил трения, возникающих в пятне контакта ремня и шкивов. Пятно контакта представляет собой окружность, имеющую свой эффективный диаметр.

Таким образом, если мы будем изменять эффективный диаметр на входном и выходном шкивах, то будет меняться и передаточное отношение, а следовательно, и скорость движения автомобиля. Если диаметр ведомого шкива больше ведущего, то передача будет понижающая, если меньше – то повышающая. Если диаметры входа и выхода равны, то передача прямая. Изменение эффективного диаметра контакта происходит за счет изменения расстояния между конусами шкивов: одна часть шкива закреплена неподвижно, а вторая имеет возможность осевого перемещения.

Перемещение происходит за счет давления рабочей жидкости. Причем гидравлическое управление реализовано, как правило, только на ведущем шкиве, ведомый же изменяет свой диаметр за счет натяжения ремня и возвратной пружины. Таким образом, незначительно изменяя давления рабочей жидкости, можно изменять положение шкивов и эффективный диаметр контакта ремня, тем самым в достаточно широком диапазоне изменяя передаточное отношение в трансмиссии. И, что немаловажно, делать это бесступенчато и плавно. Именно в принципе работы вариатора заключаются все его основные преимущества и недостатки.

Тороидный вариатор

Состоит из двух противоположно направленных конусовидных дисков (ведущий и ведомый), соединенных роликами. Последние, синхронно перемещаясь по изгибу дисков, изменяют передаточное отношение. При контакте роликов с ведущим диском по наибольшему радиусу, а с ведомым – по наименьшему, выполняется режим повышающей передачи. Для понижения передачи ролики смещаются в сторону ведомого вала. При центральном положении происходит прямая передача.

Цепной вариатор

Встречается менее редко, чем тороидный и является разновидностью клиноременного вариатора, в котором ремень CVT заменен на стальную цепь. Наиболее известным устройством подобного типа является вариатор Multitronic, которому посвящена наша отдельная статья.

Особенности конструкции CVT

Устройство вариатора

Конструктивно вариатор cvt состоит из следующих элементов:

1. Клиноременная передача, состоящая из шкивов и ремня.
2. Пакет фрикционных муфт или гидротрансформатор – предназначены для отсоединения трансмиссии от двигателя и обеспечения нейтральной передачи (наличие зависит от конкретной модели).
3. Планетарный механизм – устройство, предназначенное для изменения направления вращения входного вала (режим заднего хода).
4. Дифференциал – устройство для распределения крутящего момента на ведущие колеса автомобиля.
5. Блок управления трансмиссией – электронная система, которая считывает данные с датчиков и передает соответствующие сигналы, меняющие режим работы вариатора. Ряд моделей cvt предусматривают возможность ручного переключения скорости при помощи настроек электронного управления. При этом переключение происходит ступенчато, аналогично АКПП. Также могут быть предусмотрены функции экономичного или спортивного режима.
6. Храповик – устройство для блокировки движения во время стоянки (P-паркинг).
7. Гидравлическая система.
8. Датчики (скорости входного и выходного валов, температуры рабочей жидкости, положения селектора).
9. Корпус.

Шкивами вариаторного механизма КПП управляет гидравлическая система, которая должна обеспечивать синхронное перемещение конусов или роликов бесступенчатой передачи. Она состоит из:

• Гидравлического насоса;
• Блока гидравлических клапанов;
• Управляющих гидроцилиндров;
• Фильтра.

Насос приводится во вращение от коленчатого вала двигателя и находится в постоянной работе, пока работает двигатель.

Рабочая жидкость CVT

Масло в вариаторах специально разработано для использования в бесступенчатых КПП. При рабочей температуре масла (от +60ºС до +70ºC) начинают проявляться его фрикционные свойства.

При повышенных скоростях автомобиля (более 150 км/ч) масло может перегреваться (температура более +80ºC), что уменьшает срок службы вариатора. Охлаждение масла в зависимости от модели может осуществляться за счет корпуса дополнительно установленного радиатора (маслоохладителя).

На корректность работы CVT также влияет давление масла и уровень масла. Снижение его уровня может привести к проскальзыванию ремня (цепи) и фрикционов.

Строение ремня и цепи

Отдельного внимания заслуживают такие детали, как цепь и ремень вариатора. Последний представляет собой сборную металлическую ленту. Она состоит из нескольких тросов или полос (до 12 штук), которые скрепляются стальными пластинами (скобами) сложной формы.

Для защиты от износа и проскальзывания ремень имеет специальное покрытие. При работе вариатора ремень соприкасается с конусами шкивов краями пластин, что обеспечивает нужные толкающие свойства обеих сторон без потери гибкости и возникновения деформаций.

Обычные кожаные или силиконовые ремни имеют слишком малый срок службы, а потому в КПП не применяются. Ремень вариатора может заменить только стальная цепь (цепной вариатор), что также состоит из пластин, соприкасающихся со шкивами (конусами).

Вариатор в мировом автомобилестроении

В мировой практике вариаторы все чаще устанавливаются на современные автомобили. Очень популярен CVT в японском и немецком автомобилестроении.

Многие производители, разрабатывая новые модели бесступенчатых КПП, позиционируют их на рынке под собственными названиями, но сущность механизма, в целом, остается неизменной. Наиболее популярны следующие модели:

• Для японских автомобилей – Multimatic (Honda), Multidrive (Toyota), Lineartronic (Subaru), Xtronic (Nissan);
• Для немецких моделей – Multitronic (Audi), Autotronic (Mercedes-Benz);
• В США вариаторы известны, как Durashift CVT или Ecotronic (Ford).

