Jaka jest różnica między wariatorem a automatem i co wybrać?

Aby przenieść moment obrotowy z silnika na koła napędowe maszyny, stosuje się mechanizmy przekładniowe. Automatyczne skrzynie biegów, które ułatwiają jazdę, stopniowo zastępują skrzynie manualne. Przed wyborem samochodu kupujący musi dowiedzieć się: wariator lub automat - który jest lepszy i bardziej niezawodny w działaniu oraz jakie wady są charakterystyczne dla każdego schematu.

Jak wizualnie odróżnić wariator od maszyny?

Kupujący może odróżnić wariator na pasek klinowy od klasycznej przekładni hydromechanicznej po wyglądzie selektora, który znajduje się na konsoli środkowej w kabinie. Automatyczna skrzynia biegów posiada dodatkowe tryby pracy, oznaczone cyframi 1 lub 2. Dodatkową zewnętrzną różnicą wariatora jest skrót CVT (skrót od Continuously Variable Transmission), stosowany na pokrętle wyboru trybu skrzyni biegów oraz na pokrywie bagażnika.

Dodatkowym sposobem identyfikacji skrzynki jest sonda, która jest zainstalowana na skrzyni korbowej urządzenia. Plastikowy uchwyt miarki jest wytłoczony rodzajem płynu używanego do obsługi przekładni. Na przykład Nissan zaleca stosowanie płynu klasy NS1 do bezstopniowej skrzyni biegów, Honda używa oleju HMMF. Płyn Dextron służy do napełniania skrzyni korbowej automatycznej skrzyni biegów.

Jeśli nie można wizualnie określić rodzaju skrzyni, musisz usiąść za kierownicą i obserwować proces przyspieszania samochodu. Automatyczna skrzynia biegów przełącza się na wyższe biegi z lekkim szarpnięciem, w momencie przełączania obserwuje się spadek prędkości obrotowej silnika. Wariator na pasek klinowy wyróżnia się płynnym zestawem obrotów elektrowni.

Zalety i wady CVT

Wariator zapewnia przenoszenie momentu obrotowego za pomocą metalowego paska, który styka się z 2 stożkowymi kołami pasowymi. Przemiennik momentu obrotowego służy do przenoszenia momentu obrotowego z silnika na skrzynię biegów. Poprzez zmianę średnicy koła pasowego na wale napędowym i napędzanym zapewniona jest płynna zmiana prędkości wału wtórnego.

W konstrukcji niektórych jednostek zastosowano dodatkową 2-biegową przekładnię planetarną, co pozwala zmniejszyć zużycie stożków i paska podczas jazdy z prędkością ponad 100 km/h.

Zalety wariatora to:

1. Dzięki płynnej regulacji i utrzymaniu prędkości wału korbowego silnika w optymalnym zakresie, zużycie paliwa jest mniejsze niż przy zastosowaniu przekładni hydromechanicznej (sprawność skrzyń serii CVT jest o 5-10% wyższa niż w przypadku automatycznej skrzyni biegów). Dynamika przyspieszenia jest wyższa niż podczas użytkowania maszyny (w przypadku używania silników o tych samych charakterystykach). Poprawę charakterystyki przyspieszenia wariatora osiąga się poprzez wyeliminowanie przerw niezbędnych do przejścia automatycznej skrzyni biegów na nadbieg.
2. Podczas przyspieszania samochodu nie ma szarpnięć. Jeśli w konstrukcji wariatora zostanie zastosowana dodatkowa przekładnia planetarna, wówczas przejście między etapami nie zostanie zauważone przez kierowcę i pasażerów.
3. Konstrukcja skrzyni charakteryzuje się zmniejszoną wagą i wymiarami, co pozwala na zastosowanie urządzenia w małych samochodach. Montaż przekładni planetarnej dodatkowo zmniejsza rozmiar obudowy CVT.

