CVT mają szereg niezaprzeczalnych zalet w porównaniu z innymi rodzajami przekładni. Wydajniej wykorzystują siłę ciągu silnika, zapewniając oszczędność paliwa i niższe emisje. Ale zwykły entuzjasta samochodów jest znacznie bardziej zainteresowany innymi wskaźnikami - niezawodnością i zasobami. Porozmawiajmy o nich na przykładzie najbardziej masywnych CVT Jatco.
Jatco to jeden ze światowych liderów w produkcji automatycznych skrzyń biegów i wariatorów. Jego bezstopniowe jednostki są instalowane w samochodach wielu producentów, chociaż Jatco jest pomysłem koncernu Nissan i jest w 75% własnością tego koncernu.
W Rosji jest wiele samochodów z przekładniami CVT Jatco - a przebieg jest już świetny. Czas zagłębić się w ich historię i prześledzić ich ewolucję, skupiając się na trwałości, niezawodności i słabościach.
Skupmy się na rodzinach wariatorów dwóch ostatnich generacji, oficjalnie prezentowanych na naszym rynku. Pracują na popularnych samochodach przedostatniej i obecnej generacji.
Nasza analiza opiera się na statystykach z oficjalnych i niezależnych ośrodków technicznych, które pomogły ocenić wykonalność i koszt naprawy wariatorów konkretnych modeli, a także dostępność części zamiennych.
Dobra konsumpcyjne
Modele JF010E i JF011E należą do tzw. dziesiątej rodziny. To typowy przedstawiciel drugiej generacji przekładni CVT Jatco. Młodszy model JF011E jest łączony z atmosferycznymi silnikami benzynowymi 2.0 i 2.5, a starszy JF010E jest sparowany z silnikami 3.5. Konstrukcyjnie są identyczne, jedyną różnicą jest wzmocnienie różnych elementów dla większego momentu obrotowego. JF011E CVT został zainstalowany w przedostatniej generacji Nissanie Qashqai i X-Trail, a także w dwóch ostatnich generacjach Mitsubishi Outlander. Jednostka JF010E opierała się na przykład na crossoverze Nissan Murano (Z50 i Z51), a także sedanie Teana (J31 i J32).
Dziesiąta rodzina nie ma charakterystycznych dolegliwości. Średni zasób tych wariatorów wynosi 150 000-200 000 km. Pod koniec ich życia następuje ogólne, krytyczne zużycie elementów - stożków i paska, łożysk stożków i ich gniazd w korpusie, zaworów w korpusie zaworu i pompy olejowej.
Wbrew powszechnemu przekonaniu zawór bezpieczeństwa pompy oleju nie jest słabym punktem. Przynajmniej służy nie mniej niż inne części wariatora. Zużycie gniazda zaworu w obudowie pompy spowodowane jest wnikaniem pyłu metalowego na powierzchnie styku. W rezultacie zaczyna się zaklinować, a ciśnienie w układzie hydraulicznym wykracza poza normalny zakres. Jest to jednak już konsekwencja mechanicznego zużycia innych elementów wariatora. Pył metalu, jeszcze przed atakiem na pompę oleju, uszkadza korpus zaworu i jego elektrozawory. Powoduje to nadmierny rozrzut ciśnienia w układzie hydraulicznym, co prowadzi do zwiększonego zużycia pary pas/stożek. Ale nie objawia się to wyraźnie, dopóki zawór bezpieczeństwa nie jest zmęczony. Dlatego proaktywne traktowanie samej pompy olejowej, gdy pojawią się pierwsze objawy złego samopoczucia wariatora, jest tylko małym opóźnieniem w remoncie.
Wariatory dziesiątej serii są naprawialne. Pełna renowacja kosztuje około 150 000-180 000 rubli... Oficjalnie Nissan dostarcza części do nowego sterownika hydraulicznego lub zespołu CVT. Jednak niektóre oryginalne części można nabyć na rynku osobno, a inne z powodzeniem naprawiamy. Na rynku można zamówić również za pośrednictwem dostawców nowy wariator w rozsądnej cenie - za 200 000-230 000 rubli... I dotyczy to również modeli z innych rodzin, nawet tych najnowszych. Takie oferty można znaleźć np. w usługach klubowych.
Podczas naprawy pasek wymieniany jest na nowy, a zużyte stożki w zależności od stopnia uszkodzenia są szlifowane lub wymieniane na używane w dobrym stanie. Przetwarzanie szyszek to bardzo odpowiedzialny biznes. Na przykładzie wariatorów innych producentów możemy śmiało powiedzieć, że takie naprawy często wystarczą na krótki czas. Jednak w odniesieniu do CVT Jatco jest to bardziej uzasadnione. Kompetentni serwisanci powierzają szlifowanie wyspecjalizowanym przedsiębiorstwom (fabrykom).
Ale naprawa sterowników hydraulicznych, podobnie jak w przypadku innych wariatorów, jest niepraktyczna. Chyba że wymienisz kilka wadliwych elektrozaworów na sprawne używane lub nowe.
Oryginalne łożyska stożkowe są dostępne jako części zamienne. A ich zużyte powierzchnie siedzisk w pół-osłonach wariatora są reanimowane przez zainstalowanie żeliwnych tulei. Ta praca jest również powierzona fabrykom.
Modele JF010E i JF011E są uważane za dość niezawodne w porównaniu z podobnymi wariatorami innych producentów. Jeśli jednak porównać je z ich poprzednikami pierwszej generacji (seria RE0F06A), które cieszyły się doskonałą opinią, obraz staje się mniej różowy. Okazuje się, że CVT drugiej generacji prawie się podwoiły pod względem zasobów! Dotknięci ogólną tendencją współczesnego przemysłu samochodowego do upraszczania (w złym tego słowa znaczeniu) udanych projektów i obniżania kosztów produkcji. Na przykład, ze względu na charakter zużycia różnych elementów, wyraźnie widać, że w wariatorach drugiej generacji stosuje się metal niższej jakości.
Samozniszczenie
Najnowszy model JF015E należy do rodziny CVT7. Jatco nie klasyfikuje go jako konkretnego pokolenia.
JF015E to samodzielny projekt przeznaczony wyłącznie do silników benzynowych o małej objętości. Ten wariator jest instalowany głównie w samochodach koncernu Renault-Nissan z silnikami 1.6, na przykład w Nissanie Juke i Qashqai, Renault Kaptur i Fluence.
Główną cechą konstrukcyjną JF015E jest obecność dwustopniowej przekładni planetarnej. Przy prędkościach do 100 km / h zaangażowany jest pierwszy etap, powyżej - drugi. Taki schemat umożliwił znaczne zmniejszenie wielkości stożków, a tym samym całkowitych wymiarów wariatora. Ten pomysł był dobry na papierze, ale w rzeczywistości okazał się konstruktem, który sam się zabija.
Ze względu na nieprzemyślaność wielu rozwiązań i oszczędności w produkcji, części wariatorów podlegające naturalnemu zużyciu giną kilka razy szybciej. Ponadto cierpią nawet elementy przekładni planetarnej, co na ogół nie jest typowe dla jednostek bezstopniowych.
Łożyska Jatco są dostarczane przez NSK. Produkty te są dostępne bezpłatnie na rynku wtórnym. Zestaw trzech głównych łożysk stożków kosztuje 13 000-14 000 rubli.
Ze względu na słabą jakość metalu łożyska stożków i ich gniazda w obudowie wariatora szybko się zużywają. Opiłki metalowe są przenoszone przez układ hydrauliczny, zatykając solenoidy sterownika hydraulicznego i zawór bezpieczeństwa pompy olejowej. Ciśnienie oleju jest poza zakresem, a wariator szybko się poddaje.
Wewnętrzne elementy w stożkach, które zapewniają ich ruch, również ulegają aktywnemu zużyciu. Powoduje to, że do układu hydraulicznego dostaje się więcej wiórów.
Średnio JF015E rzadko pokonuje ponad 100 000 km, a pierwsze dzwonki słychać już na 20 000-30 000 km. Naprawy są często niepraktyczne. Nawet niezależne stacje paliw rzadko się na to podejmują. Jedynym sensownym rozwiązaniem jest zakup nowego CVT.