Отечественные автолюбители относятся к CVT довольно скептически. Это обусловлено рядом недостатков:

• Передача крутящего момента в вариаторе происходит за счет силы трения, а потому их не используют в автомобилях с мощными двигателями;
• Высокая стоимость обслуживания – дорогостоящее масло и фильтр;
• Плохая ремонтопригодность;
• Буксировать автомобиль, на котором установлен вариатор CVT, можно только на эвакуаторе, либо с помощью частичной погрузки ведущей оси.

Вместе с тем неоспоримы и преимущества вариатора:

• Плавность движения;
• Хорошая динамика разгона;
• Экономичный расход топлива;
• Простота конструкции;
• Низкий вес;
• Относительно невысокая стоимость.

Автомобили, на которых установлен вариатор CVT, в большей степени предназначены для передвижения по городу, где механизм полностью раскрывает свои плюсы, обеспечивая максимальный комфорт. Они стали хорошей альтернативой гидромеханической АКПП, хотя срок службы вариатора чуть ниже и редко превышает 150 000 км.

Вся правда о коробках передач. Вариаторы ⁠ ⁠

Вариаторы применяются на многих машинах. Каких сюрпризов ждать от них?

До гениальности просто

Впервые автоматическую бесступенчатую трансмиссию или, в обиходе, вариатор применили на легковом автомобиле еще в 1959 году – то был голландский DAF-600. Первый опыт оказался неудачным, и об этой идее на долгое время забыли. Однако в начале 90-х она вновь была подхвачена автопроизводителями и начала распространяться со скоростью эпидемии.

В качестве сцепления в бесступенчатой трансмиссии используется либо такой же, как в классических «автоматах» гидротрансформатор, либо пакет мокрых – то есть работающих в масляной ванне — дисков. Конструкция же и принцип действия самого вариатора до гениальности просты. Между двумя раздвижными шкивами, один из которых соединен с двигателем, а другой – с ведущими колесами, вращается металлический клиновидный ремень или цепь. В первом случае вариатор называется клиноременным, а во втором – клиноцепным.

Когда половинки V-образного шкива расходятся в стороны, зажатый между их стенками ремень (цепь) плавно сползает вниз на меньший радиус, а когда сходятся – выталкивается вверх, на больший радиус. Соответственно, передаточное отношение меняется плавно, бесступенчато. Чтобы ремень (цепь) не проскальзывал относительно шкивов, его постоянное натяжение обеспечивается за счет синхронности их работы: половинки одного шкива расходятся в стороны ровно настолько, насколько сходятся половинки другого.

Комфорт и расход

Генеральной идеей, с которой выводились на рынок современные вариаторы, был комфорт. Поскольку передаточное отношение в такой трансмиссии меняется плавно, водитель и пассажиры вообще не ощущают «переключений» – автомобиль разгоняется, как троллейбус. По сравнению со старыми четырехступенчатыми «автоматами», которые ощутимо спотыкались при каждом переключении, это действительно выглядело преимуществом.

Вторым посылом было снижение расхода топлива. Ведь со старыми гидромеханическими четырехступками стрелка тахометра при переключениях летала через полшкалы, выходя за границы наиболее эффективных оборотов. Вариатор же выводит двигатель на обороты максимального КПД, а разгон происходит за счет плавного изменения передаточного отношения.

Пиррова победа

Однако по мере того, как гидромеханические «автоматы» совершенствовались и прибавляли в количестве передач, преимущества вариаторов над ними постепенно сходили на нет. Современные шести- и уж тем более восьмиступенчатые «автоматы» по плавности работы приблизились к вариаторам, а в расходе топлива как минимум им не уступают.

Да и с удобством управления тягой у клиноременных вариаторов оказалось не все гладко. Дело в том, что составленный из прислоненных друг к другу пластинок ремень обладает ограниченной гибкостью. Когда на «условно первой» передаче он огибает один из шкивов по минимальному радиусу, иногда «пускает волну», пытаясь распрямиться. Поэтому на «пешеходных» скоростях машина прыгает вперед (или назад) порой резче, чем ожидаешь. Цепь же по сравнению с ремнем гораздо более гибкая, поэтому клиноцепные вариаторы в этом плане лучше.

Но главное, что покупатели без энтузиазма восприняли идею бесступенчатости. Людям не понравилось, что при разгонах двигатель занудно воет на одной ноте, а машина при этом непонятным образом ускоряется. Поэтому некоторые автопроизводители начали прописывать программу управления вариатором так, чтобы шкивы сходились-расходились не плавно, а ступенчато, имитируя переключение передач. То есть, от чего уходили, к тому и вернулись…

Однако диссонанс между монотонным звуком двигателя и нарастающей скоростью – это все лирика. Физика заключается в другом.

Казалось бы, гидротрансформатор или пакет мокрых сцеплений позволяют эффективно справляться с большой стартовой нагрузкой. Но если во всех других типах трансмиссии тяга двигателя передается на колеса за счет зацепления зубчатых шестерен, то в вариаторах — за счет трения (!) плоских стенок ремня (торцов осей цепи) о плоские стенки шкивов…

До тех пор, пока машина свободно катится по дороге и на колеса передается малое усилие, проблем не возникает. Но как только появляется большая нагрузка – например, разгон «педаль – в пол», буксование в вязкой грязи или подъем в гору с тяжелым прицепом, колоссальная сила трения вызывает сильный нагрев ремня и шкивов. До какого-то момента вариатор это терпит, после чего датчик перегрева обрубает тягу двигателя до тех пор, пока коробка не остынет.

А еще у вариаторов задняя передача почему-то намного слабее «условно первой». Например, останавливаешься на полноприводном кроссовере в сыпучем песке, после чего пытаешься тронуться с места. В позиции D машина либо буксует, либо карабкается вперед. Переводишь селектор в R и… ничего. Газ – в полу, мотор натужно урчит, а колеса не крутятся… В ситуациях, когда выбраться или затолкать прицеп в подъем можно только задним ходом, это может стать ловушкой.

