Вариатор или автомат что лучше выбрать? Какая разница и в чем преимущества трансмиссий

Вариатор или автомат что лучше

Что лучше — вариатор или “автомат”? Этим вопросом зачастую задаются люди, планирующие покупку нового автомобиля с той или иной трансмиссией. В интернете существует огромное количество противоречивой информации, в которой очень легко запутаться. Мы предлагаем для вас сравнительные характеристики, преимущества и недостатки в устройстве и обслуживанию, сведения о которых собраны по отзывам реальных владельцев машин с этими двумя трансмиссиями, а также информацию о конструкции и эксплуатации как вариатора, так и автоматической коробки передач.

Конструкция и работа вариатора

Прежде чем мы перейдем к сравнительным характеристикам вариатора и автоматической КПП, вам будет полезно узнать устройство и принцип действия первого и второго агрегатов. Эта информация поможет вам сделать правильные выводы в конце повествования. Итак, начнем с вариатора.

Основное отличие вариатора (Сontinuosly Variable Transmission, CVT — англ.) от любой коробки передач (как автоматической, так и ручной) является отсутствие фиксированных передач. У каждого такого агрегата существует некий диапазон, в которых находится передаточное усилие (число) при определенных условиях в конкретный момент времени. Это становится возможным благодаря тому, что в основе работы вариатора лежит другой иной принцип работы, нежели у КПП.

Как работает вариатор? Его принцип действия заключается в использовании ременной передачи (чаще всего в современных машинах используется металлический ремень или цепь), которая передает усилия межд ведущим валом (от двигателя) и ведомым валом (идущим далее к колесам). При этом передаточное число меняется плавно за счет плавного же изменения диаметра как ведущего, так и ведомого валов. Для этого используются специальные методики. Каждый современный автопроизводитель имеет собственные наработки в этой области. Однако все вариаторы можно разделить на два основных типа:

клиноременной;
тороидный.

Основой клиноременной передачи является трапециевидный зубчатый ремень (некоторые автопроизводители используют цепь или ремень из металлических пластин). Вторая составляющая — это два шкива, которые образованы коническими дисками. Они могут изменять свой диаметр, благодаря чему возможно изменение скорости и значения передаваемого крутящего момента.

Работа происходит по следующему алгоритму. При нажатии водителем на педаль акселератора ведущий шкив передает вращение от двигателя к ведомому валу. Однако его конструкция создана таким образом, что при действии центробежных сил в силу увеличения оборотов щеки дисков сжимаются и выталкивают приводной ремень от центра шкива к его краю. А на ведомом валу происходит обратный процесс. То есть, у него щеки разжимаются и ремень двигается к центру шкива. Так плавно изменяется передаточное число и усилия. Когда педаль акселератора отпущена происходит обратный процесс.

Схема работы тороидного вариатора

Тороидный вариатор имеет другой принцип действия. Вместо валов у него имеются два колеса со сферической поверхностью. Между зажаты ролики. Одно из колес — ведущее, второе — ведомое. Изменение значения передаваемого крутящего момента и передаточного числа возникает в силу изменения силы трения между колесами и роликами. Изменение положения роликов в поперечной плоскости позволяет изменять и передаточное число. Когда ролик находится горизонтально, то ведущее и ведомое колеса крутятся с одинаковой угловой скоростью. Когда же ролики меняют свое положение, изменяется и передаточное число.

Однако в силу сложности конструктивных решений и технологий изготовления отдельных частей тороидные вариаторы используются редко. Поэтому в дальнейшем мы будем рассказывать о клиноременных устройствах, как наиболее популярных в автомобилестроении.

Масла для вариаторов отличаются от других трансмиссионных жидкостей. Они имеют соответствующее обозначение — CVT. Дело в том, что эти масла не только смазывают, но и предотвращают проскальзывание. Именно благодаря этому свойству становится возможным эксплуатация ремня по передаче крутящего момента между валами. В связи с этим нельзя допускать “масляного голодания”. В противном случае ремень или цепь начнет проскальзывать по рабочим поверхностям валов, тем самым значительно изнашивая их.

Работа автоматической КПП

Основными элементами автоматической коробки передач являются гидротрансформатор и механический редуктор. Гидротрансформатор в данном случае выполняет роль автоматического сцепления, а редуктор передает механическое усилие между шестернями. Крутящий момент от вала двигателя передается посредством гидротрансформатора, который работает, основываясь на имеющемся давлении масла. Также в конструкцию АКПП входят стальные диски с фрикционами, а также муфты. Они выполняют механическую функцию сцепления, то есть, при их сжатии и расжатии выполняется включение необходимых муфт, которые в данном случае выполняют роль передач в коробке.

АКПП имеет свои преимущества и недостатки, о которых мы поговорим далее. Именно они позволят нам увидеть, чем вариатор отличается от автомата и что лучше в тех или иных условиях.

Работа автоматической КПП

Преимущества и недостатки вариатора

Для наглядности плюсы и минусы вариатора представим в виде таблицы.

Преимущества	Недостатки
Плавность движения. Ускорение автомобиля происходит без рывков, которые характерны для КПП. Движение напоминает езду на электромобиле (например, Tesla) или электрическом подъемнике.	Вариатор невозможно установить на машины с мощными двигателями (от 220 л.с. и выше). Это связано с тем, что мощные двигатели оказывают значительное усилие на приводной ремень или ролик вариатора.
Высокий КПД. Благодаря ему значительно сокращается время передачи полезной мощности с двигателя на трансмиссию. Из-за этого автомобиль становится более динамичным при разгоне. Особенно это ощущается на скоростях от 50-60 км/ч и выше.	Высокая стоимость трансмиссионного масла. Кроме этого, вариатор очень требователен к его качеству. Поэтому, как правило, необходимо покупать только оригинальное масло, которое стоит значительно дороже бюджетных аналогов.
Значительная экономия топлива. Она становится возможной благодаря плавному набору скорости и торможению и более высокому КПД, чем у АКПП.	Наличие большого количества электроники и датчиков увеличивает вероятность поломки электронной системы управления вариатором. Как следствие, в результате даже незначительной поломки электроники вариатор может быть переведен в аварийный режим или попросту отключен.
Машина с вариатором является более экологичной вследствие меньшего расхода топлива (меньше выброс СО2).	Сложность ремонта. Зачастую при возникновении неисправностей возникает проблема с поиском автосервисов, занимающихся ремонтом вариаторов (особенно это актуально для небольших городов). Кроме этого, стоимость ремонта будет выше, чем у АКПП.
Щадящий режим работы. Выбор условий эксплуатации во многом выполняет электроника, которая выбирает оптимальные рабочие режимы с тем, чтобы уменьшить износ деталей и продлить срок их эксплуатации.	На машине с вариатором нельзя буксировать прицеп или другие транспортные средства, а также буксировать саму машину с выключенным двигателем.

Теперь для создания полноты картины перейдем к описанию преимуществ и недостатков автоматической трансмиссии. Это даст нам возможность определиться с выбором, что лучше — коробка-автомат или вариатор.

Преимущества и недостатки АКПП

Информацию о них также приведем в виде таблицы.

Преимущества	Недостатки
Высокая надежность агрегата. Современные АКПП рассчитаны на эксплуатацию с пробегом в несколько сотен тысяч километров (более 300 тыс км гарантировано, обычно больше при должном уходе). При этом возможны любые условия эксплуатации. Это же относится и к автоматическому сцеплению, чьи функции выполняет АКПП.	Низкий КПД, вызванный значительными потерями в гидротрансформаторе. Поэтому используется далеко не вся полезная мощность двигателя,
Относительная простота ремонта. В отличие от вариатора отремонтировать АКПП не представляет особых проблем. Этим занимаются большинство СТО. Кроме этого, стоимость ремонта АКПП значительно ниже.	Высокий расход топлива. Это является следствием предыдущего пункта. Автомобили с АКПП расходуют больше горючего, чем машины с вариатором.
АКПП не так требовательна к качеству трансмиссионного масла. Необязательно (хотя и желательно) пользоваться оригинальным маслом, вполне можно обойтись более дешевым аналогом.	Худшие динамические характеристики. В частности, разгон машины с АКПП происходит медленнее, чем у аналога с вариатором или с МКПП.
Щадящее отношение к двигателю. Переключение скоростей происходит без необходимости набора высоких оборотов мотора.	Рывки машины при автоматическом переключении передач (хотя современные многоступенчатые коробки менее подвержены этому недостатку, поскольку у них большее количество передач).
Большее количество используемого трансмиссионного масла (8-10 литров против 5-8 у вариатора и 2-3 у “механики”).	В очень редких случаях автомобиль можно завести с толкача или при помощи буксирования.