W pocie twarzy
Producenci samochodów często nie doceniają znaczenia układu chłodzenia CVT. W niektórych samochodach (na przykład na obecnym Murano) nie ma pełnowartościowej chłodnicy, podczas gdy w innych jest ona umieszczona w niefortunnym miejscu - przed lewą przednią wyściółką nadkola. Tam jest aktywnie zatkany brudem i zgnilizną. Dotyczy to zarówno świeżych, jak i starszych modeli. Odmowa zainstalowania chłodnicy w „przedreformowanym” Outlanderze obecnej generacji doprowadziła do tego, że wariator JF011E zaczął się często przegrzewać. W rezultacie producent przyznał się do błędu i zwrócił wymiennik ciepła.
Odpowiednia wydajność systemu chłodzenia ma kluczowe znaczenie dla kondycji wariatora. Na szczęście na rynku dostępne są różne zestawy grzejników za rozsądne pieniądze. Niektóre zestawy są przeznaczone do montażu w zwykłym miejscu - przed nadkolem, inne - na przykład przed parą wymienników ciepła silnika i klimatyzacji. W zależności od modelu samochodu montaż grzejnika pod klucz kosztuje od 9000 do 13 000 rubli.
Będziesz trzeci
Dziesiąta rodzina została zastąpiona serią CVT8. Są to wariatory trzeciej generacji. Na naszym rynku reprezentowany jest przez modele JF016E i JF017E. Pomimo pełnej zmiany pokoleniowej, nowe wariatory budowane są na bazie przodków.
CVT JF016E zastąpił „starego człowieka” JF011E i odziedziczył jego gamę silników. Wśród jego przewoźników są na przykład Nissan Qashqai i nowa generacja X-Trail. Podobnie zmieniły się miejsca serii JF017E i JF010E – nowy CVT został zarejestrowany pod maską świeżych crossoverów Nissan Pathfinder i Murano, a także Infiniti QX60/JX35.
Jednostki trzeciej generacji różnią się od siebie silniej niż ich poprzednicy. Wzmocnienie elementów wariatora JF017E w celu strawienia wyższego momentu obrotowego wymagało użycia pasa kołkowego (tzw. łańcucha), podczas gdy JF016E zachował zwykły pas płytowy.
Podstawa konstrukcyjna rodziny CVT8 jest dwojaka. Z jednej strony – uproszczona ze względu na potanienie produkcji „żelazka” z dziesiątej serii, a z drugiej – nadmierna komplikacja układu sterowania. Zarówno to, jak i drugie doprowadziło do zauważalnego, półtora do dwóch razy zmniejszenia zasobów jednostek. Jednak wariatory CVT8 zachowały łatwość konserwacji. Koszt ich pełnej renowacji jest nawet niższy niż w przypadku przedstawicieli dziesiątej rodziny i zazwyczaj nie przekracza 150 000 rubli.
Korpus zaworu to najbardziej kapryśna jednostka CVT8. Producent zaoszczędził jak najwięcej na „żelaznej” podstawie i usunął silnik krokowy, który w wariatorach z dziesiątej rodziny kontrolował ciśnienie oleju, aby zmienić przełożenie w stożkach. Konstrukcja sterownika hydraulicznego została zmieniona poprzez zastosowanie dodatkowych elektrozaworów nowego typu. I tu też producent był chciwy, wybierając tańsze w produkcji solenoidy, które na wyjściu mają inne parametry. Dlatego przy nowym wariatorze lub korpusie zaworu dostępny jest dysk z indywidualną kalibracją dla każdego zaworu. Jeśli nie zarejestrujesz ich w jednostce sterującej, wariator nie będzie działał poprawnie lub samochód w ogóle nie będzie działał.
To naturalne, że tak skomplikowany sterownik hydrauliczny nie zawsze działa prawidłowo przez długi czas. Ciśnienie oleju w różnych trybach wykracza poza zakres i rozpoczyna się reakcja łańcuchowa. Pył metalowy z powodu poślizgu paska jest przenoszony przez układ hydrauliczny i zabija wariator.
Naprawa uszkodzonego sterownika hydraulicznego nie jest możliwa. Użycie używanych/nowych elektrozaworów lub zespołów również nie powiedzie się, ponieważ nie można znaleźć pasujących kalibracji. Przy demontażu należy kupić sterownik hydrauliczny wraz z jednostką sterującą wariatora i muszą być z tej samej maszyny.
Poza tym funkcje naprawy wariatorów CVT8 i dziesiątej rodziny są takie same. Na przykład modele JF016E i JF017E wykorzystują prawie tę samą pompę olejową, więc zużyty zawór nadmiarowy ciśnienia można wymienić.
DLA OSTRZEŻENIA!
W polityce rutynowej konserwacji od dawna panuje niejednoznaczna sytuacja. Jatco zaleca obowiązkową okresową wymianę oleju w swoich przekładniach CVT, a producenci samochodów często twierdzą, że płyn jest przeznaczony na cały okres eksploatacji jednostek. W tej kwestii przedstawiciele dealerów i niezależnych centrów technicznych są zgodni: olej należy wymienić. Jatco zaleca robienie tego co 60 000 km w normalnych warunkach pracy, aw ciężkich warunkach skracanie interwału. Takie podejście gwarantuje wydłużenie żywotności.W przekładniach CVT firmy Jatco stosuje się dwa filtry oleju. Filtr zgrubny znajdujący się w misce wystarczy do wypłukania podczas wymiany oleju. W zależności od modelu wariatora, jednorazowy drobnoziarnisty filtr papierowy znajduje się w zawiasowym wymienniku ciepła lub w oddzielnej obudowie na końcu urządzenia. Serwisanci radzą używać tylko oryginalnego oleju. Wszystkie przekładnie CVT firmy Jatco są bardzo wrażliwe na nieuniknione mieszanie płynów z różnymi pakietami dodatków.
Gdy wariator zaczyna się ruszać (pojawiają się szarpnięcia, kopnięcia, spada dynamika przyspieszenia), nie ma sensu wymieniać w nim oleju w nadziei na naprawę sytuacji. Zwykle objawy te wskazują na znaczne zużycie mechaniczne elementów i konieczność naprawy. W tym przypadku wszystkie rodzaje awaryjnych trybów pracy wariatorów są aktywowane, gdy sytuacja jest już naprawdę zła (na przykład zaczęło się ślizganie paska). Ważne jest, aby nie odkładać wizyty w serwisie. Terminowy kontakt może czasem znacznie obniżyć całkowity koszt naprawy, ponieważ niektóre elementy można zaoszczędzić.
Ewolucja przekładni CVT Jatco potwierdza wspólny smutny wzorzec: każda nowa generacja staje się mniej niezawodna. Jedynym pocieszeniem jest to, że większość wariatorów tej firmy nadaje się do naprawy, a nowe jednostki są nadal dostępne w rozsądnych cenach.
To przykład wśród skrzyń biegów pod względem wydajności przenoszenia momentu obrotowego, ale ten rodzaj skrzyni biegów ma jedno zastrzeżenie, które wielu irytuje, a czasem wręcz zagraża życiu, gwałtowne przyspieszenie w samochodzie wyposażonym w wariator jest niemożliwe, jest to przekładnie, które są tutaj potrzebne.
Pomyśleliśmy o tym w Toyocie i zdecydowaliśmy, dlaczego tak naprawdę nie wrzucić pierwszego biegu w swojej skrzyni biegów CVT? Normalna prędkość na wale przekładni, która zapewniłaby odpowiednie przyspieszenie pojazdu. Ponieważ przy niskich prędkościach lub podczas ruszania pasek napędowy znajduje się w najbardziej nieefektywnej pozycji, gdzie moment obrotowy będzie najwyższy, a bieg będzie niewiarygodnie niski. Trzeba było to obejść.
Nie wcześniej powiedziane, niż zrobione. Nowa skrzynia CVT ma teraz pierwszy bieg, podobnie jak standardowa skrzynia manualna lub automatyczna. Ten dodatkowy element stał się w przekładni CVT nie tylko skutecznym środkiem pomagającym szybciej przyspieszyć samochód, ale także pozwolił zmniejszyć złożoność i zwiększyć niezawodność wariatora, co na pierwszy rzut oka wydaje się dziwne. Wygląda na to, że konstrukcja stała się bardziej skomplikowana, dodano nowy element, ale eksperci uważają, że taka symbioza przyniesie korzyści tylko skrzyni biegów.