Как его убить? Очень просто

Любая техника, которая работает, рано или поздно изнашивается. Вопрос лишь в том, рано или поздно?

Шестеренчатая передача даже при больших нагрузках может служить очень долго. Поэтому «механика», гидромеханический «автомат» и «робот», если они правильно сконструированы, потенциально способны пройти 300 000-500 000 км. Раньше срока в них могут изнашиваться лишь «периферийные» узлы и детали, замена которых не является капитальным ремонтом всего агрегата.

Ограниченный же ресурс вариатора обусловлен принципом его работы – передачей большого тягового усилия путем постоянного трения плоскостей о плоскости. Несмотря на то, что шкивы и ремень (цепь) работают в масле, они все равно трутся друг о друга с большим усилием, а значит – изнашиваются. При этом темп их износа напрямую зависит от нагрузок.

Даже если просто перемещаться из пункта А в пункт Б, 200 000 км – это потенциальный предел, после которого «продолжение банкета» уже не гарантировано. Если же активно «отжигать», таскать тяжелый прицеп или заниматься оффроудом, ресурс вариатора сокращается в разы. Причем в некоторых случаях вариатор можно убить разовой пиковой нагрузкой.

Например, если легко буксующие на льду колеса вдруг цепляются за асфальт, резкий рывок может привести к тому, что ремень (цепь) проскользнет по шкивам, сделав на их гладких стенках запилы. После чего машина начнет спотыкаться об эти риски при каждом разгоне, и вариатор надо будет ремонтировать. А замена ремня (цепи) и шкивов – это уже «капиталка»…

Практика показывает, что если вариатор «устал» по пробегу или пострадал от больших нагрузок, малой кровью его ремонт не обходится. По расценкам специализированных мастерских получается в среднем от 100 000 до 200 000 руб.

Без фанатизма

Таким образом, вариатор – это комфортная трансмиссия с ограниченными «силовыми» возможностями и еще более ограниченным ресурсом, если этими скромными возможностями активно пользоваться.

Однако это не означает, что вариаторы совершенно беспомощны и не позволяют втопить педаль на обгоне, преодолеть легкое бездорожье или «взять на хвост» прицеп. Любой из них на это способен, главное – не злоупотреблять повышенными нагрузками.

То есть, бесступенчатая трансмиссия рассчитана на обывателя, эксплуатирующего машину «без фанатизма». Если Вы именно такой пользователь, а машина с вариатором нравится или предлагается на выгодных условиях, брать ее можно. При эксплуатации в щадящем режиме ресурса вариатора наверняка хватит и вам, и следующему владельцу.

Если же требуете от автомобиля гораздо большего, чем «просто ездить», с вариатором лучше не связываться. И никаких «нравится» или «выгодно» здесь быть не должно.

В следующий раз выясним, насколько хороши или не очень обычные «роботы» с одним сцеплением.

Александр Конов, эксперт по выбору автомобилей

6 лет назад

Особенно ниссан жестит с этими сраными вариаторами. Эти пиздоглазые пидоры его даже в !патфайндер! последний воткнули. Как по мне, так это технологическое преступление.

раскрыть ветку (0)
6 лет назад

Вариаторы заняли свою нишу в квадроциклах. Большего в сегодняшних реалиях им не получить

раскрыть ветку (0)
ещё комментарий
6 лет назад

ездил на вариаторе (кашкай), сейчас автомат (пежо). выбираю вариатор. переключение все равно чувствуется, обороты скачут, плавности нет. никаких преимуществ у автомата нет. а если уж выбирать, что не как обыватель, а рвать всех, так механику в руки и выжигайте сцепление

раскрыть ветку (0)
6 лет назад

Если так то вариаторы старше 5-ти лет брать не стоит.

раскрыть ветку (0)
ещё комментарий
6 лет назад

Варик коробас нормальный, но на нем с места резко не стартанешь. Надежность зависит от типа, где то варики к 150 ткм кончаются, где-то к 300 ткм, у знакомого на 27 ткм кончился.

раскрыть ветку (0)
Похожие посты
8 дней назад

Работает же⁠ ⁠

18 дней назад

Едет сдавать экзамен в автошколу?⁠ ⁠

Поддержать
1 месяц назад

Тем временем на Тайване⁠ ⁠

Источник телеграм канал «Плохой Шофёр» — https://t.me/BadShofer/37279

Поддержать
2 месяца назад

В США подростки выкинули водителя из машины, но не смогли уехать из-за «механики»⁠ ⁠

В США подростки пытались угнать автомобиль, но не смогли на нем уехать из-за механической коробки передач. Об этом сообщают местные СМИ.

Попытка угона произошла в американском штате Мэриленд. Неудавшееся преступление зафиксировала камера наблюдения на АЗС, где было совершено нападение.

Двое юношей подбежали к автомобилю и вытащили из-за руля водителя. Затем они сели в машину и попытались скрыться, но не справились с коробкой переключения передач.

В результате малолетним преступникам пришлось сбегать пешком. Но вскоре они были задержаны полицейскими. Одному из угонщиков 16 лет, а другому 17.