Одним словом, АКПП на сегодняшний день является более надежной системой, особенно при пробеге свыше 100 тысяч километров. Единственным условием, как и в любом автомобильном агрегате является своевременный и достаточный уход.

Дополнительные сведения об автоматической трансмиссии

Приведем еще несколько интересных фактов, которые наверняка помогут будущему автовладельцу, и он сможет определиться, какая коробка передач лучше — автомат или вариатор.

График разгона машины с вариатором и АКПП

Объем трансмиссионного масла в АКПП больше (хотя и незначительно, это зависит от конкретной модели). Но это зачастую не сказывается на стоимости, поскольку цена оригинальной жидкости для вариатора, как правило, выше.
Замену масла и фильтров на вариаторе необходимо проводить чаще. А в процессе эксплуатации следить, чтобы оно не почернело и не потеряло своих характеристик, поскольку его качество критически важно для агрегата.
Обычно автопроизводители рекомендуют менять масло в вариаторе через каждые 60 тысяч километров пробега. Однако по отзывам многих автовладельцев машин с вариатором лучше делать это раньше, приблизительно на 50 тысячах. Причем необходимо выполнять замену не только непосредственно масла, но и фильтров, благо стоят они недорого.
На вариаторе нельзя резко стартовать с места. Вся суть его работы сводится к оптимизации скорости и крутящего момента с тем, чтобы механизм работал в щадящем режиме. Поэтому, если вы любите “погонять”, то такой вариант трансмиссии вам явно не подойдет. Также на вариаторе нельзя буксовать и тянуть прицепы или другие ТС.
Для вариатора одинаково вредны долгая езда как на самой высокой, так и на низкой скорости. Дело в том, что при этих двух условиях ремень испытывает значительные механические нагрузки, от чего он изнашивается. Кроме этого, повышается температура масла. Следует подумать о дополнительном охлаждении. Поэтому если вы часто стоите или медленно передвигаетесь в городских “пробках”, то еще раз подумайте о целесообразности покупки автомобиля с вариаторной трансмиссией.
При эксплуатации машины с вариатором в значительный мороз обязательно прогрейте двигатель с тем, чтобы уменьшить вязкость трансмиссионного и других масел. В противном случае ремень вариатора будет проскальзывать, дополнительно изнашивая свою поверхность и поверхности шкивов.
Нежелательно покупать машину с вариатором на вторичном рынке. Существует большая вероятность того, что проблемы в первую очередь возникнут именно с этим узлом. Проверить состояние ремня достаточно просто. Для этого нужно проехать на машине по ровной дороге с небольшой скоростью расстояние около 1 километра. Если в процессе езды вы почувствуете рывки — от покупки такой машины однозначно придется отказаться.
Следите за состоянием датчика скорости. При его выходе из строя электроника переводит вариатор в аварийный режим. Если это происходит на ходу, то выполняется “торможение двигателем”, что бывает вредно для автомобиля.
Своевременная замена масла для вариатора крайне важна. Дело в том, что если масло потеряет свои эксплуатационные свойства, то постепенно забьется гидроблок вариатора, соответственно, масляный насос не сможет нагнетать нормальное рабочее давление. Вследствие этого валы не смогут сжимать и разжимать ремень, он начнет буксовать на них и сильно изнашиваться. В самом худшем случае он порвется и “разорвет” все внутренности вариатора.
Замену ремня вариатора необходимо производить через каждые 120. 150 тысяч километров пробега вне зависимости от его состояния.

Подытожим.

Несмотря на все имеющиеся недостатки, на сегодняшний день вариаторы являются наиболее совершенным видом трансмиссии. Их преимущества оценили десятки тысяч водителей по всему миру. Что касается упомянутых недостатков, то автопроизводители постоянно работают над усовершенствованием конструкции вариаторов, поэтому можно с уверенностью сказать, что они постепенно вытеснят автоматическую и механическую трансмиссию с рынка.

Напоследок предоставим информацию с тем, чтобы дать лучшее понимание, кому больше подойдет покупка машины с вариаторной трансмиссией:

вариатор не любит агрессивный стиль езды;
не рекомендуется на вариаторной трансмиссии долгое время ехать на предельно низкой или высокой скоростях;
при эксплуатации вариатора при очень высокой или низкой температурах необходимо создать специальные условия;
машину с вариатором нельзя буксировать с выключенным двигателем (можно буксировать при вывешенной приводной оси), а также нельзя с ее помощью буксировать другие транспортные средства или прицепы;
ездить желательно только по ровным дорогам, так как приводной ремень вариатора боится значительных ударных нагрузок;
своевременно производить замену масла и приводного ремня.

Таким образом, перед покупкой машины с вариатором необходимо подготовить себя к условиям ее будущей эксплуатации. Особенно, если вы до этого пользовались исключительно механической КПП. Однако со временем вы привыкнете и наверняка останетесь довольны выбором. Только не забывайте вовремя обслуживать вариаторную трансмиссию и соблюдать правила эксплуатации автомобиля, описанные выше.

Заключение

Учитывая всю приведенную выше информацию, можно сказать, что однозначного ответа на вопрос что лучше — вариатор или “автомат”, не существует. Ведь эти два агрегата очень отличаются друг от друга, и каждый имеет свои особенности. Поэтому выбор необходимо делать на основании условий эксплуатации машины. Кроме этого, помните, что в настоящее время на отечественном авторынке представлены вариаторы, далекие от совершенства (“сырые”). Автопроизводители постоянно работают над их развитием, и есть все предпосылки, что в будущем они займут свое место на рынке.

Что лучше и надежнее, вариатор или автомат

Вариатор (CVT) или автомат (АКПП) — что лучше в качестве трансмиссии? По статистике продаж автомобилей без пробега популярностью пользуются «классические» автоматы. При этом к техническому совершенству ближе вариаторные коробки. Сравнение агрегатов по устройству, надёжности и экономичности поможет сделать обоснованный выбор.

Виды КПП: автомат и вариатор
Автомат
Как работает АКПП
Сцепление и передачи
Гидравлика и электроника
Что может ломаться в АКПП
Достоинства АКПП
Недостатки АКПП
Срок службы коробки автомата
Вариатор
Как работает вариатор
Что может ломаться
Достоинства вариаторной коробки
Недостатки вариатора
Срок службы вариаторной коробки
Сравнительная характеристика двух видов коробок передач
Как определить какое устройство установлено в автомобиле
Разница между вариатором и автоматом с экономической точки зрения
Какое устройство лучше с точки зрения надёжности
Выводы. Что лучше, автомат или вариатор

Виды КПП: автомат и вариатор

Выбирая трансмиссию, нужно учесть, в каких условиях будет эксплуатироваться машина. Вариатор и автомат — разновидности автоматической коробки, которая требует регулярного ухода и щадящей манеры езды:

без резких стартов и торможений методом «педаль в пол»;
без буксировки тяжёлых прицепов или автомобилей;
без пробуксовок на льду, в снегу и грязи;
без перегрева и трогания «на холодную».

Оба агрегата нуждаются в хорошей смазке и охлаждении.

Автомобиль как с автоматом, так и с CVT оснащен селектором и педалями: газ и тормоз. В обеих коробках за управление отвечают соленоиды, гидроблок, электроника. Водитель не переключает скорости вручную, не работает сцеплением. Только после тест-драйва можно сделать вывод, чем отличается бесступенчатый вариатор от «классического» автомата, и что лучше в динамике.

Определить, что надёжней, вариатор или автомат, поможет краткий обзор их работы.

Автомат

Главное, чем конструктивно отличается автомат от вариатора — наличием механизма ступенчатого переключения передач. Дополнительный узел требует большего расхода масла, усложнения конструкции и электроники, затрат на ремонт и обслуживание. При переключении передачи водитель ощущает лёгкие толчки и слышит «рёв» мотора.

Как работает АКПП

Работу автоматической коробки можно поделить на узлы: сцепление, гидравлическая система, переключение передач, электронное управление.

Сцепление и передачи

Роль сцепления в автомате выполняет гидротрансформатор (ГДТ). Он передаёт крутящий момент от двигателя к трансмиссии через жидкость ATF. Жёсткого соединения между силовым агрегатом и трансмиссией нет. В масле гасятся вибрации мотора и удары от переключения передач. Усовершенствование ГДТ позволяет придать автомобилю спортивность и экономичность за счёт включения муфты блокировки с фрикционным диском.