Szczegółowe i zrozumiałe informacje o systemie wariatorów Toyoty (w razie potrzeby dołączamy napisy i tłumaczenie):
Ostatnio, w związku z rozwojem technologii inwerterowej i regulacji częstotliwości maszyn elektrycznych, często pojawia się opinia, że napęd wariatorowy z silników elektrycznych o stałej prędkości jest mało obiecujący. Rzeczywiście, za pomocą technologii inwerterowej można zmienić prędkość obrotową silników elektrycznych lub uzyskać stałą częstotliwość prądu z generatorów obracających się ze zmienną prędkością kątową. Ale maszyny elektryczne z regulacją inwerterową w żadnym wypadku nie zastępują ich, ale z napędem wariatorowym.
Chodzi o to, że maszyny elektryczne z regulacją inwerterową należy dobierać w oparciu o maksymalny moment obrotowy przechodzący przez nie. Dla danej mocy oznacza to, że praca przy minimalnych prędkościach wymaga maszyn elektrycznych z największymi wskaźnikami całkowitymi i masowymi. Sytuację pogarsza obniżona wydajność większości maszyn elektrycznych przy niskich częstotliwościach prądu.
Z analizy wynika, że napęd z maszyną elektryczną stałoobrotową i wariatorem jest znacznie wydajniejszy niż napęd z maszyn elektrycznych z regulacją częstotliwości i maszynami prądu stałego, zwłaszcza pod względem masy urządzenia i oczywiście kosztów. Tak więc na przykład możliwe jest uzyskanie maksymalnego momentu obrotowego około 100 Nm w zakresie prędkości roboczych 200 ... 2200 obr./min za pomocą motorowariatora z asynchronicznym silnikiem elektrycznym o mocy 2,2 kW o łącznej masie 30 kg, silnik prądu stałego ze wzbudzeniem sekwencyjnym o mocy 3 kW i masie 125 kg oraz asynchroniczny silnik elektryczny z regulacją częstotliwości o mocy 30 kW z falownikiem o łącznej masie ok. 200 kg. Jednocześnie sprawność instalacji z asynchronicznym silnikiem elektrycznym jest współmierna i waha się od 0,7 do 0,8 w zależności od momentu obrotowego, a dla silnika elektrycznego prądu stałego gwałtownie spada do około 0,3 przy maksymalnym momencie obrotowym.
Zaleta napędu wariatorowego jest najbardziej widoczna przy dużych mocach napędowych, gdy masy jednostek są znaczne lub gdy istnieją poważne ograniczenia masy jednostek. Na przykład, według obliczeń, obecność wariatora zamiast regulacji falownika na potężnych, rzędu megawata lub więcej, turbinach wiatrowych umożliwia zmniejszenie masy generatora o 2 ... 3 razy, a teraz to około 10 ton i więcej. Masa generatora znacząco wpływa na wagę i koszt wieży turbiny wiatrowej o wysokości około 120 m. Dodatkowo turbiny wiatrowe zwykle pracują z mocami mniejszymi niż 25% mocy zainstalowanej, a sprawność falowników przy takich niedociążeniach jest znacznie niższy niż opisywanego wariatora o zoptymalizowanym ciśnieniu zależnym od mocy (co zostało powiedziane dotyczy niemieckich turbin wiatrowych, z którymi autorzy są zaznajomieni z pracy).
W zrozumieniu tego zagadnienia bardzo przydatny jest przykład z technologii motoryzacyjnej. Wiadomo, że silnik samochodu, a także maszyna elektryczna z regulacją częstotliwości, umożliwiają zmianę prędkości obrotowej w szerokich granicach poprzez regulację dopływu paliwa. Jednak próba jazdy autem bez skrzyni biegów, bez względu na to, czy jest stopniowa, czy bezstopniowa, doprowadziłaby do dobrze rozumianego wyniku - silnik miałby masę proporcjonalną do reszty auta. Albo samochód przyspieszałby z intensywnością pociągu towarowego.
Prototyp nowego wariatora jest z naszego punktu widzenia najbardziej obiecującym wariatorem z tarczą planetarną według brytyjskiego patentu nr 1384679, F16H 15/50, 02.19.75, który od dawna jest z powodzeniem produkowany m.in. niemiecka firma Lenze pod nazwą Disco (ryc. 1).
Ryż. 1. Wariator „Disco” firmy „Lenze”: 1 - wał napędzany; 2 - nieruchomy pierścień sprzęgający; 3 - dysk satelitów; 4 - pierścień dociskowy sprzęgła; 5 - oś satelitarna; 6 - satelita; 7 - pierścień zaufania; 8 - wewnętrzne koło słoneczne; 9 - pakiet sprężyn; 10 - wał silnika elektrycznego
Na wale 10 silnik elektryczny ma wewnętrzne koło słoneczne 8 obraca się z prawie stałą prędkością kątową. Zewnętrzne koło słoneczne składa się z pierścienia oporowego 7 i pierścień dociskowy sprzęgła 4 ... Pomiędzy wewnętrznym i zewnętrznym kołem słonecznym znajdują się satelity. 6 montowane na osiach 5 ... Satelity poruszają się swobodnie w kierunku promieniowym w szczelinach na płyty 3 przez który moment obrotowy przenoszony jest na wał napędzany 1 .
Zmiana przełożenia w wariatorze „Disco” odbywa się, gdy skrzynia biegów pracuje na siłę, poprzez obrót za pomocą przekładni śrubowej lub ślimakowej. Podczas obracania pierścienia dociskowego sprzęgła, który podobnie jak pierścień nieruchomy, 2 , o profilu falistym, porusza się w kierunku osiowym, w wyniku czego zmienia się szczelina między pierścieniem dociskowym a oporowym. Gdy szczelina się zmniejsza, satelity są ściskane do środka, ściskając pakiet sprężyn 9 ... W ten sposób zmniejsza się przełożenie wariatora. Gdy pierścień dociskowy obraca się w przeciwnym kierunku, szczelina zwiększa się, a pośrednie stożkowe tarcze pod działaniem pakietu sprężyn pędzą na obrzeże, zwiększając przełożenie.
Należy zauważyć, że najnowsza seria wariatorów „Disco” wyposażona jest w układ serwo z dodatkowym silnikiem i napędem do automatycznej zmiany przełożenia np. w zależności od momentu oporu na wale wyjściowym.
Oprócz dużej zwartości, schemat wariatora planetarnego zapewnia zwiększone wartości wydajności, szczególnie przy małych przełożeniach zbliżonych do jedności (przypomnijmy, że przy przełożeniu równym jedności cały mechanizm planetarny działa jako całość bez żadnych strat podczas rozruchu). Ta właściwość jest szczególnie ważna w przypadku samochodów, ponieważ największa moc silnika i czas pracy występują tutaj właśnie na takich przełożeniach, które w motoryzacji nazywane są „wyższymi”. Należy zauważyć, że to wariator tarczowy, w przeciwieństwie do innych typów wariatorów, najlepiej nadaje się do układu planetarnego, ponieważ wszystkie jego elementy robocze obracają się w tej samej płaszczyźnie i nie podlegają bardzo silnym wpływom żyroskopowym, które niekorzystnie wpływają na łożyska satelitów. Przekładnie CVT z elastycznym sprzęgłem są praktycznie nieodpowiednie do stosowania zgodnie ze schematem planetarnym. Pod względem nośności i wydajności jest to jeden z najlepszych CVT.
Disco CVT mają jednak następujące istotne wady, których analiza jest niezbędna do zrozumienia działania nowego CVT.
Brak możliwości zwiększenia przenoszonego momentu obrotowego i mocy poprzez proste zwiększenie liczby rzędów talerzy, jak to ma miejsce w wariatorach wielotarczowych. Wynika to z faktu, że zewnętrzna i wewnętrzna centralna tarcza cierna poruszają się w przeciwnych kierunkach, gdy zmienia się przełożenie. Na przykład, gdy zewnętrzne dyski są połączone, wewnętrzne rozsuwają się i odwrotnie.