Показать полностью 1
2 месяца назад

Противоугонная защита на BMW 80-х годов⁠ ⁠

Поддержать
3 месяца назад

Поломка вариатора Nissan Qashqai⁠ ⁠

Всем привет! Мой первый пост на Пикабу, не судите строго. Нужна помощь.
Машина Nissan Qashqai J10, двигатель MR20DE 2.0л бензин, 4WD, вариатор JF011E, пробег 105000км. Машина эксплуатируется в городе, но на Крайнем Севере (морозы до -50С), ночует в теплом гараже.
На днях появилась проблема, машина стала «пинать», загорелся чек. Поскольку дело было поздно вечером, в сервис попасть не удалось, поехал домой. По дороге домой никаких рывков, пинков не было.
На следующий день по дороге в один из немногих работающих на февральские праздники сервисов снова были просадки по оборотам, как будто машина не может воткнуть передачу. В сервисе ничем помочь не смогли.
В итоге, решил самостоятельно проверить машину с помощью сканера ELM327 и программы CVTz50 и получил следующую картину. Сначала первым заглючил датчик скорости (Р0715), затем ошибку дал соленоид А (Р0746), затем снова датчик скорости.
Как быть? Я тут начитался про ошибку P0746 и чёт совсем огорчился(
Всем заранее спасибо!

Показать полностью 1
5 месяцев назад

Турецкий гамбит для механического пианино⁠ ⁠

Современная реконструкция облика автомата

В 18 веке человечество, пожалуй, впервые начало ощущать себя «царем природы». Один за другим сдавались перед пытливыми умами законы физики, химии и биологии, покорялись водные и воздушные стихии. Всем казалось, что вот еще небольшой рывок — и человек сможет подобно богу изменять свойства материи и превращать неживое в живое. Эти идеи породили моду на автоматоны — механические подобия человека и животных, способные имитировать различные действия — играть на музыкальных инструментах, танцевать, писать, рисовать. Разумеется, набор движений был строго ограничен их конструкцией и «перепрограммировать» автоматоны было почти невозможно. Во всяком случае, было проще построить новый. Но на фоне этих механизмов разительно выделяется один автомат, который мог не просто имитировать человека — он мог думать, анализировать и принимать решения. Эта автоматическая шахматная машина называлась «Механический турок» и была создана венгерским изобретателем Вольфгангом фон Кемпеленом во второй половине 18 века.

Снаружи машина выглядела как деревянная скульптура, состоящая из манекена в натуральную величину, прикрепленного к деревянному шкафу размером 1,2х0,6х0,9 метра. Манекен был одет в яркий восточный халат и чалму, лицо украшали могучие усы и брови. Правая рука манекена была вытянута вперед, в левой руке помещалась старинная курительная трубка, а глаза были сфокусированы на верхней части шкафа, где во время игры должна была стоять шахматная доска. С лицевой стороны шкаф состоял из трех дверей и нижнего ящика. По заявлению создателя, Механический Турок был способен играть в шахматы наравне с человеком и даже выигрывать у него. Возможно ли было на основе технологий 18 века создать действующий искусственный интеллект? Не будем нагнетать интригу — разумеется нет. Но от этого «Механический турок» не становится менее интересным феноменом.
В 1769 году фон Кемпелен был принят при дворе императрицы Марии Терезии, где присутствовал при выступлении популярного фокусника и иллюзиониста. Вероятно талантливый инженер Вольфганг сумел увидеть за его трюками нечто такое, что родило в его мозгу идею попробовать себя на этом поприще. Во всяком случае, после завершения выступления Кемпелен пообещал императрице, что он создаст изобретение, которое без всякой магии превзойдет иллюзии фокусника. И спустя полгода представил ко двору своего «Механического турка».

Прежде чем перейти непосредственно к демонстрации, Кемпелен, не скрываясь, показал собравшимся внутренний механизм машины, открывая различные секции шкафа.
Дверь слева содержала сложное механическое устройство, похожее на часовой механизм, которое включало рычаги, колеса, шестерни и маятники. Две другие двери закрывали камеру с передаточным механизмом, где также хранились шахматная доска, фигуры, некоторые инструменты и запасные части. Кемпелен также раскрыл нижнюю часть манекена, где также помещался некий сложный механизм. Этот ритуал впоследствии будет повторяться каждый раз.
Описав внешнюю и внутреннюю конструкцию шахматной машины (последнее — достаточно витиевато и туманно), фон Кемпелен пригласил придворных сыграть с манекеном в шахматы. Во время игры правая рука манекена брала фигуры и перемещала их по шахматному полю, а голова при этом словно сопровождала ход взглядом. Шах королю автомат объявлял троекратным кивком головы. Если противник пытался сжульничать, например, сделать некорректный ход, «Турок» прекращал игру и не двигался, пока ошибка не будет исправлена. Каждые 20 ходов фон Кемпелен объявлял перерыв и заводил механизм ключом. Несколько придворных сыграли против механического человека, и все были легко побеждены.

Новости о первой машине, способной сравняться с человеком и даже превзойти человеческий разум, распространились повсюду. После первого выступления перед императрицей Австрии, фон Кемпелена буквально засыпало приглашениями от других членов королевской семьи, знати и министров. Сын Марии Терезии, император Иосиф II отправил фон Кемеплена вместе со его шахматной машиной в путешествие по Европе, во время которого «Механический турок» встречался с различными противниками, практически неизменно побеждая их. Впрочем, с лучшим шахматистом того времени, Франсуа-Андре Филидором машина справиться всё же не сумела.

Каждый раз фон Кемеплен с готовностью демонстрировал механическую конструкцию «Турка», однако трогать ничего не позволял, отговариваясь чрезвычайной хрупкостью механизма и тонкостью настроек. Принцип работы своего автомата он также разглашать отказывался. Неудивительно, что в таких условиях секрет способности турка к автоматической игре в шахматы раскрыть никто не сумел.

После смерти Кемпелена в 1804 году машина была выкуплена инженером и предпринимателем Иоганном Мелцелем, сделавшим из «Механического турка» настоящее шоу, с которым гастролировал по всей Европе, а затем по США. Он же внёс в нее ряд усовершенствований, в частности добавил звуковой аппарат, способный произносить «шах». Машина играла против Наполеона Бонапарта, Бенджамина Франклина и даже Чарльза Бэббиджа, создателя первого протокомпьютера, обыграв их всех. С подачи Мелцеля эти матчи широко освещались ведущими газетами и журналами.