В основе работы автоматической коробки передач лежит планетарный механизм, состоящий из 2 — 4 редукторов. Каждый редуктор — это набор зубчатых колёс, находящихся в постоянном зацеплении. Вращение одних шестерён и блокировка других создают разные передаточные отношения. Для фиксации элементов применяются пакеты фрикционов.

Пакет фрикционов состоит из стальных дисков и мягких фрикционов, собранных в барабан. Мягкие диски изготовлены из целлюлозного волокна с добавлением графита и склеены смолами. Фрикционы сцеплены с шестернёй, насаженной на вал.

Стальные диски соединены с барабаном. Входной крутящий момент передаётся с барабана на ведущие диски. Ведомые вращаются независимо, пока не придёт сигнал о включении передачи, и не сработает поршень.

Гидравлика и электроника

В электронный блок поступает информация с датчиков:

о положении селектора;
о частоте вращения вала коленчатого и выходного;
о температуре и давлении ATF;
о скорости автомобиля;
о педали тормоза и др.

Компьютер анализирует данные и выдаёт импульсы на действие. Преобразование электрического сигнала в гидравлическое воздействие происходит в гидроблоке. Он подаёт управляющее напряжение на соленоид, и электроклапан открывает канал для прохода трансмиссионной жидкости.

ATF под давлением масляного насоса проходит через масляный фильтр в каналы гидроплиты и поступает к поршню. Под давлением поршня фрикционы и стальные диски сжимаются, притираются и вращаются как единое целое. При этом шестерни планетарного редуктора начинают вращаться в заданном порядке, передавая момент на выходной вал.

Что может ломаться в АКПП

Конструкция автомата изготовлена с высокой точностью и подвержена большим нагрузкам. ATF «снимает стресс», смазывая и отводя тепло от трущихся узлов в радиатор. Перегрев опасен для коробки: приводит к старению жидкости и износу деталей:

текут сальники и уплотнители;
выходят из строя подшипники, муфты, шестерни;
истирается фрикционный диск в ГДТ;
плавятся пластиковые корпуса соленоидов и втулки;
обугливаются мягкие фрикционы.

Масло засоряется фрикционной пылью, клеевыми отслойками, стружкой. Поток разносит грязь по всей коробке:

забивает масляный фильтр;
осаждает каналы гидроблока и соленоидов;
засоряет радиатор.

В системе пропадает давление, и момент передаётся с потерями. Грязь, как абразив, истирает поверхности деталей и съедает шлицы зубчатых колёс. В масло могут попасть обломки шайб, колец, лопастей. В этом случае автомат подлежит серьезному ремонту или замене.

Достоинства АКПП

Преимущества автоматической коробки сведены в таблицу.

Параметр

Описание

Недостатки АКПП

В чем вариатор может быть лучше автомата:

Масло АКПП требует замены каждые 60 000 км пробега. Объём залитой жидкости в среднем 8 л. При цене 700 р/л затраты на покупку масла составят 5600 р. Вместе с заменой ATF нужно устанавливать новый масляный фильтр, промывать поддон, прочищать радиатор.
Зимой автомобиль с АКПП долго прогревается из-за большого объёма масла.
Низкий КПД и медленный разгон из-за потерь в гидротрансформаторе.
Переключение передач происходит рывками.

Срок службы коробки автомата

Ресурс АКПП составляет 150 тыс. км гарантировано, но обычно больше — 250 — 300 тыс. км. При условии контроля уровня и состояния масла, правильной эксплуатации машины.

Вариатор

В чем принципиальная разница между вариатором и автоматом:

нет переменных передач;
максимально используется крутящий момент двигателя.

Популярная конструкция CVT — клиноременная передача с гидротрансформатором. В вариаторах Audi ремень заменён цепью.

Как работает вариатор

Вариатор плавно меняет передаточное отношение за счёт изменяемых диаметров валов. Ведущему валу малого диаметра нужно провернуться 2 — 3 раза, чтобы ведомый вал большего диаметра сделал один оборот. Валы соединены ремнём, по которому передаётся момент. И вот как это происходит.

На вал насажен шкив. Он состоит из двух конусных дисков, обращенных друг к другу сторонами малого диаметра. Расстояние между дисками сужается или расширяется под действием гидравлики. Изменение шкивов на разных валах происходит синхронно.

В коробке CVT установлен стальной ремень, выполненный из лент, соединённых стальной пластиной в виде бабочки. Бабочка придаёт ремню клиновидную форму в разрезе. Боковой поверхностью ремень касается шкива. Когда конусы сдвигаются, ремень под воздействием центробежных сил выталкивается. В этот момент второй шкив раздвигается, и ремень утопает. Таким образом ведущий шкив передает момент ведомому шкиву. Реализовать задний ход через шкивы нельзя, эту задачу решает планетарный механизм.

Система управления шкивами работает под высоким давлением жидкости. Масло вариатора отличается от ATF назначением смазочных свойств: оно предотвращает трение металла о металл.

Система сцепления в вариаторе реализована с помощью гидротрансформатора, аналогичного АКПП. ГДТ также регулирует привод ведущего шкива.

Что может ломаться

Вариаторной передаче свойственны те же проблемы, что и автомату, если не менять масло после 50 000 км пробега.

Отличие поломок вариатора от автомата связано с работой ременной передачи. Агрессивная езда и жёсткая эксплуатация коробки приводят к растягиванию ремня. Грязное масло стачивает боковые пластины. В результате на конусах остаются задиры от царапающих зубцов, что ведёт к быстрому износу и дорогому ремонту.

При отсутствии давления движение конусов становится асинхронным, ремень пробуксовывает, истирается. В запущенном случае ремень рвётся и разлетается по всей коробке.

Достоинства вариаторной коробки

Параметры, по которым бесступенчатый вариатор лучше автомата, сведёны в таблицу.

Параметр

Описание

Вариатор на кроссовере обеспечивает максимальный комфорт движения, если помнить, что это не внедорожник.

Недостатки вариатора

Популярность вариатора находится на низком уровне, что влияет на стоимость ремонта и комплектующих. Так, цена за новый ремень выше 20 000 р., а механики советуют его менять через 100 — 150 000 км, не дожидаясь полного истирания. Найти мастера, который возьмётся за разборку CVT, сложно, особенно в малых городах.

Другие недостатки вариатора:

Коробке нужно оригинальное дорогое масло. Аналоги не допустимы.
Вариаторы не устанавливают на силовые агрегаты мощностью свыше 200 л.с. Высокие нагрузки изнашивают приводной ремень.
CVT работает с равномерным гулом. Водитель не чувствует переключения передач, что для некоторых является психологически некомфортным.
Ответственная электроника при небольшой поломке детали или недостаточного давления масла переводит вариатор в аварийный режим или отключает его.
Длительное движение на предельно высокой или низкой скорости нагружает ремень.

Срок службы вариаторной коробки

Вариаторы ходят 150 000 км. В этот момент можно быстро разочароваться, но известны случаи, что коробка служила по 300 000 км. Разница зависит от отношения автовладельца к своей машине: регулярность техобслуживания, манера езды, соблюдение правил эксплуатации.

Сравнительная характеристика двух видов коробок передач

Производители трансмиссии нацелены создать комфортные, экономичные и надёжные агрегаты. Сравним, какая разница по этим критериям между вариатором и автоматом.

Как определить какое устройство установлено в автомобиле

Как различить коробки по внешним признакам:

вариатор работает в режимах “P”, “N”, “D”, “R”. У автомата бывают дополнительные “L”, “M”,”OD”;
шильдик на двери багажника означает: CVT — вариаторная коробка, AT — автомат.

Вариатор отличается от автоматической коробки плавным разгоном и монотонным звучанием. В автомате передачи переключаются с лёгкими толчками.

Разница между вариатором и автоматом с экономической точки зрения

Чей ремонт дешевле: коробки автомат или вариатора? АКПП ставится в автомобили десятки лет. Хорошо изучен. Легко найти мастера или сервис по ремонту конкретной модели. Вместо дорогих фирменных запчастей можно подобрать качественный аналог.

Вариатор отличается от автомата меньшим весом, что отражается на расходе топлива и масла. По эксплуатационным расходам вариатор дешевле. Стоимость масла CVT может быть выше оригинального ATF, но по объему его нужно не более 7 л, в то время, как ATF требуется в среднем от 8 л.