Zewnętrzne i wewnętrzne tarcze cierne są sztywnymi, praktycznie osiowo nieodkształcalnymi elementami, dzięki czemu siła docisku jest odbierana przez sześć satelitów tylko w 70% punktów styku. Powoduje to spadek wydajności i dopuszczalnych naprężeń stykowych, zwiększa prawdopodobieństwo zakleszczenia oraz wymaga bardzo precyzyjnej grubości dysków satelitarnych (ścisła tolerancja na różnice grubości), co zwiększa koszt produktu.
Bardzo niekorzystne warunki docisku tarcz ciernych związane ze sposobem regulacji przełożenia. Ciśnienia w zewnętrznych i wewnętrznych stykach ciernych bez względu na efekty odśrodkowe w tych wariatorach są takie same i rosną wraz ze wzrostem prędkości wału wyjściowego, czyli ze spadkiem przełożenia ("ściskanie" satelitów w kierunku Centrum). W tej samej pozycji efekty odśrodkowe satelitów są maksymalne, dodatkowo znacząco obciążając ich strefy kontaktu z wewnętrznymi dyskami. Z analizy wynika, że wymagane, czyli optymalne siły nacisku są wprost przeciwne do istniejących, dlatego przy małych przełożeniach styki satelitów z dyskami zewnętrznymi są silnie – dziesięciokrotnie – przeciążone. Konsekwencje tych zwężeń można zobaczyć na ryc. 2, który pokazuje eksperymentalne zależności sprawności wariatora „Disco” i nowego wariatora progresywnego z tarczą planetarną od prędkości wału wyjściowego. Największy spadek sprawności obserwuje się w przekładniach CVT „Disco” w najczęściej używanym, zwłaszcza w samochodach, trybie maksymalnych prędkości obrotowych wału wyjściowego (minimalne przełożenia).
Ryż. 2. Eksperymentalne wykresy wydajności w funkcji prędkości wału wyjściowego: 1 - nowy progresywny wariator planetarny; 2 - wariator "Disco" firmy "Lenze"
Sposób regulacji przełożenia wariatorów „Disco”, określony przez ich konstrukcję, nie ma zastosowania do ich stosowania w samochodach i innych maszynach z dynamiczną zmianą trybów pracy. Oprócz niekorzystnych warunków docisku tarcz spowodowanych tą metodą, nawet w obecności serwosystemu zmiany przełożenia, systemu czujników i elektronicznej jednostki sterującej, reakcja mechanizmu na wzrost siły docisku zewnętrznych tarcz (a tak zmienia się przełożenie) nie następuje bardzo szybko. Ruch satelitów następuje dzięki elastycznym odkształceniom stalowych dysków twardych i odbywa się bardzo powoli - do 250 sekund. Nie można tutaj przeprowadzić operacyjnej zmiany przełożenia przez bezpośredni ruch satelitów.
Tymczasem schemat planetarny samego wariatora dyskowego jest na tyle obiecujący w porównaniu z innymi wariatorami, że autorzy uznali za celowe stworzenie na tej podstawie wariatora pozbawionego zauważonych wad i zapewniającego następujące użyteczne właściwości.
Konstrukcja wielotarczowa z osiowym wyrównaniem zewnętrznych i wewnętrznych rzędów tarcz ciernych. Zwiększy to nośność wariatora proporcjonalnie do liczby rzędów talerzy przy nieznacznym zwiększeniu jego wymiarów na całej długości.
Równomierne zaciskanie wszystkich stref styku dla dowolnej liczby satelitów, co pozwala uniknąć zakleszczeń przy wysokich wartościach napięć styku, dopuszczalnych dla punktu początkowego styku. Osiąga się to dzięki zastosowaniu sprężyście giętkich centralnych tarcz ciernych, które kompensują różnicę w grubości satelitów.
Zoptymalizowane automatyczne mocowanie tarcz ciernych w zależności od przełożenia wariatora. Umożliwia to uwzględnienie zmieniającego się współczynnika tarcia sprężystego hydrodynamicznego (EHD) w kontaktach ciernych, który również zależy od przełożenia wariatora. Z analizy wynika, że dla wielu najważniejszych zastosowań wariatorów ten sposób dociskania elementów ciernych jest najbardziej odpowiedni.
Dotyczy to np. napędów z maszyn elektrycznych prądu przemiennego o praktycznie stałej prędkości. Zapewniając najlepszą wydajność przy maksymalnej mocy, ta metoda zaciskania praktycznie nie zmniejsza wydajności nawet przy zmniejszeniu zużycia energii o 2 ... 3 razy, ponieważ zaciskanie w tej liczbie bardzo nieznacznie zmniejsza wydajność (porównaj dziesiątki razy zaciskanie dla przekładni CVT „Disco” ).
To samo dotyczy najbardziej masywnego i obiecującego konsumenta CVT - samochodu. Nie wchodząc w niuanse tego dość złożonego zagadnienia, zauważamy, że w trybach pełnego zasilania paliwem, a mianowicie w tych trybach, działają nowoczesne układy przekładni samochodowych z wariatorami, zależność ciśnienia tarcz od przełożenia jest najbardziej efektywny. Ma działać przy częściowych trybach zasilania paliwem tylko w rzadkich przypadkach, a nawet w tym samym czasie sprawność samego silnika spada tak gwałtownie, że nastąpi nieznaczny spadek sprawności wariatora z powodu ściągnięcia tarcz praktycznie niewidoczne tutaj.
Na takich potencjalnie masowych odbiornikach wariatorów o wysokiej sprawności, jakimi są elektrownie wiatrowe, założony sposób prasowania jest najlepszy, ponieważ tutaj wszystkie parametry mocy wariatora, w tym ciśnienie, zależą od prędkości obrotowej koła wiatrowego, a to, przy stałej prędkości obrotowej generatora, oznacza to, że zależy to od zależności wariatora przekładni.
Najważniejszą rzeczą, naszym zdaniem, właściwością jest samoregulacja, adaptacyjność lub użycie terminu używanego dla wariatorów - „postępowość”. Ta właściwość jest szczególnie cenna, gdy nie jest osiągana przez zastosowanie dodatkowych skomplikowanych, drogich i zawodnych systemów serwo mocy z czujnikami, elektronicznymi jednostkami sterującymi i serwomotorami z siłownikami, ale jest organicznie charakterystyczna dla tej konstrukcji wariatora. Osiąga się to w projekcie nowego wariatora poprzez połączenie systemów ciśnieniowych i zmianę przełożenia. Dodatkowo przewidziano możliwość wymuszonej (na żądanie operatora) zmiany w locie stopnia tej progresywności lub „miękkości” zależności prędkości obrotowej od momentu oporu na wyjściu. Oczywiście przewidziana jest również bezpośrednia wymuszona zmiana przełożenia, w tym w wielu przypadkach na stacjonarnym wariatorze, co jest zasadniczo niemożliwe w przypadku wariatorów „Disco” i przytłaczającej większości innych wariatorów ciernych.
Te właściwości nowego wariatora, który od około 20 lat jest opracowywany na Moskiewskim Państwowym Uniwersytecie Przemysłowym (MGIU), znajdują odzwierciedlenie w rosyjskich patentach.
Schemat wariatora pokazano na ryc. 3. Na tym schemacie wariator zawiera tylko dwa rzędy centralnych tarcz ciernych - stałe zewnętrzne 9 zainstalowany w etui 18 i wewnętrzne 5 z satelitami umieszczonymi między nimi 7 za pomocą sprężyn Belleville (lub po prostu płaskich talerzy) 4 oraz 8 , odpowiednio. Jednak zgodnie ze schematem jasne jest, że może być tyle rzędów, ile osi satelitów jest w stanie wytrzymać pod względem wytrzymałości i sztywności. 10 i ich łożyska 6 ... Nie wyklucza się również podpór pośrednich na osiach. 10 , głównie gdy liczba wierszy jest większa niż cztery. Liczba satelitów w jednym rzędzie to głównie sześć, tak jak w wariatorach „Disco”, chociaż dla potężnych urządzeń o małym zakresie zmienności (np. dla potężnych turbin wiatrowych) może być ich do 12 ... Namiar 6 osie 10 są na jednym końcu wahaczy 19 , na drugich końcach znajdują się przeciwwagi 11 , z których jedna grupa wyposażona jest w rolki 12 umieszczone w wyprofilowanych rowkach 20 dysk 13 podłączony do wału wyjściowego 17 .