История о думающей машине, конечно же, была слишком хороша, чтобы быть правдой. Разговоры о том, что «Турок» на самом деле управляется сидящим внутри человеком начались едва ли не с первой демонстрации автомата. Уж очень не давало покоя пытливым умам якобы пустое пространство внутри шкафчика. Там вполне мог разместиться опытный шахматист, который бы наблюдал за игрой с помощью системы зеркал и переставлял фигуры, просовывая руку внутрь манекена. Справедливости ради — последние два утверждения действительности не соответствовали.

Одна из ранних версий «устройства» Турка

Секретом «Турка» занимался, в том числе, и американский писатель Эдгар Аллан По. Он по возможности изучил аппарат Мелцеля и пришел к уверенному выводу, что манекен — не автомат, а марионетка, которой управляет человек, сидящий внутри шкафа во время игры. Его подробный анализ, опубликованный в 1836 году, убедил людей в том, что эта машина не может функционировать сама по себе.

Ключевыми выводами По, которые разгадали тайну шахматной машины, были:

1. Автомат должен работать с некой периодичностью, поэтому шахматная машина Мелцеля тоже должна делать ходы в определенное время, но это не так. То есть в действиях машины отсутствует регулярность, что является важной характеристикой автомата.

2. Механизм машины содержит существенно больше компонентов, чем требуется для нескольких простых движений манекена. Возможно, изобретатель использует эту установку как обман.

3. Настоящая машина, способная играть и способная просчитывать ходы, должна выигрывать все игры, но машина Мелцеля всё же проигрывала некоторые из них.

Некоторые из выводов По могут быть несколько спорными, но главная его мысль была верной. Анализ По привел к серьезному падению популярности ‘Турка», и через некоторое время Мелцель перестал получать приглашения на демонстрацию машины. После его смерти «Турок» был продан с аукциона и попал в музей Филадельфии. Тогда и был по-настоящему раскрыт секрет этой машины. На самом деле нижний ящик и левая боковая часть шкафа (где размещалась установка, похожая на часовой механизм) были сконструированы таким образом, что занимали лишь одну треть пространства, которое, казалось бы, должны занимать. Обе секции не доходили до задней части шкафа, поэтому внутри образовывалось скрытое пустое пространство.

Это секретное пространство было оборудовано подвижным креслом, которое могло перемещаться из одной части шкафа в другую, позволяя игроку оставаться скрытым, когда фон Кемпелен, а позже — Мелцель — открывали разные дверцы машины во время демонстрации.
Разумеется, в таком положении игрок никак не мог наблюдать за шахматной доской. Однако в основание тяжёлых фигур, установленных на шахматной доске, были вмонтированы мощные магниты. Под доской, внутри ящика, под каждым полем находился металлический шарик, надетый на вертикально натянутую нитку. Когда фигуру поднимали, шарик падал, сигнализируя о её перемещении. Как только фигура оказывалась на новом поле, магнит притягивал соответствующий шарик. Рукой манекена игрок управлял через сложную систему рычагов и тросов. Он же манипулировал головой «Турка».

Каждые 20 ходов автомат «заводили», таким образом давай скрытому игроку перерыв, чтобы обдумать ход игры. Теоретически игрок мог при свете потайного фонаря делать записи, но на самом деле для опытного шахматиста даже в таких условиях держать в голове партию — не проблема. И в течение почти 70 лет публичных выступлений «мозг» автомата заменяли несколько очень сильных шахматистов. Их имена неизвестны. Точно установлено лишь, что во время американского турне Мелцель пользовался услугами европейского гроссмейстера Уильяма Шлюмбергера, который выдавал себя за личного секретаря изобретателя.

К сожалению, в июле 1854 года оригинальный «Механический турок» сгорел во время пожара в музее. Сейчас там демонстрируется реплика (она на заглавной картинке поста), подключенная к компьютеру и теперь действительно способная играть в шахматы.

Само название аппарата в каком-то смысле стало нарицательным. Так, в 2005 году была создана интернет-площадка Amazon Mechanical Turk, которая позволяет физическим лицам и предпринимателям привлекать исполнителей для решения задач, которые в настоящее время не в состоянии осилить компьютеры.

Подпишись на наш блог, чтобы не пропустить новые интересные посты!

Вариаторы надежны, но не простят небрежную эксплуатацию. Какие проблемы есть у кроссоверов Nissan из Европы

Еще лет пять назад вариатор был чем-то из разряда экзотики, хотя первый серийный автомобиль с бесступенчатой трансмиссией сошел с конвейера в 1958 году. Между тем с течением времени вариаторы становятся все популярнее и даже проникают в сегмент «бюджетников»:

Смотреть все фото в галерее

0

Выбор подержанного автомобиля с вариатором зачастую является сложной задачей: о надёжности такой трансмиссии бытуют различные мнения как со стороны обычных автолюбителей, так и со стороны профессионалов. Так стоит ли бояться «загадочной» трансмиссии? История бесступенчатых трансмиссий является старейшей с момента изобретения колеса. Первый вариатор нарисовал ещё Леонардо да Винчи до 1500 года, но реальный механизм был запатентован только в XIX веке. В 1958 году с конвейера сошел первый серийный автомобиль с бесступенчатой трансмиссией голландской фирмы DAF (модель DAF 600). После входа компании DAF в 1976 году в шведский концерн Volvo шведы, используя наработки голландцев, выпустили модель Volvo 360, ставшую первой массовой машиной, оснащённой бесступенчатой трансмиссией.