Какое устройство лучше с точки зрения надёжности

Надёжность АКПП или вариатора зависит от модели, эксплуатации и качества обслуживания. При равных условиях ресурс обеих коробок достигает 300 000 км. Агрессивная езда, тяжёлые нагрузки, перегрев — одинаково негативно влияют на работу трансмиссий.

Какая коробка передач лучше для спортивной езды, так это автомат, поскольку вариатор плохо переносит большой крутящий момент. Для CVT подходит равномерное движение со скоростью не выше 150 км/ч.

Выводы. Что лучше, автомат или вариатор

Категорично выделить, что лучше, вариатор или автомат, нельзя. CVT подходит тем, кто ищет экономную машину для спокойных семейных поездок. Любителям динамики, спортивной езды — лучше выбирать коробку автомат.

Автомеханики дают советы, на что обратить внимание при выборе и покупке авто с пробегом:

в машинах с пробегом свыше 150 000 км скорее всего автоматическая трансмиссия уже требует замены;
автомобиль с вариатором лучше брать без пробега;
если при тест-драйве на вариаторе слышны стуки, чувствуются рывки — агрегат изношен;
перед покупкой нужно проверить машину на СТО.

За счёт простого принципа действия, экономичности, плавности вариатор в перспективе развития выигрывает у автомата.

Вариатор или коробка автомат чем отличаются и что лучше

Вариаторная коробка передач относится к сегменту бесступенчатых трансмиссий и является модернизированной версией классического автомата. Основной особенностью этого типа КПП считается возможность быстрого увеличения скорости без роста оборотов двигателя. Перед приобретением автомобиля нужно понять, что лучше вариатор или автомат и какие недостатки характерны для этих типов трансмиссий.

Устройство и принцип работы вариатора

Конструкция и работа автоматической коробки передач

Что может ломаться?

Преимущества и недостатки

В чем основное отличие?

Как узнать, что стоит у вас?

Видео «Что лучше выбрать — вариатор или АКПП»

Комментарии и Отзывы

Устройство и принцип работы вариатора

Прежде чем узнать об отличиях автоматической коробки передач автомобиля от вариаторной и определить, какой тип агрегата более надежный, ознакомимся с устройством и принципом действия обеих трансмиссий. Начнем с вариаторов. Важное различие такой коробки и автомата заключается не во внешнем виде, а в отсутствии фиксированных передач. Вариаторные трансмиссии работают с определенным диапазоном передаточного числа при увеличении и понижении оборотов двигателя. Это достигается в результате использования другого принципа действия.

Схема изменения размеров шкива при увеличении и понижении скорости

Работа вариаторной трансмиссии основана на применении ременной передачи усилия между валом двигателя и шкивом ведущих колес. В современных транспортных средствах обычно используются металлические ремешки либо цепи. Величина передаточного числа изменяется плавно благодаря мягкой и синхронной трансформации размеров ведомого и ведущего валов. Существует несколько типов вариаторных коробок передач, но в большинстве современных авто используются именно клиноременные системы.

В основе такой передачи лежит трапециевидный зубчатый ремешок или цепь. Не менее важными составляющими системы считаются два шкива, выполненные в виде конических дисков. Во время работы агрегата эти элементы меняют свой диаметр, что приводит к трансформации скорости и величине крутящего момента.

Принцип действия заключается в следующем. Когда водитель жмет на педаль газа, вращение передается от ведущего вала агрегата к ведомому. Но его устройство выполнено так, что при воздействии центробежных сил из-за повышения оборотов так называемые щеки дисков сжимаются. В результате они выталкивают ремень от центра вала к его боковой части. На ведомом шкиве происходит обратный процесс. Его щеки разжимаются и ремешок перемещается к центру вала. Таким образом меняется передаточное число и усилие. Если водитель отпускает педаль газа, возникает обратный процесс.

Пользователь Сергей Иванов в своем ролике показал принцип действия вариаторной КПП.

Основные неисправности

Неисправности в работе вариаторной трансмиссии обычно связаны с нарушениями эксплуатации и неправильным обслуживанием системы.

Даже если производитель автомобиля с CVT не указывает по регламенту интервал замены смазочной жидкости, автовладелец должен периодически оценивать ее состояние и уровень.

В необслуживаемых коробках передач ресурс эксплуатации масла составляет в среднем 60-80 тысяч км пробега.

Какие неисправности характерны для вариаторных трансмиссий:

Выход из строя гидравлического блока. Если в системе используется некачественное масло, это приводит к увеличению трения подшипников и прочих движущихся узлов. Из-за недостаточной смазки они быстрее изнашиваются, в итоге образуются отложения в виде продуктов износа. Металлическая стружка забивает гидравлический блок. В результате масляному насосу становится мало давления для нормальной работы.
Если насосное устройство функционирует в условиях нехватки давления, это приводит к тому, что шкивы не могут правильно сжать или разжать ремешок. В итоге валы будут пробуксовывать.
В случае когда происходит пробуксовка ремня, он изнашивается и рвется в несколько раз быстрее, при этом все его металлические звенья разлетаются внутри конструкции. Такая проблема может стать поводом для других неисправностей.
Часто в вариаторных трансмиссиях задираются так называемые зеркала шкивов, что приводит к быстрому износу ремешка.
Все вариаторные коробки передач оснащаются различными датчиками и контроллерами. Эти механизмы иногда выходят из строя, а также могут засоряться разъемы их подключения, в результате чего происходит поломка электроники.

Процедура ремонта вариатора представлена на ролике, снятом каналом АКПП технология ремонта.

Плюсы и минусы

Основные преимущества вариатора:

Транспортные средства с вариаторной КПП характеризуются динамичным разгоном по сравнению с машинами, оснащенными классическими автоматами.
Если сравнивать с традиционной АКПП, то авто с вариаторами потребляют меньше горючего.
Отсутствие передач. Благодаря этому машины с CVT ускоряются без рывков, что обеспечивает дополнительные преимущества в виде плавности и динамического хода авто.
Довольно высокий коэффициент полезного действия. По сравнению с автоматическими КПП он на 5-10% больше.
Упрощенное управление агрегатом. Если сравнивать с механикой, то начинающему автолюбителю не нужно учиться плавно трогаться с места и «чувствовать» автомобиль, чтобы вовремя переключить скорость.
Авто с вариаторными трансмиссиями характеризуются более высокой экологичностью. Это достигается в результате снижения расхода горючего и, соответственно, низкого уровня выбросов вредных газов в атмосферу.

Основной минус заключается в сложности выполнения ремонта. На сегодняшний день в странах СНГ квалифицированное обслуживание вариаторных трансмиссий можно доверить только официальным дилерам. Причем не факт, что они выполнят его правильно. А стоимость этой задачи очень высокая. Найти на СТО специалиста, который мог бы отремонтировать вариатор, особенно в небольших городах, очень трудно.
Необходимость периодической замены ремня или цепи. В среднем ресурс эксплуатации этой детали составляет около 100-150 тысяч километров пробега. Стоимость услуги недешевая, причем выполнить ее возьмутся не на каждом СТО.
Наличие большого количества электроники. Если ломаются датчики или управляющая система, решить проблему сможет только официальный дилер.
Для обслуживания вариаторных трансмиссий в КПП авто должно использоваться определенное масло. Такая смазка недешевая и найти ее непросто. Если вы допустите ошибки при выборе жидкости, это приведет к поломке агрегата.
Невозможность использования CVT на транспортных средствах, оборудованных мощными моторами. В результате работы в условиях высокой силы двигатель будет оказывать большое давление на приводной ремешок или ролик КПП.
Автомобили с вариаторными трансмиссиями не предназначены для буксировки других транспортных средств, а также прицепов. Нельзя буксировать машину с отключенным мотором.

Конструкция и работа автоматической коробки передач

Схема гидротрансформаторного устройства АКПП

Основными составляющими компонентами АКПП считаются гидротрансформаторное устройство, а также механический редуктор. Первый узел используется в качестве сцепления, а второй предназначен для передачи механического усилия между шестеренками.

Крутящий момент передается от вала силового агрегата гидротрансформаторным устройством, функционирующим на основе давления трансмиссионной жидкости. Конструкция автоматической коробки включает в себя металлические диски с фрикционами и муфты. Они используются в качестве механической функции сцепления. Когда диски сжимаются и разжимаются, происходит активация определенных муфт. Последние используются в качестве передач в агрегате.

