Вариаторы
Все вариаторы (continuously variable transmission, CVT) можно разделить на четыре группы по типу передачи момента между конусами – цепью или ремнем, и по типу сцепления – с гидротрансформатором (ГДТ) или фрикционными дисками.
Сочетание цепи с фрикционным сцеплением характерно в основном для вариаторов Audi, Subaru также ставят цепь, но уже с ГДТ, а вот массовые конструкции Jatco для японских машин сочетают гидротрансформатор с ремнем. В теории есть еще варианты со сцеплением и ремнём, но в основном на старых и неактуальных конструкциях.
У наиболее популярных вариаторов с ремнем и ГДТ имеется линейный клапан регулирования давления (про его решающую роль в адаптации коробки к маслу разной вязкости мы говорили во второй части, но сама простая конструкция гидравлики и механики делает вариатор мало зависящим от давления и вязкости масла за одним важным исключением.
Дело в том, что трение ремня о конусы – процесс достаточно сложный. Ремень неизбежно чуть-чуть проскальзывает в момент соприкосновения, хотя для его нормальной работы полного проскальзывания быть не должно: срыв ремня в пробуксовку – это ЧП с точки зрения конструкции. При проскальзывании конусы и ремень изнашиваются в тысячи раз более интенсивно, чем при нормальной работе. Масло вариатора учитывает этот момент: при большом контактном давлении присадки делают его «нескользким», чтобы ремень лишний раз не изнашивался.
Проблема в том, что если слой масла становится толще (что и происходит при повышении его вязкости в десятки раз на морозе), то ремень не «цепляется» нормально за конусы, зона контакта сокращается, и растёт риск пробуксовки. В этой ситуации ремень перекашивает, и он вибрирует, возникают зоны с трением пар металл-металл, где интенсивно изнашиваются контактные поверхности ремня и конусов. И чем больше нагрузка на ремень, тем выше вероятность «пробоя».
До момента достижения маслом в вариаторе температуры 60 градусов он не может работать с полным моментом мотора, а при температурах около нуля даже очень малая нагрузка приводит к проскальзыванию ремня.
Конечно, электроника старается предотвратить такого рода проблемы, блокируя до полного прогрева диапазон передаточных чисел CVT и не позволяя ремню переходить на малый радиус шкивов. Для этого блок управления максимально поджимает их, растягивая ремень с максимальной нагрузкой и задействует ГДТ для изменения передаточного числа. Но все эти меры полностью не спасают от повышенного износа самой главной рабочей пары конструкции.
В общем, для «здоровья» ремня и конусов вариатора прогрев масла до рабочей температуры и вязкости важен максимально.
Износ ремня и конусов приводит к появлению в масле повышенного количества металлического мусора и активному износу маслонасоса и гидравлики в целом. Так что непрогретый вариатор с ремнем буквально разрушает себя на ходу с каждым оборотом колеса.
Вариаторы с цепным приводом не так зависят от вязкости масла, поскольку в зоне контакта цепи и конусов у них давление намного выше, и пробуксовки из-за вязкого масла попросту не возникают. Конструкция действительно очень вынослива.
Правда, при работе на холодном масле у этого типа трансмиссий сильнее нагружены маслонасос, лопатки ГДТ и клапан регулирования линейного давления. Износ последнего тянет за собой массу проблем – мы говорили о них подробно во второй части серии.
Конструкции вариаторов с фрикционным сцеплением вместо гидтротрансформатора в целом по характеру проблем «на холодную» мало отличаются от вариаторов с ГДТ, но есть существенный в наших условиях фактор: они не прогреваются за счет работы ГДТ, зависят только от теплообмена с двигателем.
Когда и как долго необходимо прогревать вариатор?
Время прогрева бесступенчатой коробки передач напрямую определяется температурными условиями на улице. График прогрева CVT в холодное время примерно следующий:
Температура 0 или до – 5 градусов – прогрев не требуется;
До -15 градусов – прогрев в движении или на холостых оборотах не менее 15 минут;
До -25 градусов – поочередный прогрев вариатора на месте и в движении по 20-25 минут;
От -25 градусов – эксплуатация автомобиля с бесступенчатой трансмиссией строго не рекомендуема.
При температуре на улице от -15 градусов по Цельсию рекомендуется использовать системы по типу Вебасто или проводить прогрев автомобиля в отапливаемом гараже.
Помните! Пренебрежение данными рекомендациями приведет к быстрому износу бесступенчатой трансмиссии вплоть до необходимости замены агрегата или капитального ремонта.
Прогрев вариатора в зимнее время: как это делается?