0

Бесступенчатые трансмиссии СVT (Continuously Variable Transmission) тесно связаны с вариаторами, которые используются на большинстве обыкновенных скутеров. Они позволяют получить постепенное и непрерывное изменение передаточных чисел. Принцип работы предельно прост. Ключевую роль в данном типе трансмиссии играет приводной ремень. Он фактически является металлической лентой либо, как вариант, может состоять из набора тросов. А, например, в приводе вариатора Multitronic компании Audi вместо ремня применена металлическая цепь.

0

В настоящее время на автомобилях применяют два типа вариаторов: клиноременной и торовый. Клиноременной (или клиноцепной) вариатор состоит из двух шкивов, между которыми натянут ремень, передающий крутящий момент от ДВС. За непосредственное движение шкивов отвечает специальный гидравлический привод. Он, как правило, управляется электроникой. Каждый из шкивов, в свою очередь, состоит из двух конусов, обращенных острыми концами друг к другу. Конусы могут сдвигаться и раздвигаться, меняя рабочий диаметр, по которому движется ремень. При сближении конусов ремень выталкивается, то есть начинает двигаться по большему диаметру, а при отдалении — по меньшему. В результате выполняется главная задача — плавное изменение передаточного отношения без необходимости каких-либо физических переключений. У торовых вариаторов вместо раздвижных шкивов применяются конусовидные диски, а ремень заменяют ролики. Одним из самых ярких разработчиков вариаторов такого типа является Mazda.

0

Основными достоинствами вариаторов называют экономичность, наиболее эффективное значение передаточного отношения, высокую плавность работы, бесконечное число передач, минимум движущихся элементов самой коробки и максимум комфорта. Тем не менее у них имеется и ряд серьезных недостатков, о которых в гаражах ходят легенды: риск беспричинного разрыва ремня, перегрев, высокая стоимость трансмиссионного масла, дорогостоящий ремонт и прочее.

0

Прогресс не стоит на месте, и вариаторы тоже совершенствуются. Различные автомобили от тех или иных производителей оснащаются вариаторами, которые отличаются друг от друга. Сегодня основную массу вариаторов выпускают только три компании: Jatco, Aisin и Subaru.

0

Читайте также: Тест-драйв: малыши Daihatsu Terios и Fiat Panda Cross в роли. внедорожников

Самыми распространёнными являются CVT фирмы Jatco, которые ставятся на многие модели Nissan, Renault, Mitsubishi, Suzuki и других производителей. Агрегатами Aisin комплектуются в основном автомобили Toyota. Тем не менее собственные бесступенчатые трансмиссии делают также Mercedes (Autotronic), Audi (Multitronic ), Toyota (Multidrive), Ford (Ecotronic, Durashift CVT) и другие.

Nissan Qashqai

Это первая в мире компания, сделавшая ставку на бесступенчатые трансмиссии. Большая часть моделей в российском сегменте агрегирована CVT или, как её ещё именуют, — X-tronic. Qashqai с движком на 2 литра оснащён JF011E. Модель держится на конвейере с 2013 года. При оперативной смене расходников и правильном использовании она может проехать до 180 т. км без ремонтных мастерских. Из плюсов – собственный радиатор охлаждения и очень крепкий ремень, который деформировать очень сложно.

Компания Jatco рекомендует заменить ремень через расстояние 140–160 т. км. Эта услуга дорогостоящая – около 70 тыс. рублей.

Наследие Леонардо да Винчи

ОСНОВНОЙ принцип работы бесступенчатой трансмиссии был предложен еще великим итальянским мыслителем Леонардо да Винчи. Но первый серийный автомобиль с вариатором появился только в 50-х годах прошлого века. Из-за высокой стоимости и низкой надежности массового распространения он не получил, о такой конструкции на время забыли. Затем вариаторные трансмиссии возродили японцы. В 1987 году компания “Fuji Heavy Industries” выпустила компактный хэтчбек “Subaru Justy”. Чуть позже автомобили с вариатором появились и у других производителей.
На сегодняшний день модели с бесступенчатой трансмиссией выпускают практически все японские автопроизводители (исключение одно – “Mazda”) и подавляющее большинство европейских автогигантов. Из “американцев” стоит упомянуть только “Chrysler” – с этого года вариатор стал устанавливаться на модель “Dodge Caliber”.

На нашем вторичном рынке наибольшее распространение получили вариаторные “Honda HR-V”, “Honda Civic”, “Nissan Primera” и многочисленные модели “Audi” – от “A4” до “A8” (переднеприводная модификация с мотором 3 л) включительно.

Фирменные названия таких трансмиссий могут быть самыми разнообразными – “Multitronic” у “Audi”, “X-Tronic” или “Hypertronic” у “Nissan”, “Multimatic” у “Honda” и т.д. Но в технических спецификациях и дилерских прайс-листах они обычно обозначаются аббревиатурой CVT (Continuously Variable Transmission).

Nissan X-Trail

Один из самых тяжеловесных и мощных авто. В рассматриваемом случае вариатор JF011E рассчитан на 180–210 т. км. Коробка комбинируется движком на 2 л и 144 л. с. и 2,5 л и 171 л. с. Есть продуманная система охлаждения, улучшенный ремешок в форме многорядной цепочки и облечённые параметры трансмиссии. Возможности, по сравнению с Qashqai, гораздо расширились за счёт новейшей программной начинки и иной сборки коробки. Владельцы отмечают, что вариатор очень напоминает АКПП, а масло нужно проверять через каждые 60 тыс. км. Рассматриваемую трансмиссию активно внедряет на своих болидах корпорация Renault-Nissan.