Что может ломаться?

Пользователь Александр Сорокин в своем ролике показал, как производится разборка автоматической трансмиссии и ее ремонт.

Какие неисправности характерны для автоматических коробок передач:

Выход из строя кулисы рычага АКПП. Такие неполадки более характерны для агрегатов старого типа, в которых есть механическая связь ручки КПП с самой трансмиссией. Поломка кулисы приводит к тому, что автовладелец не может переключать режимы работы коробки. Для решения неисправности потребуется поменять вышедший из строя рычаг, а также саму кулису. Признаки поломки заключаются в сложностях переключения селектора КПП, в крайнем случае перевести рычаг в другое положение будет невозможно. Возникает потребность в ремонте агрегата. В некоторых автомобилях для этого необходимо полностью снимать коробку передач.
Утечка рабочей жидкости. По отзывам автолюбителей, они часто сталкиваются с проблемой вытекания масла из-под уплотнительных резинок. Поэтому владелец должен периодически выполнять визуальную диагностику состояния трансмиссии на яме или эстакаде. Когда проверка показала следы масляных подтеков, нужно определить причину утечки либо обратиться на СТО. Если проблема кроется в уплотнителях, то они меняются без труда.
Неисправности в работе управляющего модуля. В случае когда центральный процессор ломается, он может неверно подбирать обороты для переключения скоростей. В некоторых ситуациях механизм управления блокирует работу коробки передач. Если модуль полностью вышел из строя, он подлежит замене. При повреждении управляющих шлейфов их также нужно поменять. Когда центральный процессор работает нормально, но иногда проявляются сбои, его можно попробовать перепрошить. Но выполнить такую задачу способен не каждый специалист.
Неисправности гидравлического блока. Неполадки проявляются в результате износа конструктивных элементов устройства или несоблюдения правил использования агрегата. Если автовладелец не прогревает коробку передач в холодное время года, а сразу начинает движение, причем двигается резко, это приводит к неполадкам в работе гидроблока. Основными признаками являются толчки, удары и вибрации. Иногда движение на машине вовсе невозможно.
Неисправности в работе гидротрансформаторного устройства. Такую проблему нельзя решить без ремонта. Отремонтировать гидротрансформатор проще и дешевле, чем управляющий модуль или гидравлический блок. При неисправностях узла водитель услышит нехарактерный для работы трансмиссии стук, шуршание, вибрацию. Вы почувствуете, что динамика транспортного средства ухудшилась. А если будете менять трансмиссионную жидкость, то в поддоне картера увидите большое количество металлической стружки.

Преимущества и недостатки

Начнем с плюсов:

Автоматы — более надежные агрегаты. В среднем ресурс использования современной автоматической трансмиссии составляет не менее 300 тысяч километров пробега, если коробка будет правильно использоваться и обслуживаться. Причем работать машина с АКПП может в любых условиях.
Более упрощенный ремонт по сравнению с вариаторной трансмиссией. Обслуживание АКПП можно произвести в гаражных условиях. Найти для этого квалифицированного специалиста не составит труда. Причем стоимость выполнения работ будет ниже.
Автоматические агрегаты менее требовательны к качеству использующейся смазки. Оригинальными маслами пользоваться желательно, но необязательно. При необходимости всегда можно найти более дешевый аналог.
Щадящее отношение АКПП к двигателю. Переключение режимов в работе трансмиссии осуществляется без необходимости увеличения оборотов ДВС.
Меньше электроники по сравнению с вариатором.

Канал АВТОСАЛОН Первый Видео АвтоРынок в своем ролике подробно разобрал все плюсы и минусы вариаторных КПП.

Недостатки автоматических трансмиссий:

Более низкий коэффициент полезного действия, что обусловлено его потерями в гидротрансформаторном устройстве. Соответственно, классические автоматы используют не всю полезную мощность двигателя.
Повышенный расход горючего.
При переключении режимов в работе трансмиссионного агрегата проявляются рывки. В более новых автомобилях этой проблемы нет, поскольку они оснащаются большим числом передач.
Не такие высокие динамические особенности, как у вариаторов. Транспортное средство с автоматом разгоняется значительно медленнее, чем авто с механикой или CVT.
В АКПП используется больше трансмиссионной жидкости. Если для оптимальной работы вариаторной коробки передач требуется 5-8 литров масла, то для классического автомата понадобится не менее 8-10 л смазки.

В чем основное отличие?

Теперь разберем, в чем заключается разница и можно ли визуально сравнить и отличить эти два типа КПП. Внешне, по рычагу коробки передач вариаторная трансмиссия ничем не отличается от традиционного автомата.

Проведем сопоставление основных различий:

автомат не обеспечивает транспортному средству динамичности и стремительности;
автомобили с АКПП потребляют больше топлива, чем машины с вариаторами;
в АКПП надо чаще менять смазочную жидкость;
вариаторные трансмиссии функционируют без переключения скоростей.

Фотогалерея

Фото, которые позволят отличить АКПП от вариатора, приведены ниже.

Как узнать, что стоит у вас?

Когда двигатель достигает определенного числа оборотов, в машинах с автоматической трансмиссией осуществляется переключение передач на более высокую или низкую. При этом водитель чувствует небольшой толчок, как при управлении на авто с механикой. Само переключение осуществляется тогда, когда количество оборотов двигателя увеличивается до 3500 в минуту. Возрастает и шум силового агрегата при повышении передачи. Что касается вариаторных КПП, то во время работы трансмиссия не производит лишнего шума. Транспортное средство едет плавно и мягко, а когда увеличивается скорость, обороты двигателя изменяются, но незначительно. На вариаторных коробках водителям обычно удобнее и комфортнее ездить.

Как еще можно отличить CVT от классического автомата:

Воспользоваться сервисной книжкой, в ней всегда указывается тип установленной в автомобиле КПП. Символ «А» говорит о том, что машина оснащена автоматом, а «CVT» — вариаторной трансмиссией.
Когда вы покупаете автомобиль, то нужно узнать о нем подробнее. Для получения информации воспользуйтесь разными источниками. Возможно, что приобретаемая вами модель не комплектуется вариаторами.
В автоматических трансмиссиях уровень смазочного вещества в системе можно определить с помощью щупа. Вариаторные КПП обычно необслуживаемые и измерителями не оснащаются. Но только по этому критерию различить два типа коробок передач не удастся.

Итоги

Итак, подытожим, что же лучше — вариатор или автомат. Автоматические трансмиссии надежнее, чем CVT. Они не так часто ломаются, не очень требовательны к правильной эксплуатации и обслуживанию. Ремонт таких КПП при желании можно выполнить самостоятельно. Что касается вариаторов, они требовательнее в плане обслуживания и использования. Но управление машиной с CVT будет более приятным благодаря отсутствию передач и толчков при их переключении. Водителям, которые предпочитают комфорт, лучше выбирать машины с вариаторами.

Видео «Что лучше выбрать — вариатор или АКПП»

Вариатор против традиционного автомата — что лучше, вы узнаете на видео, опубликованном каналом Avto-Blogger.

Форсунка автомобиля.

• Форсунка (другое название — инжектор), являясь конструктивным элементом системы впрыска, предназначена для дозированной подачи топлива, его распыления в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси.

• Форсунка используется в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных двигателях устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска.

• В зависимости от способа осуществления впрыска различают следующие виды форсунок: электромагнитная, электрогидравлическая и пьезоэлектрическая.

— Электромагнитная форсунка устанавливается, как правило, на бензиновых двигателях, в т.ч. оборудованных системой непосредственного впрыска. Форсунка имеет достаточно простое устройство, включающее электромагнитный клапан с иглой и сопло.

Характеристика к фото номер 1:

1. сетчатый фильтр
2. электрический разъем
3. пружина
4. обмотка возбуждения
5. якорь электромагнита
6. корпус форсунки
7. игла форсунки
8. уплотнение
9. сопло форсунки

— Работа электромагнитной форсунки осуществляется следующим образом. В соответствии с заложенным алгоритмом электронный блок управления обеспечивает в нужный момент подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана. Статья была опубликована в паблике вк Машины. При этом создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло. Производится впрыск топлива. С исчезновением напряжения, пружина возвращает иглу форсунки на седло.

Электрогидравлическая форсунка используется на дизельных двигателях, в т.ч. оборудованных системой впрыска Common Rail. Конструкция электрогидравлической форсунки объединяет электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели.