Ryż. 3. Schemat ideowy nowego wariatora progresywnego z tarczą planetarną: 1 - oś dźwigni obrotowych; 2 - przewoźnik; 3 - wał wejściowy; 4 - Wiosna Belleville; 5 - wewnętrzna centralna tarcza cierna; 6 - łożyska satelitów; 7 - satelita; 8 - płaska sprężyna talerzowa; 9 - stała zewnętrzna centralna tarcza cierna; 10 - oś satelitów; 11 - przeciwwaga; 12 - klip wideo; 13 - tarcza szczelinowa; 14 - ramię dźwigni; 15 - wiosna; 16 - mechanizm dźwigniowy; 17 - wał wyjściowy; 18 - korpus epicykla; 19 - ramię obrotowe; 20 - ukształtowana szczelina tarczy szczelinowej; ZhSM to płynny środek smarny.
Dźwignie obrotowe 19 usiądź na osiach 1 zamocowany w nośniku 2 ... Rolki 12 są dociskane do obrzeża przez sprężyny 15 , którego siłę można zmienić na siłę za pomocą mechanizmu dźwigni 16 , na której akcja odbywa się za pomocą dźwigni 14 ... Dźwignię można przesuwać zarówno ręcznie (np. za pomocą mechanizmu śrubowego, jeśli konieczne jest wymuszenie wymaganych przełożeń), jak i za pomocą wzmacniaczy o elastycznej charakterystyce (np. komory pneumatyczne sterowane z układu pneumatycznego). Należy zauważyć, że wariator jest progresywny i bez mechanizmu zmiany siły sprężyn. Ale wtedy będzie miał tylko jedną „miękką” wydajność, taką jak konwerter momentu obrotowego lub silnik prądu stałego ze wzbudzeniem szeregowym. Opisany mechanizm zmiany siły sprężyn (zarówno w kierunku malejącym, jak i narastającym) zmienia jedynie stopień „miękkości” charakterystyki wariatora, umożliwiając jego pracę w dowolnym trybie, co jest szczególnie ważne w przypadku samochodowej automatycznej skrzyni biegów . W tym przypadku dźwignia 14 będzie połączony z pedałem kontroli prędkości pojazdu, ze wspomaganiem lub bez.
Gdy zmienia się moment obrotowy na wale wyjściowym 17 , klip wideo 12 wcześniej w gnieździe 20 w stanie zrównoważonym, pod działaniem sił sprężyn 4 , 8 , 15 , siły styczne momentu roboczego i inne siły w mechanizmie wariatora, zmieniają swoje położenie w szczelinie, zmieniając przełożenie. Sprężyny naciskowe 4 oraz 8 jednocześnie ulegają sprężyście odkształceniu na skutek klinowego działania satelitów, co przy obracaniu się tarcz ciernych wiąże się z nieznacznym oporem tarcia, a dzięki specjalnie dobranej charakterystyce „siła-odkształcenie” zapewniają optymalny nacisk na tarcze cierne pod względem wydajności, z marginesem β = 1,25 ... 1,5. Otwór 20 można go również wykonać w takim profilu, gdy tylko zmniejsza lub całkowicie eliminuje wysiłek przenoszenia wałka 12 przy zmianie przełożenia. Tak więc właściwość progresywności jest niejako „wrodzoną” właściwością nieodłączną od konstrukcji wariatora i jest osiągana tylko poprzez wybór kształtu szczeliny 20 i sztywność sprężyny 15 .
Prototyp opisanego wariatora w postaci motorowariatora został obliczony i zaprojektowany przez autorów tej pracy i wyprodukowany w AMO ZIL według wspólnego planu tematycznego z Moskiewskim Państwowym Uniwersytetem Przemysłowym (MGIU). Przy obliczaniu wariatora wykorzystano metody i programy stworzone przy udziale autorów. Wariator zaprojektowano przy użyciu systemu modelowania CATIA 3D (rys. 4). Należy zauważyć, że prototyp motorowariatora, który ma niezależne znaczenie dla ogólnych celów przemysłowych, dla AMO ZIL jest pierwszym etapem tworzenia automatycznej bezstopniowej skrzyni biegów, w szczególności dla autobusu ZIL-3250.
Ryż. 4. Widok izometryczny motorowariatora
Do badań motorowariator został wyposażony w urządzenie hamujące z bębnem hamulcowym chłodzonym wodą i możliwością regulacji momentu hamowania (rys. 5).
Ryż. 5. Widok ogólny silnika wariatora z urządzeniem hamującym
Testy prototypu wykazały, że wariator jest naprawdę progresywny, ma „miękką” charakterystykę, pokazaną na ryc. 6.
Ryż. 6. Zależność momentu wyjściowego m od prędkości wału wyjściowego n 2 i przełożenie skrzyni i silnik wariatora
Ponadto przy wysokich przełożeniach, w tym przypadku kinematycznych, równym i= 9, a rzeczywistość to około i= 13, poślizg osiągnął 35%, a wartość przenoszonego momentu rosła. Tę niezwykłą „przeżywalność” wariatora ciernego tłumaczymy wysoką wartością współczynnika spinu przy wysokich przełożeniach tego wariatora. prof. H. Vojacek w laboratorium tribologicznym w Gmund w Niemczech. Jak wiadomo, przy niskich wartościach współczynnika wirowania nawet niewielkie wartości poślizgu powodują spadek współczynnika tarcia UHD i poślizg przenoszenia tarcia, co potwierdzają liczne testy na stojakach rolkowych.
Koncepcja nowego progresywnego CVT w jego motoryzacyjnym celu jako automatycznej bezstopniowej skrzyni biegów została opisana jako integralna część samochodowej hybrydy oraz jako nowy obiecujący typ napędu pojazdu, w którym wariator jest wbudowany w piastę koło napędowe - variowheel, w.
Największa zaprojektowana konstrukcja oparta na opracowanym wariatorze to wariator-mnożnik dla turbiny wiatrowej o mocy 680 kW. Należy zauważyć, że podwójny wariator o tej mocy z jednym mechanizmem sterującym umieszczonym pośrodku może przekazywać moc 1,5 MW, co jest wystarczające dla najpopularniejszego modelu turbiny wiatrowej w przyszłości. Należy zauważyć, że zarówno moc przenoszona przez każdą strefę styku w tym przypadku, a zwłaszcza straty mocy, które zamieniają się w ciepło, są tutaj znacznie mniejsze niż strefa styku nawet o mniejszych rozmiarach jest w stanie przekazać, co pokazuje przykład testy na stoiskach.
Jako płynny środek smarny (ZhLM) zakłada się stosowanie zarówno oleju silnikowego (na przykład do skrzyni biegów do autobusu ZIL-3250, który ma dużą rezerwę mocy), jak i specjalnie opracowanych ciągników Santotrac i Variotrac szeroko produkowanych w USA i Niemcy, a także krajowy traktant VTM-1. Należy pamiętać, że zastosowanie traktorów znacznie zwiększa nośność, trwałość i wydajność wariatorów, a perspektywy ich zastosowania nie budzą wątpliwości.
Źródła informacji:
- Wielotarczowy wariator planetarny / N.V. Gulia. - Patent Rosji №2140028; 26.05.98.
- Automatyczna bezstopniowa skrzynia biegów / N.V. Gulia. - Patent Rosji №2138710; 16.06.98.
- Gulia N.V., Yurkov S.A., Petrakova E.A., Kovchegin D.A., Volkov D.B. Metodologia obliczania głównych parametrów wariatora tarczy ciernej // Podręcznik. Czasopismo inżynierskie. - 2001. - nr 1. - str.30 ... 39.
- Vojacek H., Traktionsfluide Struktur und Eigenschaften vor alle Reibungsverhalten, Elmatik GmbH, 8036 Herrsching 2 / BRD, 1985.
- Otrokhov V.P., Gulia N.V., Petrakova E.A., Yurkov S.A. Przekładnia bezstopniowa dla ZIL-5301 // Przemysł motoryzacyjny. - 1998. –№7. - str.16 ... 18.
- Gulia N.V., Własow A.E., Jurkow S.A. Mechaniczna przekładnia bezstopniowa do samochodów ciężarowych i autobusów. Perspektywy użytkowania // Truck & Bus, trolejbus, tramwaj. - 1999 r. - nr 12. - P.7 ... 12.