Toyota RAV4

Долгое время Toyota к вариатору относилась с опаской или игнорировала вовсе. Специалисты компании проводили опыты на небольших болидах – В-классе и даже K-cars. Бесступенчатой трансмиссией от фирмы-изготовителя Aisin оснащены «паркетники» с 2-литровым мотором. Идеально продуманный механизм предусматривает совмещение радиатора коробки с радиатором охлаждающей системы. Резерв рассчитан на 300 тыс. км пробега. На других авторынках точно таким же вариатором K311 оснащены Yaris, Avensis, Wish и другие модели. RAV4 зарекомендовал себя как надёжный автомобиль. Среди проблем владельцы отмечают неприятности с электроникой, сгоревшие фрикционы.

Основная масса вариаторов на автомобильном рынке представлена всего тремя компаниями: Jatco, Aisin и Subaru.

Aisin

Вариаторы японской компании Aisin на казахстанском рынке встречаются на автомобилях Toyota и гибридных модификациях Lexus, в том числе Toyota Corolla, кроссоверах C-HR и RAV4 мотором.

Читайте также: Nissan X-Trail T32 – Присматриваем и прислушиваемся Обзоры б/у автомобилей

В отличие от вариаторов Jatco у коробок передач Aisin нет серьёзных наследственных болезней, однако они тоже не любят перегрева и несвоевременного обслуживания. Хуже всего на работе CVT сказывается продолжительная комбинация этих двух факторов.

Подгоревшая трансмиссионная жидкость теряет как свои охлаждающие, так и смазывающие свойства. Это приводит к износу деталей, а образовавшаяся в результате металлическая стружка способна повредить подшипники на первичном и вторичном валах конусов. Комплект стоит около 85 тысяч тенге.

На вариаторах Aisin изредка встречаются проблемы с течью сальников привода вариатора. Известны случаи отрыва вала от одного из пакетов фрикционов.

Subaru Forester

Subaru – единственная компания, которая использует вариатор собственной разработки. TR580 применяется только с «атмосферниками» на 2 и 2,5 литра. Это оппозитные четвёрки мощностью в 150 и 170 «лошадей». При этом моторы безнаддувные и им приходится работать со знаменитым полным приводом автомобилей. Ресурс рассчитан до 200 т. км пробега без сторонних вмешательств. Lineartronic имеет специфическую проблему в холодном климате: через сальник гидротрансформатора происходит утечка жидкости. Проблему легко отследить по следам масла. Поэтому периодически транспортное средство приходится загонять на подъёмник и делать осмотр днища на предмет подтёков.

Вариатор

Суть и смысл работы вариаторной коробки, которую обозначают как CVT, ничем не отличается от любой другой трансмиссии. Суть устройства заключается в том, чтобы преобразовать крутящий момент, который поступает от силового агрегата на колёса.

Но отличительной особенностью вариатора является то, что момент передаётся бесступенчато. Здесь предусмотрен определённый диапазон регулирования. Именно эта характеристика существенно отличается классический автомат от вариатора.

Что же касается аббревиатуры CVT, то она расшифровывается как Continuosly Variable Transmission. Перевести такое название можно как трансмиссия или коробка передач с непрерывно меняющимся крутящим моментом.

Вы уже примерно поняли, чем отличаются вариаторы от автоматов и какая основная разница между ними. Но этого объективно недостаточно, чтобы отдать какому-нибудь из двух вариантов предпочтение.

Также отличие вариатора от классического автомата заключается в конструктивных особенностях. Выделяют 3 основных типа CVT, которые бывают:

• цепными;
• клиноременными;
• тороидальными.

Если говорить про легковой автомобильный транспорт, то здесь самыми популярными и распространёнными оказались именно клиноременные разновидности вариаторной коробки передач.

1. В состав клиноременного вариатора входит клиновидный ремень. Он располагается непосредственно между двумя шкивами раздвижного типа. Во время движения транспортного средства эти шкивы постоянно сжимаются и разжимаются, обеспечивая тем самым изменения в показателях передаточного числа. Основной задачей вариатора является создать плавное и бесступенчатое изменение крутящего момента. Подобные системы активно используются на легковых автомобилях, в составе снегоходов, двухколёсных технике и пр.
2. Следующей разновидностью вариаторной коробки являются цепные CVT. Передача мощности здесь осуществляется за счёт скошенных торцов оси цепных звеньев. А само тянущее усилие передаётся с помощью специальной цепи. Такие вариаторы не получили широкого распространения, хотя иногда встречаются.
3. Тороидные вариаторы заменили шкивы на диски конусовидной формы. А вместо ремня здесь задействовали специальные ролики. Они характеризуются тем, что могут передавать достаточно большой крутящий момент. Но, чтобы создать подобные детали для компоновки вариаторной коробки, необходимо обязательно использовать сталь высокопрочных сортов. Это негативно сказывается на стоимости, из-за чего многие автопроизводители отказались от идеи установки подобных CVT на свои транспортные средства.

Учитывая очевидные отличия в конструкции и принципе действия, несложно понять, в чём заключается разница между двумя видами рассматриваемых КПП. При этом коробка автомат и вариатор являются достойным решением, каждое из которых имеет свои сильные и слабые стороны.

Если говорить о преимуществах, характерных для вариаторных или бесступенчатых коробок передач, то здесь основным достоинством считается обеспечение непрерывного изменения крутящего момента. Тут отсутствует момент задержки, который характерен для АКПП, где происходит переход с одной передачи на другую. Бесступенчатость и непрерывность вариатора способствует появлению других преимуществ в виде более эффективного расхода топлива и улучшения динамических характеристик мотора. Машины с CVT потребляют меньше горючего и обеспечивают лучшую динамику при разгоне.

При этом вариатор имеет и некоторые очевидные недостатки. Начать следует с того, что CVT не предназначены для использования на мощных двигателях. Установка на автомобиль с повышенной мощностью не даёт использовать потенциал коробки. Она будет быстро разрушаться и изнашиваться.