Характеристика к фото номер 2:

1. сопло форсунки
2. пружина
3. камера управления
4. сливной дроссель
5. якорь электромагнита
6. сливной канал
7. электрический разъем
8. обмотка возбуждения
9. штуцер подвода топлива
10. впускной дроссель
11. поршень
12. игла форсунки

— Принцип работы электрогидравлической форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыске, так и при его прекращении. вк.ком/карс.бест В исходном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления. Впрыск топлива не происходит. При этом давление топлива на иглу ввиду разности площадей контакта меньше давления на поршень.

— По команде электронного блока управления срабатывает электромагнитный клапан, открывая сливной дроссель. Топливо из камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль. При этом впускной дроссель препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не изменяется, под действием которого игла поднимается и происходит впрыск топлива.

— Самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива, является пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка). Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.

— Преимуществами пьезофорсунки являются быстрота срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), и как следствие возможность многократного впрыска топлива в течение одного цикла, а также точная дозировка впрыскиваемого топлива.

Характеристика к фото номер 3:

1. игла форсунки
2. уплотнение
3. пружина иглы
4. блок дросселей
5. переключающий клапан
6. пружина клапана
7. поршень клапана
8. поршень толкателя
9. пьезоэлемент
10. сливной канал
11. сетчатый фильтр
12. электрический разъем
13. нагнетательный канал

— Это стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой, основанного на изменении длины пьезокристалла под действием напряжения. Конструкция пьезоэлектрической форсунки включает пьезоэлемент, толкатель, переключающий клапан и иглу, помещенные в корпусе.

— В работе пьезофорсунки, также как и электрогидравлической форсунки, используется гидравлический принцип. В исходном положении игла посажена на седло за счет высокого давления топлива. При подаче электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина, которая передает усилие на поршень толкателя. Открывается переключающий клапан, топливо поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы падает. Игла за счет давления в нижней части поднимается и производится впрыск топлива.

🔧Количество впрыскиваемого топлива определяется:

• длительностью воздействия на пьезоэлемент;
• давлением топлива в топливной рампе.

Виды, устройство и принцип работы топливных форсунок

Использование форсунок (инжекторов) позволило сделать работу автомобильного двигателя более экономичной и контролируемой в сравнении с карбюраторными системами. Их главная задача – обеспечение точной дозировки топлива, подаваемого в камеру сгорания, в определенный момент времени и образование оптимальной топливовоздушной смеси. Применяются форсунки и на бензиновых, и на дизельных моторах. Конструктивно они представляют собой сложные устройства высокой точности обработки.

Функции и виды форсунок
Как устроена электромагнитная форсунка двигателя
Принцип действия электрогидравлической форсунки
Особенности работы пьезоэлектрической форсунки
Рабочие параметры и неисправности инжекторов

Функции и виды форсунок

Топливная форсунка, или инжектор, представляет собой своеобразный клапан, работа которого контролируется блоком управления (ЭБУ) двигателя. Это позволяет подавать топливо, находящееся под высоким давлением, строго ограниченными порциями и в заданный момент времени. В зависимости от типа системы впрыска форсунка может устанавливаться в различных местах. Так, при моновпрыске она располагается перед дросселем во впускном трубопроводе. В системе с распределенным впрыском форсунки устанавливаются в ГБЦ перед клапанами. При этом для каждого цилиндра предусматривается свой отдельный инжектор. В двигателях с непосредственным впрыском форсунки находятся в верхней части цилиндра, подавая топливо сразу в камеру сгорания.

По способу управления (типу привода) инжекторы разделяют на следующие типы:

механические;
электромагнитные;
электрогидравлические;
пьезоэлектрические.

Устройство механической форсунки

Механические форсунки применяются на дизелях. Принцип их работы основан в воздействии усилия давления топлива на запорную пружину. Когда давление в системе выше сопротивления пружины, игла поднимается и происходит впрыск. После того как давление падает, игла возвращается в исходное положение. Стоит отметить, что давление таких форсунок дизельных двигателей очень низкое, а потому они редко применяются в современном автомобилестроении.

Электромагнитные и гидромеханические инжекторы могут иметь:

клапан форсунки со сферическим профилем;
штифтовой клапан;
дисковый клапан.

Как устроена электромагнитная форсунка двигателя

Такой тип инжекторов используется преимущественно в бензиновых системах, включая двигатели с непосредственным впрыском. По функциональному назначению электромагнитные форсунки разделяются на пусковые (например, в системе “K-Jetronic”) и рабочие. Последние могут быть центральными (выполняют точечный впрыск) и индивидуальными (распределяют топливо по цилиндрам).

Устройство электромагнитной форсунки

Конструктивно электромагнитная форсунка самая простая. Ее основными элементами являются:

герметичный корпус;
разъем для подключения к электрической цепи;
запирающая пружина;
обмотка возбуждения клапана;
якорь электромагнита;
игла;
уплотнители;
сопло;
фильтр-сеточка форсунки;
распылитель.

В заданный момент времени ЭБУ двигателя подает напряжение на обмотку возбуждения, что обеспечивает формирование электромагнитного поля, воздействующего на якорь с иглой. В этот момент усилие сжатия пружины становится меньше магнитной силы, якорь втягивается, игла поднимается и освобождает сопло инжектора. Управляющий клапан форсунки двигателя открывается, и происходит впрыск топлива под высоким давлением. Когда блок управления прекращает подачу энергии на обмотку, пружина возвращает иглу в исходное положение.

Вопреки расхожему заблуждению, сама электромагнитная форсунка бензинового двигателя не создает давление. Давление в системе создается топливным насосом.

Электромагнитные инжекторы подбираются в зависимости от мощности двигателя. Прежде всего, необходимо знать, какое сопротивление у форсунок. В заводском исполнении они бывают низкоомные (2-6 Ом) и высокоомные 12-16 Ом. При низком сопротивлении может быть установлен дополнительный резистор в 6-8 Ом, который снизит потребление тока.

Принцип действия электрогидравлической форсунки

Электрогидравлический инжектор (насос-форсунка) – это форсунки топливные дизельные. Они подходят для типовых ТНВД и систем Common Rail. Состоят такие форсунки из следующих элементов:

сопло;
пружина;
камера управления;
дроссель слива;
якорь электромагнита;
магистраль слива топлива;
разъем для подключения к электрической цепи;
обмотка возбуждения;
штуцер подачи топлива;
дроссель на впуске;
поршень;
игла распылителя.

В момент начала цикла управляющий электромагнитный клапан форсунки полностью закрыт. Топливо в системе давит на поршень, находящийся в камере управления, а игла инжектора плотно прижата к седлу. ЭБУ двигателя подает напряжение на обмотку возбуждения электромагнитного клапана. Дроссель слива открывается, и топливо поступает в сливную магистраль.

Дроссель впуска, в свою очередь, не позволяет мгновенно выровнять давление на впуске и в камере управления. Таким образом, на некоторый промежуток времени усилие, воздействующее на поршень, уменьшается, а давление на иглу остается высоким. Эта разность давлений и обеспечивает подъем иглы и впрыск топлива.

Особенности работы пьезоэлектрической форсунки

Это исключительно дизельная форсунка, которая считается наиболее прогрессивной, поскольку обеспечивает более быстрое срабатывание, максимально точную дозировку и позволяет выполнять многократный впрыск на протяжении одного цикла. Она применяется в дизельных двигателях Common Rail. Пьезоэлектрические форсунки двигателя состоят из таких деталей:

игла;
уплотнители;
блок дросселей;
пружина запора иглы;
переключающий клапан форсунки;
пружина клапана;
поршень клапана;
пьезоэлемент;
сливная магистраль;
поршень толкателя;
фильтр;
разъем для подключения к цепи питания;
нагнетательная магистраль.

Принцип работы такого инжектора основан на изменении длины пьезоэлемента при подаче на него напряжения. В начальном положении игла под воздействием давления топлива посажена на седло. Когда ЭБУ двигателя посылает сигнал на пьезоэлемент, последний, изменяя длину, воздействует на поршень толкателя. Переключающий клапан форсунки открывается, и топливо подается на слив. Аналогично электрогидравлическим системам, создается разность низкого давления над иглой и высокого под ней, и она поднимается, выполняя впрыск дизтоплива. Количество последнего при этом регулируется длительностью подачи напряжения на пьезоэлемент пьезофорсунки и давлением в топливной рампе двигателя.