- Gulia N.V., Jurkow S.A. Hybrydowe zasilacze do autobusów miejskich // Truck & Bus, trolejbus, tramwaj. - 2000. - nr 1. - P.10 ... 14.
- Gulia N.V., Jurkow S.A. Nowa koncepcja pojazdu elektrycznego // Motoryzacja. - 2000. - nr 2. - str.14 ... 17.
- Gulia N.V., Martin F., Jurkow S.A. Varioleso i jego perspektywy dla samochodów // Przemysł motoryzacyjny. - 2000. - nr 10. - S. 19 ... 21.
- Elmanov I.M., Kolesnikov V.I. Procesy termolepkosprężyste trybosystemów w warunkach kontaktu sprężysto-hydrodynamicznego. - Rostów nad Donem: Centrum Wyższej Szkoły, 1999 .-- 173 s.
Przegrzewają się przy dużej prędkości i nie są opłacalne poza gładkim asfaltem! Nie działają nawet przy niekrytycznych obciążeniach!
Pogłoski o wątpliwej niezawodności przekładni bezstopniowych (CVT) pojawiają się prawie szybciej niż pojawia się kolejny nowy model z wariatorem. Co więcej, rodzą się coraz częściej wokół crossoverów z napędem na wszystkie koła, których skrzynie biegów są najbardziej obciążone i często pracują na granicy możliwości - przede wszystkim w trudnym terenie. A te plotki nie są bezpodstawne: są problemy! Jak pokazuje praktyka, zdarzają się one również w mniej ofensywnych sytuacjach – nawet na miejskim asfalcie.
Dlatego w różnych testach zebraliśmy trzy crossovery z napędem na cztery koła - nowego Nissana-Qashqai ze zmodernizowaną skrzynią biegów najnowszej generacji, Subaru Forester i zaktualizowanego Mitsubishi Outlander. Poza startem w naszych testach wzięła udział Toyota-RAV4 z napędem na jeden koła. Teraz możesz kupić jeden, i to z wariatorem.
Wiele osób słyszało o przegrzewaniu się przekładni CVT przy dużych prędkościach. Testerzy Za Rulem wiedzą o tym z własnego doświadczenia: przegrzanie transmisji Outlandera w zeszłorocznym teście (ZR, 2013, nr 7) skłoniło do rozpoczęcia tych testów. I tym razem wzięliśmy zaktualizowanego Outlandera, któremu producent zwrócił chłodnicę wariatora (za naszym naciskiem - patrz ZR, 2014, nr 8). Oczywiste jest, że grzejnik musi zapewniać optymalny reżim temperaturowy dla urządzenia i chronić go przed przegrzaniem. Czy to pomogło?
Samochody były sprawdzane w trybie zbliżonym do limitu i typowym raczej dla nieograniczonych niemieckich autostrad. Mamy tak mało ludzi, którzy podróżują, a nie ma dokąd podróżować - ale czystość eksperymentu jest dla nas ważna! Po szybkim pierścieniu wielokąta przejechaliśmy 250 km ze średnią prędkością około 170 km/h. Jeśli wariatory wytrzymują takie tempo, nie ma potrzeby martwić się o ich zdrowie w normalnych warunkach pracy.
Przewijając rundę po rundzie, uważnie monitorujemy zachowanie maszyn. I… nie znajdujemy nic ciekawego. Ani jeden samochód nie wykazywał nawet śladu przegrzania skrzyni biegów - wszystko działało bez najmniejszej krytyki. Więc w tym teście nie ma zwycięzcy. Ale o wiele ważniejsze jest to, że nie ma też przegranych! Tak więc grzejnik wariatora wszczepiony w Outlander doskonale radzi sobie w tych warunkach ze swoim zadaniem.
1. Nie musisz się martwić o zaktualizowaną w tym roku transmisję Outlandera: wytrzyma duże prędkości.
2. "Forester" z silnikiem o mocy 241 koni oczywiście jest w stanie jechać szybciej niż konkurenci, ale nie znaleźliśmy żadnych oznak przegrzewania się skrzyni biegów.
3. „Qashqai” również bezbłędnie przeszedł test prędkości.
4. Toyota z napędem na przednie koła pomyślnie przeszła test prędkości w tym samym trybie, co rywale z napędem na wszystkie koła.
Ten test okazał się najtrudniejszy dla samochodów. Wysokość przeszkody to 185 mm (to jeszcze nie najwyższy krawężnik wśród tych, na które kierowcy gotowi są szturmować). Cel: wspiąć się na nią przednimi, a następnie tylnymi kołami, ustawiając samochód pod kątem prostym do „chodnika”. Następnie musisz powtórzyć ćwiczenie, ale w odwrotnej kolejności. Powinieneś oczywiście jechać vnatyag, ponieważ nawet najbardziej zagorzali zdobywcy chodników nie odważą się wskoczyć na tak wysoki krawężnik z przyspieszenia.
Idąc do przodu, Subaru bez stresu pokonało przeszkodę. I odmówił cofania się na krawężniku. Co więcej, elektronika, chroniąca skrzynię biegów, po prostu nie pozwala na buksowanie kół, a silnik nie pozwala na nabranie rozpędu. Jak to? W mieście można odmówić takiego szturmu i zawrócić sto osiemdziesiąt, ale co jeśli taka „zasadzka” wydarzy się na drodze? Wszystko na odwrót - nie ma mowy?
Mitsubishi zachowało się w ten sam sposób. Co więcej, odmówił wjazdu na krawężnik wstecz, nawet po włączeniu trybu Lock, który sztywno blokuje sprzęgło napędu tylnego koła.
A potem fotograf nagle poprosił o ponowne wjechanie na krawężnik - znowu przed. Outlander pewnie przeskoczył krawężnik przednimi kołami i odmówił tylnymi kołami, chociaż na desce rozdzielczej nie błysnęła ani jedna lampka awaryjna. Silnik po prostu nie obracał się powyżej 1200 obr./min, a koła stały w miejscu. Postanowiliśmy poczekać około dziesięciu minut. I zgadłeś: samochód z chłodzoną skrzynią biegów, jak za pierwszym razem, przeskoczył przeszkodę tylnymi kołami.
Najbardziej wytrwałym okazał się Qashqai. Jadąc do przodu, z łatwością pokonywał krawężnik zarówno przednimi, jak i tylnymi kołami - i równie pewnie wracał. Ale po pokonaniu przeszkody tylnymi kołami „Qashqai” wstał. Potem zabrakło prochu: przednie koła nie kręcą się, silnik nie chce rozpędzić się. Niemniej jednak, zgodnie z liczbą ćwiczeń wykonywanych po raz pierwszy, „Qashqai” jest liderem w tym teście. Mitsubishi i Subaru podzieliły drugie i trzecie miejsce.
Wpuszczają także Toyotę z pojedynczym napędem na krawężnik. Po lekkim skręceniu kół odmówiła pokonania go zarówno do przodu, jak i do tyłu. To logiczne - a jak na samochód z napędem na przednie koła to wcale nie jest wstyd.
5. „Mitsubishi” bez wahania pokonał przeszkodę do przodu, ale nie mógł jej pokonać na odwrót.
6. Posuwając się do przodu, Subaru z łatwością pokonał krawężnik 185 mm, ale odmówił powrotu.
7. Zwycięzcą testu został „Qashqai”. Pokonywał przeszkodę nawet na biegu wstecznym - jednak tylko tylnymi kołami.
8. Toyota z napędem na przednie koła nie radzi sobie z takimi przeszkodami.
Nie byliśmy w stanie przegrzać wariatorów przy dużych prędkościach. Spróbujmy to zrobić w trybach przejściowych, symulując częste wyprzedzanie?
Wykonujemy kilka przyspieszeń z rzędu w trybie „pedał do podłogi” – od 60 do 100 km/h oraz od 80 do 120 km/h. Żaden z samochodów nie wykazywał niezadowolenia: czas przyspieszania waha się w granicach błędu.
