Двигатель внутреннего сгорания имеет много недостатков, один из которых заключается в том, что такие моторы эффективно работают в ограниченном диапазоне оборотов коленчатого вала. Например, максимальный крутящий момент доступен на одних оборотах, максимальная мощность – на других, а максимальная топливная эффективность – на третьих.
Совершенно логично, чтобы добиться максимально эффективной работы мотора, необходимо обеспечить его работу в том диапазоне оборотов, в котором достигается интересующая характеристика, по которой оптимизируется работа двигателя. Но проблема в том, что для автомобиля это означает движение на строго определенной скорости, чего не позволяет реальная дорожная обстановка, где автомобилю приходится ускоряться и замедляться.
Для того, чтобы удерживать двигатель в одном и том же узком диапазоне оборотов почти независимо от скорости движения, была придумана бесступенчатая коробка передач – CVT трансмиссия, или, попросту, вариатор.
По сути, вариатор представляет собой обычную ременную передачу, то есть, буквально, два шкива, соединенные ремнем. Такая трансмиссия, в первую очередь, появилась на мототехнике, поскольку там нагрузки на нее не такие большие, как на автомобилях, а значит, нет проблемы в использовании резиновых ремней. В автомобилях же пришлось использовать ремни из металлизированных материалов.
Ключевой момент в том, что оба шкива имеют возможность плавно менять свой диаметр. Достигнуто это очень просто. Каждый шкив состоит из двух навстречу направленных конусов, между которых установлен ремень клиновидной формы. Чтобы уменьшить диаметр шкива, достаточно удалить конусы друг от друга, а чтобы увеличить – сдвинуть их ближе. Таким образом, можно плавно изменять передаточное число такой ременной передачи.
Разгоняя автомобиль, мотор остается работать на заданных оборотах. Просто, по мере увеличения скорости, плавно уменьшается передаточное число в коробке передач. Таким образом, улучшаются те показатели, которые необходимы в конкретном автомобиле, или ситуации, поскольку такая трансмиссия, как и многие другие, может иметь различные режимы – вроде спортивного режима, или экономичного.
Но, к сожалению, такая трансмиссия имеет слабые места. Главное из них – это сам ремень и шкивы. Дело в том, что крутящий момент, который они могут воспринять без последствий, ограничен. Если он будет неразумно высоким, то ремень может проскользнуть на шкивах, что сразу приведет к их повреждению. После чего, на поврежденных шкивах, ремень начнет проскальзывать регулярно, что вскоре выведет такую коробку из строя. По этим причинам, CVT трансмиссии противопоказаны любые повышенные нагрузки. На автомобиле с вариатором не стоит буксировать другие машины. Лучше воздержаться и от буксировки прицепов. Такие трансмиссии совершенно не подходят для тяжелых машин, особенно для внедорожников.
А вот для городских легких автомобилей такая трансмиссия вполне применима. Она позволяет добиться максимально эффективного использования двигателя, сохранения его ресурса и экономии топлива.