Густое масло, грубые сальники и прокладки по периметру CVT приводят к нарушению стабильной работы вариатора, что провоцирует появление пробуксовок и увеличение нагрузки на трансмиссию. Это в свою очередь увеличивает скорость износа конусов и приводного ремня CVT, что загрязняет рабочую жидкость и приводит к еще большему износу коробки передач.
Чтобы предотвратить ускоренный износ бесступенчатой трансмиссии, необходимо прогревать силовое оборудования автомобиля – для выхода на рабочую температуру вариаторной КПП используется 2 технологии:
- Прогрев на месте – метод заключается в предварительном прогреве двигателя автомобиля перед началом движения. Поскольку мотор и вариатор взаимосвязаны, CVT постепенно прогревается с выходом силового агрегата на рабочую температуру. Для комфортного прогрева требуется 25-30 минут работы мотора на холостых оборотах.
Обратите внимание! Сам вариатор во время работы на холостых оборотах не увеличивает температуру – прогрев осуществляется только путем передачи температуры двигателя. Окончательный прогрев бесступенчатой трансмиссии возможен только при начале движения, поэтому сильная динамическая нагрузка после старта авто с CVT строго не рекомендуема.
- Прогрев в движении – метод заключается в начале движения с минимальными нагрузками на вариатор. Для этого необходимо не превышать рабочие обороты двигателя выше 2500-3000 в минуту, не использовать резкие нажатия на педали акселерометра и тормоза. Прогрев вариатора в движении осуществляется намного быстрее, чем при работе на холостых оборотах. Как правило, полный прогрев бесступенчатой трансмиссии происходит спустя 10-15 км пробега в щадящем режиме эксплуатации.
Важно помнить! Резкие перепады крутящего момента на непрогретом вариаторе могут стать причиной появления задир на конусах КПП приводным ремнем, что приведет к ускоренному износу всей трансмиссии.
Резюме
Если подвести краткий итог, то наиболее чувствительны к температуре масла ременные вариаторы. Их регулярная езда «на холодную» может попросту разрушить. Вариаторы с цепью и преселективные роботы с «мокрым» сцеплением греть тоже желательно, но работа без прогрева для них не критична. И хоть где-то хорошие новости для обладателей машин с «сухими» роботами: их греть вообще не нужно.
Роботы
Очень распространенные сейчас АКП с двумя фрикционными сцеплениями (DSG, S-Tronic, PowerShift и другие) тоже имеют целый ряд нюансов при эксплуатации в непрогретом состоянии. Тут речь пойдет о конкретных конструкциях самых ходовых моделей.
Варианты коробки DQ200 с электрогидравлическим блоком «мехатроники», полностью независимым блоком механики и сухими сцеплениями прогрева, по большому счёту, вообще не требуют. Проблемы с давлением гидроаккумулятора и системы не связаны с температурой и вязкостью масла – насос тут электрический. На морозе чуть выше нагрузка на электродвигатель, что в теории может привести к раннему выходу его из строя или перегоранию проводников, но на практике эти проблемы характерны только для утечек давления при трещинах корпуса блока или гидроаккумулятора.
В механической части коробки все работает точно так же, как в обычной МКП: «на холодную» чуть хуже работают синхронизаторы, но электроника это учитывает и проблем не возникает.
Коробки Getrag 6DCT250, более известные у нас как PowerShift на Ford, во многом схожи с DQ200: тут масло есть только в механической части коробки, а вместо мехатроника используется полностью под электрический TCM-модуль, в котором масло присутствует только для смазки, а не как рабочая жидкость.
Коробка от прогрева также практически не зависит, в ней и греться нечему. Правда, TCM-модуль при низких температурах чуть чаще выходит из строя, чем при умеренных, но вряд ли это можно считать проблемой недостаточного прогрева, ведь еще больше он не любит повышенных температур.
Вот преселективным коробкам со сцеплениями в масляной ванне и работающим с этим же маслом блоком мехатроника прогрев для оптимальной работы нужен. В данном случае мы говорим, например, о DQ250, DQ380/381,DQ500, DL501, DL800, ZF 7DT45HL, Getrag 6DCT450 и многих других. При этом ГДТ по понятным причинам здесь нет (принцип прогрева гидротрансформатором подробно описан в первой части), и прогрев идёт медленно.
Стоит признать, правда, что разрушительного влияния на состояние «мокрых роботов» холодное масло не оказывает. Масло хуже очищается, загрязнения из картера идут в обход фильтра (особенно на высоких оборотах), а повышенная нагрузка на маслонасос заставляет работать в большем диапазоне линейный соленоид регулировки давления, что ускоряет его износ.