Komplikujemy zadanie. Po osiągnięciu 100 i 120 km/h – ostre hamowanie do odpowiednio 60 i 80 km/h. I od razu – nowe przyspieszenie, znowu w trybie „pedał do podłogi”. Dopiero po takiej kpinie udało nam się wyłapać pewną zadumę. Po gwałtownym wciśnięciu pedału gazu silniki początkowo nie rozpędzają się o więcej niż 2500 obr/min i utrzymują auto przez kilka chwil. Co to za chwile? Dla Mitsubishi i Toyoty - 0,2-0,3 s, podczas normalnej pracy są całkowicie niewidoczne. „Nissan” stracił do siebie 0,8-1,0 s. Ale właściciel raczej nie odczuje tego „w życiu codziennym”. Co więcej, otrzymaliśmy te dane w trybie niemal wyścigowym - z ostrym przyspieszaniem i zwalnianiem.
Niemniej jednak, zgodnie z kryteriami formalnymi, pierwsze miejsce dajemy „Subaru”, drugie – „Mitsubishi”, trzecie – „Nissan”. A niezwykła „Toyota” w tym teście wypadła nie gorzej niż drugi „Mitsubishi”.
Samochody spokojnie mijają suchy pas. Wspinaliśmy się tutaj głównie po to, aby przetestować samochody na stromym, ale suchym, glebowo-piaszczystym podjeździe. Samochody nie rywalizowały szybkością - silniki są zbyt różne. Zadanie testerów jest niezwykle proste: wstać kilka razy i ocenić zachowanie transmisji. We wszystkich samochodach wykorzystali maksimum swoich możliwości: w Nissanie wybrali tryb Lock, w Mitsubishi wciskali przycisk 4WD, w Subaru - X-Mode.
Wszystkie samochody z napędem na cztery koła pewnie wjechały na wzgórze, bez kaprysów, co oznacza, że znów nie ma przegranych ani zwycięzców. Nie stwierdziliśmy żadnych oznak nadmiernego stresu czy przegrzania przekładni.
Toyota z napędem na przednie koła nie wjechała na to wzgórze - nie miała wystarczającej „przyczepności”: gdybyśmy założyli na nią ostrzejsze opony, pokonałaby wzrost, ale nadal nie może konkurować z wszystkimi- pojazdy z napędem na koła.
Zapewne prasowanie serwisu godzinami może sprawić, że wariatory będą niezadowolone. Ale trudno sobie wyobrazić taką potrzebę crossoverów w prawdziwym życiu. Więc znowu jest remis.
1. „Outlander” zdał egzamin „Wyprzedzanie” znakomicie.
2. „Subaru” – zwycięzca testu „Wyprzedzanie”: przeszedł wszystkie testy bez najmniejszej krytyki.
3. Największe opóźnienie w działaniu CVT po serii „wyścigowych” przyspieszeń i zwolnień występuje w Nissanie, ale okazało się to znikome.
4. Zamyślenie wariatora Toyoty po kilku drwiących przyspieszeniach i opóźnieniach jest minimalne.
5. „Outlander” zdał test „Rise” bez żadnych uwag.
6. Możliwości silnika i skrzyni biegów Forestera są takie, że strome wzniesienia można pokonać z niewielkim przyspieszeniem lub bez.
7. Nie znaleźliśmy żadnych oznak niezadowolenia ze skrzyni biegów Nissana na suchej wiejskiej drodze ze stromymi podjazdami i zjazdami.
8. „Toyota” z napędem na przednie koła nie wzięła windy, ale miała do tego pełne prawo.
SPINY-SPINY
Aby zmienić przełożenie w wariatorze, zastosowano stalowy pasek wielodrążkowy, który łączy dwa przesuwne koła pasowe o stożkowych powierzchniach. Pas składa się z wielu płyt połączonych stalowymi taśmami. Dzięki stożkowym bloczkom styka się z bocznymi powierzchniami płyt, na których znajdują się niewielkie, ledwo zauważalne ukośne nacięcia poprawiające przyczepność. Jednoczesna zbieżność i rozbieżność stożków napędzającego i napędzanego koła pasowego zmienia promienie, wzdłuż których porusza się taśma. Odpowiednio zmienia się przełożenie skrzyni biegów. Dzieje się tak cały czas, w zależności od trybu jazdy. Dlatego tak zwane transmisje wariatora są wirtualne. Wariator zawiera mechanizm wyboru kierunku ruchu, dwie pary stożków z paskiem stalowym, reduktor, przekładnię główną z mechanizmem różnicowym oraz jednostki sterujące.
W Mitsubishi Outlander (działanie jego wariatora pokazano na schematach) jest zainstalowany najpopularniejszy wariator, Jatko-JF011E. Moment obrotowy z silnika przenoszony jest poprzez konwerter momentu obrotowego (podobny do tych w automatycznych skrzyniach biegów) na mechanizm zmiany kierunku, w którym znajduje się przekładnia planetarna oraz dwa komplety tarcz dociskowych - sprzęgła. W zależności od kierunku ruchu (do przodu lub do tyłu) jednostka sterująca wydaje polecenie skompresowania jednego z pakietów płyt. Dalej, przez pasek, moment jest podawany na redukcję. Od niego - do głównej pary i do kół napędowych.
W trybie „neutralnym” - N - oba pakiety dysków mechanizmu zmiany kierunku są wyłączone. Epicykl przekładni planetarnej obraca się swobodnie wraz z wałem napędowym wariatora - moment nie jest przenoszony na koło pasowe napędowe.
W trybie parkowania - P - sytuacja jest podobna, chodzi tylko o mechanizm blokujący, którego zatrzask zaczepia się o wieniec napędzanego koła pasowego.
Po przesunięciu selektora do pozycji D jeden z pakietów dysków zostaje ściśnięty, łącząc epicykl z kołem słonecznym zamontowanym na kole napędowym, pomiędzy stożkami, których zaciśnięty jest pasek. Ponadto moment jest przenoszony przez pasek na napędzane koło pasowe, z niego na reduktor, główny bieg - i na koła.
W przypadku cofania (R) przedni pakiet dysków jest rozszerzany, a tylny pakiet dysków jest odpowiednio skompresowany. Nośnik, na którego osiach satelity się zatrzymują. Moment z wału napędowego trafia do epicyklu, a z niego do satelity. Koło słoneczne powiązane z satelitą obraca się w przeciwnym kierunku z powodu zatrzymania nośnika. Podczas cofania promienie kół pasowych pozostają w położeniu początkowym. Jest to monitorowane przez jednostkę sterującą.
1. W tym roku chłodnica CVT została zwrócona do zaktualizowanego Outlandera. I zrobili właściwą rzecz!
2. Forester CVT nie posiada chłodnicy. Nie udało nam się jednak przegrzać transmisji.
3. „Qashqai” ma grzejnik wariatorowy.
4. Grzejnik wariatora w RAV4 jest połączony z grzejnikiem układu chłodzenia.
Subaru Forester ma inny CVT własnej konstrukcji. W samochodach z silnikami wolnossącymi montowany jest model TR580, a w parze silników z turbodoładowaniem - TR690. Zasadniczą różnicą w stosunku do wariatora „Jatko” jest inna konstrukcja paska (produkowanego przez niemiecką firmę „Luk”). Przenosi również siłę przez powierzchnie końcowe, ale nie płyty, ale kołki łączące ogniwa pasa.
Moment obrotowy z silnika jest przenoszony przez konwerter momentu obrotowego, reduktor (zawiera również sprzęgło bezpieczeństwa), koło pasowe napędowe, pasek, napędzane koło pasowe, drugi reduktor, mechanizm zmiany kierunku ruchu oraz napędzany wał. Sprzęgło przeciążeniowe między pierwszym reduktorem a kołem napędowym jest otwarte podczas uruchamiania silnika, gdy pompa oleju nie pracuje. Gdy tylko ciśnienie wzrośnie, sprzęgło zostaje zablokowane. Ma to na celu ochronę paska przed ślizganiem się podczas skoków obciążenia podczas uruchamiania silnika.
W samochodach z systemem „start-stop”, gdy silnik gaśnie na postojach, wałek wejściowy wariatora nie obraca się, a zatem jego pompa olejowa nie działa - ciśnienie w układzie jest niskie. Aby był wystarczająco wysoki przy następnym uruchomieniu silnika, wariator jest wyposażony w dodatkową elektryczną pompę wspomagającą.