Рабочие параметры и неисправности инжекторов

Одной из основных характеристик форсунки является факел распыла. Для обеспечения корректной работы двигателя топливо должно распыляться под высоким давлением и на большую площадь. При этом размеры капель горючего должны быть как можно меньше. Это позволяет ускорить процесс сгорания и уменьшить расход топлива. Если же подача бензина или дизеля будет осуществляться струей, возникнут провалы в работе мотора, увеличится количество сажи в выхлопе. Происходит это, когда распылитель инжектора загрязняется.

Также важным параметром является время впрыска форсунок, или лаг открытия и закрытия. Он зависит от множества параметров напряжения, уровня давления и типа топлива. Измеряется лаг лабораторным методом, в ходе которого определяется количество пролитого топлива за единицу времени.

Несмотря на сложное устройство, топливные инжекторы имеют длительный срок эксплуатации. В среднем он составляет от 100 до 150 тысяч километров пробега. Основным требованием для обеспечения продолжительности работы форсунок является качество топлива и своевременный технический осмотр автомобиля.

Форсунки двигателя — виды и принцип работы

Познавательная статья о форсунках автомобиля — какие их типы бывают и как они работают.

Форсунка (второе название — «инжектор») представляет собой конструктивный элемент системы впрыска двигателя. Подобное устройство предназначено для подачи топлива в дозированном количестве, дальнейшего его распыления во впускном коллекторе (камере сгорания), т.е. создания топливно-воздушной смеси.

Оборудование такого рода используется во всех системах впрыска двигателей — и бензиновых, и дизельных. Сегодня на современных двигателях используют форсунки, которые оснащены электронным управлением впрыска.

Зависимо от того или иного способа выполнения впрыска различают такие виды форсунок, как: электромагнитная, пьезоэлектрическая и электрогидравлическая.

Конструкция и принцип функционирования электромагнитной форсунки

Электромагнитное устройство такого плана, как правило, используют, на бензиновых двигателях, включая и те, которые имеют систему непосредственного впрыска. Данный вид оборудования характеризуется довольно простой конструкцией, которая состоит из сопла и включающего электромагнитного клапана, оснащенного иглой.

Работа электромагнитной форсунки происходит таким образом. Электронный блок управления, в точном соответствии с заложенным ранее алгоритмом, обеспечивает в необходимый момент на обмотку возбуждения клапана подачу напряжения. В процессе этого создается электромагнитное поле, которое преодолевает усилие пружины, затем втягивает якорь с иглой и, таким образом, освобождает сопло. После этого осуществляется впрыск топлива. Когда же напряжение пропадает, пружина иглу форсунки возвращает на седло.

Конструкция и принцип функционирования электрогидравлической форсунки

Электрогидравлическое оборудование такого плана применяют на дизельных двигателях, включая и те, которые оборудованы системой впрыска под названием «Common Rail». Конструкция устройства данного типа объединяет в себе электромагнитный клапан, сливную и впускную дроссели, камеру управления.

Принцип работы данного оборудования основан на применении давления топлива, и при впрыске, и после его прекращения. Электромагнитный клапан в исходном положении обесточен и полностью закрыт, игла устройства прижата к седлу с помощью силы давления на поршень топлива в камере управления. В таком положении впрыск топлива не осуществляется. Следует отметить, что в такой ситуации давление топлива на иглу в связи с разностью площадей контакта менее давления, осуществляемого на поршень.После команды электроблока управления происходит срабатывание электромагнитного клапана и осуществляется открытие сливной дроссели. При этом, топливо, находящееся в камере управления, вытекает в сливную магистраль через дроссель. Впускной дроссель служит препятствием тому, чтобы произошло быстрое выравнивание давлений не только во впускной магистрали, но также и в камере управления. Постепенно давление на поршень уменьшается, но не изменяется давление топлива, осуществляемое на иглу — в результате этого происходит поднятие иглы и, соответственно, впрыск горючего.

Конструкция, преимущества и принцип функционирования пьезоэлектрической форсунки

Наиболее совершенным устройством, с помощью которого обеспечивается впрыск топлива, считается пьезоэлектрическое оборудование такого плана — оно называется «пьезофорсунка». Данный вид устройств устанавливают на тех дизельных двигателях, которые оборудованы системой впрыска, носящей название Common Rail — аккумуляторная топливная система.

Преимущество подобных устройств — это быстрота срабатывания (примерно в четыре раза быстрее, чем электромагнитный клапан), что в результате предоставляет возможность многократно впрыскивать топливо на протяжении течение одного цикла. Кроме этого плюсом пьезофорсунок является максимально точная дозировка топлива, которое впрыскивается.

Создание данного вида оборудования стало возможным в связи с использованием в управлении форсункой пьезоэффекта, который основан на смене длины пьезокристалла в результате воздействия напряжения. Конструкция такого устройства включает в себя пьезоэлемент и толкатель, отвечающий за переключение клапана, а также иглу — всё это помещено в корпус устройства.

В работе данного вида оборудования, также как и в работе электрогидравлических устройств такого плана, используют гидравлический принцип. Игла в исходном положении посажена на седло из-за высокого давления топлива. В процессе подачи на пьезоэлемент электрического сигнала, происходит увеличение его длины, что передает на поршень толкателя усилие. В результате этого происходит открытие переключающего клапана и поступление в сливную магистраль топлива. Падает давление выше иглы. В связи с давлением в нижней части происходит поднятие иглы и, соответственно, впрыск топлива.

Количество топлива, которое впрыскивается, определяется такими факторами, как:

давление топлива в топливной рампе.

Смотрите видео про принцип работы форсунки:

Все виды топливных форсунок и их диагностика.

Топливная форсунка — незаменимый компонент впускного комплекса, гарантирующий равномерный впрыск горючего с последующим распределением в камере и формированием смеси с воздухом. Устройство применяется как в бензиновых, так и в дизельных агрегатах. На передовых моторах используют узлы с автоматической регулировкой подачи.

Топливная форсунка — что это?

Впрыск топлива в камеру — сложный процесс, который состоит из нескольких этапов. В силовых установках рассчитываются не только правильные пропорции дизтоплива, газа или бензина, но и методика распыления, момент сгорания и распределение пламени.

Они нужны для преобразования жидких составов в мелкодисперсную пыль, которая эффективнее воспламеняется и обеспечивает более высокий КПД.

Назначение устройства

Топливная форсунка — конструкция, объединяющий насос высокого давления (ТНВД) и двигатель.

Устройство выполняет такие задачи:

Отвечает за дозировку топлива при подготовке сгораемой смеси.
Регулирует давление подачи топлива.
Формирует из жидкого топлива мелкодисперсную смесь (пыль из распыленного топлива и воздуха).

Кроме того, узел поддерживает герметичность оборудования и обеспечивает максимально эффективное сжигание топлива.

Расположение

Размещение форсунок определяется модификацией впускной системы:

Центральная (перед заслонкой дросселя в трубопроводе впуска).
Распределенная (на каждом цилиндре по отдельности в начале трубопровода).
Непосредственная (в верху стенок цилиндра).

Принцип работы

Бензин или дизельный состав отправляется в форсунку под соответствующим давлением. Моторный блок дает импульс на магнит инжектора, провоцируя запуск игольчатого клапана. Он отвечает за состояние канала (закрыто/открыто). Объем топлива, которое поступает в систему, зависит от продолжительности поступающего импульса.

Разновидности топливных форсунок и их устройство

В зависимости от способа управления подачей топлива форсунки делят на несколько видов:

Механические модели

Этот вид распространен на дизельных двигателях. Он функционирует в результате воздействия топливного давления на запорный механизм. В процессе повышения показателей игла направляется вверх, провоцируя впрыск. После падения давления она занимает предыдущую позицию.

Механические форсунки менее эффективны в сравнении с другими типами, поэтому редко используются в современных транспортных средствах. При этом детали обладают простой и надежной конструкцией, которая обеспечивает большой срок службы.

Электромагнитные форсунки

Подобный тип инжекторов встречается на бензиновых автомобилях, включая модели с непосредственной подачей горючего. С учетом выполняемых функций форсунки бывают пусковыми и рабочими. Вторая разновидность осуществляет точечный или индивидуальный впрыск.

Конструкция детали включает следующие составляющие:

Корпус.
Отсек для подсоединения к электрической цепи.
Иглу.
Уплотнители.
Сопло.
Обмотку возбуждения клапана.
Фильтр-сетку и другие элементы.

