Автомат або варіатор: що краще та надійніше?

Чим варіатор відрізняється від автомата, яка з цих трансмісій ефективніше, а яка надійніше і що краще вибрати відповідаємо на найголовніші питання.

Варіатор VS автомат. Що краще?
Автоматичні трансмісії на автомобілях найчастіше називають одним загальноприйнятим найменуванням «автомат», проте за принципом дії та конструкції вони можуть кардинально відрізнятися один від одного.

На сьогодні існує безліч видів автоматичних трансмісій, однак на легкових автомобілях найчастіше застосовують коробки передач трьох типів: класичні гідромеханічні автоматичні трансмісії, роботизовані коробки передач, а також безступеневі варіатори, які часто позначають абревіатурою CVT.

Конструктивно всі вони відрізняються і мають як свої переваги, так і недоліки. Однак раніше всіх широкого поширення набули класичні автомати, які вже більше ніж 70 років застосовуються на легкових машинах.
Слідом широко почали встановлювати роботизовані трансмісії, які довгий час викликали скепсис в автовласників через не дуже надійної конструкції. Втім, з роками вони модернізувалися, і криза недовіри до роботизованих коробок передач була успішно пройдена.

А зараз все більшого поширення на сучасних машинах почали отримувати безступеневі варіатори, які йдуть шляхом, вже колись пройденого «роботами». Так що розбираймось, що собою являє варіатор, як він працює, які у нього мінуси та плюси, а також наскільки він надійніше і краще в порівнянні з класичним автоматом.

Що таке варіатор і як він працює?
Варіатор це вид автоматичної коробки передач, який передає крутний момент від двигуна до коліс і здатний плавно змінювати передавальне відношення в деякому діапазоні регулювання. Зміна передавального відношення може здійснюватися автоматично, за заданою програмою або вручну. В автомобілебудуванні такий тип трансмісії також позначають абревіатурою CVT (Continuously Variable Transmission).

Дивно, адже винайшли варіатор навіть набагато раніше, ніж звичайні «автомати», але застосовували його все-таки не на автомобілях. Патент на варіатор був виданий ще в кінці XIX століття і спочатку він використовувався для зміни швидкості обертання валів на верстатах.

А перший автомобіль з таким типом трансмісії з’явився лише в 1950-х. Варіатор вперше почав встановлюватися серійно на автомобілі марки DAF, яка в ті роки виробляла не тільки вантажівки, але і легковика. Потім їх почали встановлювати на деякі моделі Volvo, а наприкінці 1990-х і початку 2000-х варіатор з фірмовим найменуванням Tiptronic використовувався на молодших седанах Audi. Але по-справжньому широке поширення варіатори отримали лише зараз.

Варіатори бувають декількох типів: клиноремневі зі шківами змінного діаметра, ланцюгові, тороїдальні. Перший тип найпоширеніший. Так що розглянемо, як він влаштований і працює.

Автомобіль, обладнаний такою трансмісією, на перший погляд, нічим не відрізняється від машин зі звичайним автоматом педалей всього дві, і важіль перемикання режимів трансмісії з положеннями P, R, N, D, схожий з машинами з традиційною АКП. Але працює варіатор абсолютно по-іншому, а саме в ньому немає фіксованих передач. В ньому передавальні відносини відбуваються не «перемиканнями», а плавно і непомітно, завдяки ременю або ланцюгу, який в різних положеннях обертається за спеціальних шківів.

Залежно від діаметра шківів в місці обертання ременя або ланцюга змінюється і передавальне відношення та змінюється швидкість обертання і крутний момент вихідного вала, який далі передає тягу на приводи й колеса. Тому при роботі варіатора немає поштовхів при рушанні з місця, і тим більше немає ніяких «перемикань передач».

• Плавність ходу. Завдяки відсутності перемикань передач варіатор забезпечує вищу плавність ходу, ніж інші типи автоматичних трансмісій.
• Динамічний розгін. Завдяки відсутності перемикань в варіаторі на відміну від інших типів трансмісій не відбувається розриву потоку потужності, відповідно розгін у машин з такою трансмісією виходить більш динамічним.
• Високий ККД. Варіатор забезпечує вищий ККД у всій силовій установці автомобіля завдяки зменшенню втрат при його роботі. У відсотках цей показник може бути на 5-10% вище, ніж в інших типах автоматичних передач.
• Економічність. Високий ККД забезпечує і вищу ефективність, тому варіатор дозволяє витрачати менше палива в порівнянні з автоматами та підвищити економічність автомобіля.
• Монотонні прискорення. Так, варіатор дозволяє машині бути динамічніше, але через відсутність перемикань він не завжди швидко прискорює машину відразу. Управляти тягою двигуна під час обгонів на машині з варіатором складніше.
• Складна електроніка. Всі сучасні варіатори оснащені електронікою, чиї програмне забезпечення досить складне. Воно нерідко виходить з ладу і вимагає перепрошивки блоків управління.
• Дороге обслуговування. У варіатора використовується спеціальні мастильні матеріали, які вимагають заміни при його обслуговуванні. Міжсервісний інтервал у таких трансмісій не дуже великий, проте масло для воротарів дуже дороге. І воно, як правило, не замінюється дешевшими аналогами, оскільки використання невідповідного мастильного матеріалу може привести до серйозної поломки та дорогого ремонту.