Schemat przeniesienia momentu obrotowego z silnika jest podobny do schematu Jatkov, ale są pewne cechy kinematyczne. Ze względów konstrukcyjnych reduktor jest podzielony na dwa mechanizmy - przed i za łańcuchem. Mechanizm zmiany kierunku ruchu i przejścia na „neutralny” znajduje się za kołami pasowymi, dzięki czemu zawsze obracają się z łańcuchem podczas pracy silnika. Główny bieg to hipoid stożkowy, w oddzielnej skrzyni korbowej z własnym układem smarowania.
Wariatory do Toyoty są produkowane przez firmę Aisin. Konstrukcyjnie są podobne do wariatorów Jatko. Pas składa się również z płyt połączonych stalowymi taśmami.
W Nissanie są wariatory Jatko. Nowy Qashqai otrzymał ulepszony model oparty na JF011E. Wszystkie elementy zostały zmienione, nawet płyn przekładniowy jest inny. Rozszerzono zakres przełożeń, zastosowano inny algorytm sterowania.
LEGENDY I FAKTY
W sumie czterech testów nie udało się wyłonić jednoznacznego zwycięzcy. Wygląda na to, że „Nissan”, który, jak pamiętamy, ma najnowszą wersję wariatora (wkrótce ta jednostka zostanie zarejestrowana w innych modelach japońskiej marki), zdobył o pół punktu więcej niż „Subaru”. Ale po konsultacji postanowiliśmy podzielić pierwsze i drugie miejsce między te samochody. W końcu ułamki sekundy stracone przez Nissana podczas intensywnego przyspieszania są w pełni rekompensowane dobrymi wynikami w teście Border. Mitsubishi pozostawało w tyle za rywalami. Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie samochody działały bardzo dobrze i pomogły rozwiać niektóre mity na temat niewykonalności CVT. W normalnym, codziennym użytkowaniu CVT nie są kłopotliwe. Oczywiście, jeśli pamiętasz proste prawdy: crossovery, zwłaszcza z bezstopniową skrzynią biegów, wcale nie są SUV-ami! Są to samochody miejskie i autostradowe, które pozwalają od czasu do czasu pokonywać niezbyt trudne przeszkody. A jeszcze bardziej uczciwe jest nazwanie jednego z napędem kombi ze zwiększonym prześwitem.
Zabicie CVT nie jest łatwe. Mądra elektronika ochroni samochód przed kierowcą, który przecenia je i swoje możliwości. Tutaj żyjemy! Ale z wieloma dzisiejszymi kierowcami prawdopodobnie nie może być inaczej.
„Nissan Kaszkaj” — 1-2 miejsca
Subaru Forester - 1-2 miejsca
Mitsubishi Outlander - 3 miejsce
Mówimy o Nissanie z automatyczną skrzynią biegów - zakładamy bezstopniową skrzynię biegów CVT. Japończycy przerzucili się na CVT prawie całą linię swoich modeli, od kompaktowych Juke, Qashqai i Sentra po pełnowymiarowe Murano i Pathfinder. CVT mają swoich zwolenników i przeciwników, choć jak zwykle wszystko sprowadza się do przyzwyczajenia i „religii”.
Za główne przewagi tego typu skrzynek nad klasycznymi automatami i „robotami” uważa się płynną pracę, oszczędność i adekwatny koszt produkcji.
Cena minimalna
1,173 mln rubli
Cena maksymalna
1,763 mln rubli
Wariatory do samochodów Renault-Nissan są tradycyjnie dostarczane przez Jatco. Warto zauważyć, że np. tylko jeden Qashqai jest wyposażony w aż trzy rodzaje przekładni CVT, w zależności od jednostki napędowej. Niska moc silnika 1.2 DIG-T (115 KM) opiera się na jednym wariatorze, wolnossącym 2,0 l (144 KM) - innym, a najtrwalszy typ CVT jest połączony z turbodieslem 1,6 l (130 KM). Taki wariator posiada łańcuchowy mechanizm napędowy i jest w stanie strawić do 380 Nm momentu obrotowego, więc podobną skrzynkę znajdziemy nawet w Infiniti QX60.
Oto, co producent pisze o „Qashqai”:
Nissan Qashqai może być wyposażony w napęd na przednie lub na wszystkie koła, manualną skrzynię biegów lub Xtronic CVT. W każdym razie uzyskasz doskonałą dynamikę w połączeniu z oszczędnym zużyciem paliwa i wysokimi parametrami ekologicznymi.
Zaawansowana przekładnia Xtronic CVT zapewnia jeszcze więcej radości dzięki dynamicznemu przyspieszaniu bez szarpnięć i szybkiej reakcji na pedał przyspieszenia, jednocześnie zmniejszając zużycie paliwa.
Nissan zawsze dąży do ulepszania swoich produktów i procesów produkcyjnych, aby sprostać potrzebom i potrzebom swoich klientów. Qashqai jest teraz produkowany również w Rosji, dzięki czemu udało nam się stworzyć samochód gotowy na rosyjskie warunki.
Z materiałów marketingowych Nissana.
Ogólnie rzecz biorąc, bezstopniowe skrzynie biegów CVT okazały się niezawodne nawet w rosyjskich warunkach drogowych i klimatycznych. Czasami jednak w poszczególnych modelach z pewnych lat modelowych zdarzają się „ogniska” masowych awarii. Nagłe awarie CVT przy niskich przebiegach (20-70 tys. km) miały miejsce w Juke, X-Trail i wspomnianym Qashqai. Właściciele i serwisanci nazywają „umierającymi” objawami wstrząsy podczas imitowania zmiany biegów, obce dźwięki podczas jazdy oraz płynną prędkość obrotową silnika.
Czasami wszystkie problemy rozwiązywano przez ponowną instalację oprogramowania skrzyni biegów u dealerów, ale często trzeba było „zwalić” pudełko i dokonać wymiany. Na szczęście urzędnicy nie psują życia właścicielom wadliwego Nissana i bez zbędnej perswazji wymieniają jednostkę CVT w okresie gwarancyjnym.
Ile będzie kosztować wymiana CVT, jeśli będziesz musiał za niego zapłacić z własnej kieszeni? W końcu oficjalny serwis nie zajmuje się rozwiązywaniem problemów i naprawą modułową CVT, ale zmienia całe pudełko. Jego zasób wynosi około 150-200 tys. Km. Co więcej, jest wielu właścicieli, którzy korzystają z usług urzędników i poza gwarancją.
Aby poznać ceny, tradycyjnie zwróciliśmy się do oficjalnych dealerów marki Nissan w Moskwie, a obliczenia zostały wykonane dla roku modelowego 2017 z silnikiem Diesla „Kashkaya” 1,6 l (130 KM). Okazało się, że przekładnia bezstopniowa CVT w komplecie ze zmiennikiem momentu obrotowego i blokiem zaworów kosztuje 413 709 rubli, a okres oczekiwania na jednostkę nie będzie dłuższy niż 5 dni roboczych. Wszystkie prace związane z wymianą skrzyni, uzupełnianiem oleju przekładniowego i adaptacją będą kosztować kolejne 27 500 rubli. Całkowita kwota to 441.209 rubli!
Części zamienne
Roboty instalacyjne
Oczywiście nie są to koszty, których spodziewali się nabywcy Nissana Qashqai, kupując stosunkowo niedrogi crossover! Okazuje się, że CVT Nissana kosztuje mniej więcej tyle samo, a nawet drożej niż osławione roboty DSG i Powershift. Jedyną dobrą wiadomością jest to, że przekładnię CVT można naprawić za znacznie mniejsze pieniądze (50-90 tys. rubli), a ceny regenerowanego zespołu skrzyni biegów na wolnym rynku wahają się od 80 do 130 tys., w zależności od sprzedawcy i rodzaju CVT.
Oddzielnie zauważamy, że Nissan i Jatco stale ulepszają konstrukcję przekładni bezstopniowych i każdego roku odsetek ich awarii stale się zmniejsza. I możemy tylko doradzić właścicielom, aby wymieniali olej w skrzyni CVT co najmniej raz na 60 tysięcy km (nawet jeśli producent nazywa wariator bezobsługowy), a także regularnie aktualizować oprogramowanie od dealerów, gdy wypuszczane jest nowe fabryczne „oprogramowanie układowe” .
PS Jeśli uważasz, że w Twoim samochodzie nie ma nic strasznie drogiego, to po prostu nie przeczytałeś naszych nowych badań, bądź na bieżąco. Obiecujemy nowe łzy co tydzień. :)