CVT можно считать сравнительно новой разработкой в сфере автомобильных коробок передач. Потому инженеры пока не придумали, как повысить устойчивость вариатора к высоким нагрузкам, буксировке и активной езде при повышенных оборотах. В подобных условиях ремень вариаторной коробки быстро изнашивается, и происходит поломка всей трансмиссии. Ремонтировать и восстанавливать CVT довольно дорогое удовольствие, превышающие зачастую затраты на ремонт классического автомата.

Mitsubishi Outlander

Транспортное средство оснащено вариатором Jatco JF011E с дополненным радиатором охлаждения масла в коробке. Считается, что именно в этой модели агрегат показывает лучшую надёжность. Благодаря уникальному строению моторы на 2 и 2,4 литра пробегают до 250 тыс. км и больше без визитов в зону технического обслуживания. Серьёзным изменениям вариатор не подвергался, так как японцы изначально снабдили трансмиссию собственным радиатором охлаждения. Водителю остаётся только своевременно менять масло и не допускать продолжительной работы двигателя на высоких оборотах.

Принцип работ

Вариативная КПП делится на несколько типов:

• цепные;
• клиноременные;
• тороноидальные.

Тороноидальные не так популярны, как клиноременные, в основном потому, что устанавливаются на заднеприводные и полноприводные автомобили, у которых двигатель находится продольно.

О коробке вариатор и сколько она служит, узнаем из видеоролика Вести РФ.

В настоящее время клиноременный вариант – самый популярный тип вариаторной коробки передач. Суть качественного ремня в том, что в разрезе он приобретает вид трапеции и вклинивается в шкив боковыми поверхностями. Чтобы понять устройство на основе работы этого ремня, представим перед собой две похожие трубки, которые находятся рядом в вертикальном положении. Если скрутить их друг с другом резинкой и начать крутить одну трубку, вторая повторит движения первой, причем подстраиваясь под ту же скорость, которой следует первая трубка.

Что такое коробка передач CVT и в чем заключается ее надежность, узнаем из видео Artur Bogomolov.

Читайте также: Полная шумоизоляция БМВ Е34 (BMW E34) за 12 часов c подробным фотоотчетом

Если одну из двух деталей заменить трубкой большего размера, тогда их скорость будет заметно различаться: трубка с большим диаметром будет вращаться медленнее, что в целом нарушит ритм их слаженной работы. В этом и заключается принцип действия коробки передач: цилиндры постоянно изменяют свой размер, и за счет этого происходит работа.

Галерея «Типы вариаторных КПП»

На картинках можно увидеть виды коробок переключения передач.

Фото 1. Цепной вариатор

Фото 2. Схема тороидного вариатора

Фото 3. Цепь и клиновидный пояс

В составе КПП находятся конусообразные шкивы, которые «смотрят» друг на друга острыми концами и упираются в клиновидный ремень. Конусы сходятся и расходятся, изменяя размер поверхности шкивов. Когда они отстраняются друг от друга, ремень приобретает горизонтальное положение, становясь ребрами, и проваливается в середину шкива, охватывая меньший радиус его размера.

Если концы встречаются, ремень натягивается и охватывает больший радиус шкива. Работу шкивов тщательно контролирует гидравлическая система. Она наблюдает за тем, чтобы концы конусов равномерно сходились и расставались. Как в случае с примером, где фигурировали трубки, один из конусов является ведущим, а второй ведомым. Один шкив находится на основном валу, который идет от мотора. Второй шкив идет на валу от колес автомобиля.

Рекомендуем: Что будет, если залить дизельное масло в ДВС на бензине?

Благодаря работе шкивов и их удобному расположению, получается бесступенчатая трансмиссия. Передаточное отношение имеет обширные «горизонты». Когда мы сдаем на машине назад, вариатор активирует узел, который задает кружение выходного вала в обратном направлении. Плюсы и минусы вариатора CVT в машине узнаем ниже.

Вариатор фирмы JATCO

Honda

Ещё совсем недавно на российском рынке официально можно было купить Jazz, а в second hand сегменте – Airwave. На них устанавливалась коробка с индексом SLYA. Благодаря целому комплексу модернизаций инженеры получили достаточно надёжный агрегат. Ресурс рассчитан на 150 тыс. км. Капитальный ремонт будет включать в себя не только замену ремня, но и шкивов и фрикционных пакетов. Однако стоимость порядка 60 тыс. рублей несущественна на фоне остальных преимуществ.

Модель MLPA появилась в 2003 году и использовалась только для японского рынка. Известно, что фильтр расположен внутри корпуса и для его замены нужен полный разбор коробки.

А вот и один реальный недостаток

Собственно, это не недостаток — это нормальное ограничение для гражданских, а не специально подготовленных гоночных автомобилей.

Если с каждого светофора стартовать «как в последний раз», да еще и при непрогретом вариаторе, то на трущихся элементах ремня и на рабочих поверхностях конусов возникнут задиры. Ресурса агрегата хватит тысяч на двадцать километров, а то и меньше. И никакая супержидкость не спасет от этого явления. Вариатор — не для стритрейсерских подвигов, а для максимально комфортного движения

. Хотите погонять — для этого есть специальные автомобили и, кстати, специальные трассы.

Вероятно, в ближайшее время вариатор будет установлен как минимум на половине выпускаемых автомобилей. Так что относитесь к нему бережно, меняйте рабочую жидкость — и тогда вариатор прослужит долго.

Источник https://techautoport.ru/transmissiya/korobka-peredach/korobka-peredach-cvt.html

Источник https://pikabu.ru/story/vsya_pravda_o_korobkakh_peredach_variatoryi_4636370

Источник https://linhai-russia.ru/ino-avto/kakie-variatory-samye-nadezhnye.html