В нужный момент моторный блок отправляет напряжение на обмотку, способствуя появлению электромагнитного поля, которое влияет на якорь с иглой. В это время усилие сжатия пружины уменьшается, якорь втягивается, а игла поднимается, открывая сопло инжектора. Дальше срабатывает клапан управления форсункой и осуществляется подача горючего под пиковым давлением. После прекращения подачи энергии на обмотку пружина возвращает иглу в начальное положение.

Электрогидравлические устройства

Модели электрогидравлического типа встречаются на дизельных агрегатах. Их можно установить на типовой ТНВД и комплекс Common Rail , особенность которого — подача топлива в камеру сгорания под высоким давлением .

В устройстве предусмотрены такие детали:

Сопло, через которое происходит непосредственная подача топлива.
Пружина, применяемая при передачи усилия на открывающий клапан.
Камера управления, где находится поршень, находящийся под давлением топлива.
Сливной дроссель.
Якорь электромагнитного элемента.
Обмотка возбуждения, которое создает электромагнитное поле.
Штуцер впрыска горючего.

Во время срабатывания цикла клапан находится в закрытом состоянии. Горючее в системе воздействует на поршень камеры управления, а игла форсунки плотно прижимается к седлу. Блок управления мотора отправляет напряжение на обмотку, а сливной дроссель повторно открывается. В результате горючее передается в магистраль.

Впускной механизм препятствует мгновенному выравниванию давления в камере и на впуске. Поэтому в течение некоторого времени усилие, которое воздействует на поршень, снижается, а давление на иглу сохраняется. Из-за разницы показателей игла поднимается и регулирует впрыск топлива.

Пьезоэлектрические детали

Устройство встречается только на автодизелях и считается самым продвинутым типом инжекторов. Данная разновидность способствует мгновенному срабатыванию системы впрыска, подбору точной дозировки и многократной подаче горючего. Такие форсунки распространены в дизельных агрегатах с технологией Common Rail.

Для сборки пьезоэлектрических механизмов используют:

Иглу.
Дроссельный блок.
Пружины и поршни клапана.
Сливную магистраль.
Фильтр.
Нагнетательную магистраль и другие детали.

Форсунка функционирует по принципу изменения длины пьезоэлемента при подаче напряжения. В базовом положении игла находится на седле. Когда электронный блок управления отправляет сигнал на пьезоэлемент, последний оказывает влияние на поршень. Переключающий клапан срабатывает, и топливо переходит на слив.

Есть ли отличия между топливными форсунками для дизельных и бензиновых двигателей

Форсунки для дизельных моторов обладают меньшим сечением, а принцип их работы гораздо сложнее. Для определения поломки нужны особые знания. Такие двигатели требуют повышенной герметичности топливной системы.

Для подобных силовых установок используют электромагнитные и пьезоэлектрические модели.

В моторах, работающих на бензине, присутствуют одно- и многоточечные инжекторы. Первые регулируют подачу топлива и устанавливаются перед заслонкой, а вторые включают нескольких форсунок, закрепленных перед трубопроводами. Устройство подает бензин в камеру сгорания, но обладает неразборной конструкцией, поэтому не подлежит ремонту. Стоимость комплектующих для бензиновых двигателей намного ниже, чем для дизельных.

Признаки поломки элемента

Определить неисправность или выход из строя форсунки можно по таким признакам:

Увеличению расхода топлива при умеренной тяге.
Задымлению транспортного средства.
Сильным вибрациям двигателя.

К дополнительным признакам поломки относят пропуски зажигания. Также на панели приборов может появиться индикация Check Engine, указывающая на необходимость проверки силового агрегата.

Засорение топливного фильтра тоже негативно влияет на приемистость установки. К рывкам на бензиновом агрегате может привести поврежденная система зажигания.

Диагностика топливной форсунки

Специфика диагностики форсунки определяется типом детали. При этом диагностику можно выполнить как в сервисе, так и в гараже.

Проверка питания

Для оценки электроснабжения потребуется сделать следующее:

Снять разъем питания форсунки первого цилиндра.
Подсоединить мультиметр с настройками оценки постоянного напряжения в пределах 0-20 В.
Завести автомобиль и проанализировать результаты измерений. В исправном состоянии форсунка дает короткие импульсы.
В случае если на фишку питания не приходит напряжение, заглушить авто и выполнить проверку проводки либо найти дефект во время визуального осмотра.
Подключить форсунку первого цилиндра и повторить проверку процедуру с 2-4-ыми элементами.

Изменение сопротивления

Сначала нужно уточнить модель форсунки, которая используется на вашем транспортном средстве. Дальше следует определить сопротивление катушек внутри детали.

Заглушив двигатель, необходимо снять разъемы питания, подключить мультиметр и запустить его в режиме измерения 0-200 Ом. Важно проанализировать сопротивление каждой детали. Оно должно соответствовать заявленным в технических характеристиках параметрам.

Дианостика на рампе

Для диагностики нужно снять топливную рейку с зафиксированными инжекторами. Дальше следует подключить контакты к рампе и форсункам (если они отключались). Рампа размещают под капотом таким путем, чтобы удалось установить под каждой деталью емкость со шкалой.

После этого требуется подсоединить трубки подачи топлива и убедиться в надежности их фиксации.

На следующем этапе необходимо включить зажигание и провернуть мотор стартером. Такие действия лучше проводить вместе с коллегой.

Пока второй человек вращает мотор, важно проследить за исправностью всех инжекторов. Впрыск горючего должен оставаться идентичным на всех элементах.

Финишный этап сводится к отключению зажигания и оценке объема топлива в емкостях.

Проверка на стенде

В автомастерских установлены стенды для диагностики и восстановления форсунок. Методика проверки на такой поверхности предусматривает разборку рампы и инжекторов ТС. Стенд позволяет реализовать комплексную диагностику, проверить эффективность впрыска горючего и определить электрическое сопротивление. Отдельные мастера сооружают стенды в домашних условиях.

Очистка форсунки в домашних условиях

Для исключения проблем в функционировании форсунок стоит периодически промывать их. Это делается стандартным путем, со специальным средством либо посредством ультразвука и проч., без снятия механизма с мотора.

Стандартный способ

Самый примитивный и легкий метод чистки топливных форсунок подразумевает заливку особого состава в бензобак. Методика используется владельцами новых транспортных средств либо машин с пробегом в несколько тысяч км. Она подразумевает добавление состава вместе с горючим в бак для поддерживания двигателя и сопутствующих систем в чистоте.

Для автомобилей со сложными загрязнениями метод не подходит, потому что усугубляет проблему. В таком случае нужно разобрать мотор на подготовленном стенде, демонтировать распылители и провести их поочередную очистку.

С помощью таких действий можно найти дополнительные поломки и заменить поврежденные компоненты.

Чистка без демонтажа двигателя

Чтобы промыть ТФ без демонтажа силового агрегата, необходимо подключить промывочную станцию сразу к мотору. Это позволит удалить накопившуюся грязь на поверхностях и топливной рампе. Достаточно включить мотор на 30 минут, используя нейтральную передачу, и постепенно подавать рабочую смесь под давлением.

Подготовка топливных форсунок к замене

Процесс разборки инжектора начинается с подготовки приспособлений. Специфика разборки может отличаться для разных моделей авто и типов впускных комплексов.

Проверенные бренды

Чтобы распылитель прослужил максимально долго, важно выбирать оригинальную продукцию. И это касается как электрических, так и механических моделей. Из качественных аналогов можно купить устройства от компаний Siemens, Bosch, Delphi, OMVI, Hana.

Как снять форсунку

Перед демонтажом детали следует спустить давление в системе. На многих моделях авто предусмотрен специальный механизм на топливной рейке. Это особый клапан, который срабатывает после нажатия и способствует вытеканию топлива.

Затем стоит достать рампу, где удерживаются распылители. Разборка производится посредством отключения разъемов с проводами. Извлечь элементы можно поворотом или раскачиванием механизма.

Замена на новую

Разобравшись, как снять форсунку, остается установить на ее место новую деталь. Для безошибочного выполнения действия нужно иметь базовые навыки в решении таких задач. Алгоритм действий может отличаться для каждой модели транспортного средства.

Если производится плановая чистка, нужно снять уплотнительные кольца со всех распылителей и выбросить их.

Ремонт элемента

Восстановление элемента допускается только при несложных поломках. Его практикуют на двигателях с прямой подачей топлива. Отремонтировать механическую деталь можно своими руками с помощью базовых запчастей и подручных средств.