Що таке автомат і як він працює?

Автоматична коробка передач це пристрій, механіка роботи якої дозволяють їй в процесі руху транспортного засобу самостійно визначати найбільш відповідне і доступне передавальне відношення і переходити з однієї передачі на іншу, забезпечуючи спрощену для водія процедуру зрушення з місця, а також автоматично виконувати перемикання, підлаштовуючи зовнішню швидкісну характеристику двигуна під задану водієм швидкість руху в поточних дорожніх умовах. 

Гідромеханічна автоматична трансмісія містить два основних елементи: гідротрансформатор і редуктор. Гідротрансформатор замінює собою зчеплення, а редуктор містить всі пари шестерень в постійному зачепленні. Така конструкція дозволяє отримати один компактний закінчений механізм, який має відразу кілька ступенів.

Гідротрансформатор складається з двох лопатевих машин: відцентрованої помпи і  турбіни. Між ними розташований скеровувальний апарат реактор. Насосне колесо жорстко пов’язано з колінчастим валом двигуна, а турбінне з валом коробки передач. Реактор же, в залежності від режиму роботи, може вільно обертатися, а може бути заблокований за допомогою обгонів муфти.

Передача крутного моменту від двигуна до коробки передач здійснюється потоками робочої рідини, яка відкидається лопатками насосного колеса на турбінне. Так виходить, що зв’язок між двигуном і трансмісією відсутній. Це забезпечує роботу двигуна і зупинку автомобіля з включеною передачею, а також сприяє плавності передачі тягового зусилля.

Плюси автомата

• Легке управління. Звичайно, з точки зручності зрушення з місця і принципу дій для водія сучасний варіатор нічим не поступається автомату, проте завдяки все тим же перемикань гідромеханічна коробка дозволяє точніше дозувати тягу і краще справляється при розгонах під час маневрів і обгонів.
• Просте і доступне обслуговування. Рідина для роботи гідротрансформатора, яку часто помилково називають «маслом», також потрібна спеціальна. Однак в порівнянні з мастильним матеріалом варіатора вона не така дорога. До того ж її заміна потрібно не настільки часто. Та й електронних компонентів в сучасних автоматах хоч і багато, але все ж менше, ніж у варіаторі.
• Висока надійність. Конструкції класичного гідромеханічного автомата понад 70 років. За цей час вона пройшла цілу низку еволюційних змін і доробок, так що по частині надійності залишається одним з кращих рішень.

Мінуси автомата

• Недостатня динаміка. Звичайно, сучасні автомати працюють дуже швидко і плавно, проте втрати в гідротрансформаторі та невеликі розриви потоку потужності в ньому все ж позначається на динамічних характеристиках автомобіля, оснащеного такою трансмісією.
• Низький ККД. Втрати потужності та крутного моменту рідини в гідротрансформаторі впливають на коефіцієнт корисної дії. ККД силової установки автомобілів з традиційним АКП все ж нижче, чому у машин з механічною коробкою передач, роботом або варіатором.
• Збільшення витрати палива. Через втрати в гідротрансформаторі витрата палива на автомобілях з автоматом, як правило, завжди трохи вищі, ніж на машинах з іншим типом трансмісій.

Що краще: варіатор або автомат?

Універсальну та однозначну відповідь на це питання дати складно, оскільки кожна з цих трансмісій має як свої незаперечні переваги, так і недоліки. Так що кінцевий вибір на користь моделі з тим або іншим типом автоматичної коробки передач буде залежати від цілей і завдань, які ви ставите перед автомобілем.

За своїми технічними характеристиками, варіатор в деяких аспектах випереджає класичний гідромеханічний автомат. Це стосується і динаміки розгону, і невисокої витрати палива, і плавності ходу через відсутність перемикань. Разом з тим, така трансмісія примхлива за частиною електроніки, а також досить дорога в обслуговуванні та в ремонті в разі виникнення такої необхідності.

Автомат не настільки ефективний, не забезпечує таку ж високу плавність ходу, та й витрата палива у машин з такою трансмісією все ж трохи вище, ніж у схожих машин з варіатором. Однак він забезпечує куди  цікавіші їздові звички, краще працює під час прискорень, а також простий в обслуговуванні та має високу надійність.

Якщо при підборі автомобіля для вас важливіше динаміка й економічність, то вибір краще зробити на користь варіатора, а якщо на чолі кута знаходиться надійність, то класичний гідромеханічний автомат виявиться більш доречним рішенням.

За матеріалами АвтоПортал