Wady transmisji:

1. Ze względu na ograniczenia konstrukcyjne wariator nie jest stosowany w silnikach o pojemności skokowej cylindra większej niż 3500 cm³ i mocy powyżej 200 KM. Do przenoszenia zwiększonego momentu obrotowego stworzono skrzynki toroidalne, jednak złożoność konstrukcji i konieczność użycia stali o wysokiej wytrzymałości ograniczają rozprzestrzenianie się tego typu wariatorów.
2. Konstrukcja pudełka nie pozwala na szybką reakcję na gwałtowne wciśnięcie pedału gazu.
3. Do tankowania wymagane jest użycie specjalnego płynu, zabrania się używania oleju z samochodu innej marki. Ponieważ płyn zaczyna działać dopiero po podgrzaniu, zimą konieczne jest rozgrzanie pudełka przed rozpoczęciem ruchu.
4. Podczas jazdy z dużą prędkością pasek wychodzi na zewnętrzną krawędź stożka napędowego, co prowadzi do przyspieszonego zużycia powierzchni. Metalowe wióry dostające się do skrzyni korbowej zakłócają normalne działanie mechanizmu regulacji przełożenia.
5. Przekładnia nie lubi intensywnego przyspieszania, podczas którego dochodzi do poślizgu paska i ścierania ocierających się powierzchni metalowych.
6. Zastosowanie złożonej elektroniki regulującej pracę urządzenia zwiększa koszty napraw w przypadku awarii. W konstrukcji urządzenia zastosowano dodatkowe czujniki, w przypadku awarii elementów skrzynka przechodzi do pracy awaryjnej.
7. Pasek należy wymienić po 100-150 tysiącach kilometrów. Zastosowanie zużytej części powoduje zwiększone naprężenia na powierzchniach stożkowych.
8. Konstrukcja boxu nie jest przystosowana do długotrwałego poruszania się w warunkach terenowych lub po drogach o zniszczonej nawierzchni.

Plusy i minusy automatycznej skrzyni biegów

Automatyczna skrzynia biegów wyposażona jest w transformator hydrauliczny, który zapewnia przeniesienie przepływu mocy z silnika na wał wejściowy. Do zmiany przełożeń wykorzystywane są pary planetarne współpracujące ze sprzęgłami ciernymi. Do przełączania stopni służy agregat hydrauliczny wyposażony w pompę do dostarczania płynu roboczego. Agregat wyposażony jest w zawory sterowane elektromagnetycznie, które zapewniają rozkład przepływów płynów w zależności od warunków jazdy i prędkości obrotowej silnika.

Do zalet przekładni hydromechanicznych należą:

1. Prostota konstrukcji jednostki, która zapewnia zwiększony zasób. Pudełka nie wymagają remontu przez 300-350 tysięcy kilometrów.
2. Automatyczna zmiana biegów nie wymaga od kierowcy manipulowania dźwignią. Niektóre modyfikacje obsługują algorytm ręcznego wyboru, w którym uchwyt lub łopatki zamontowane pod kierownicą służą do zwiększania lub zmniejszania prędkości.
3. Naprawa nie wymaga specjalnego sprzętu. Podczas wyjmowania pudełka z maszyny i demontażu zespołu może być wymagane specjalne narzędzie konfiguracyjne.
4. Konstrukcja przekładni wykorzystuje płyn Dextron, który jest tańszy niż specjalne oleje CVT.
5. Skrzynia wyposażona jest w centralkę, która określa momenty zmiany biegów. Całkowita ilość elementów elektronicznych w konstrukcji automatycznej skrzyni biegów nie przekracza 25-30%.

Wady automatycznych skrzyń biegów:

1. W przypadku stosowania skrzynek o przestarzałej konstrukcji z 4 biegami do przodu, podczas jazdy z prędkością ponad 100 km/h dochodzi do zwiększonego hałasu silnika. Jeżeli samochód wyposażony jest w 5- lub 6-biegową skrzynię biegów, to prędkość obrotowa silnika zostaje zmniejszona, co pozytywnie wpływa na komfort akustyczny w kabinie.
2. Zmniejszona dynamika przyspieszenia. Przy zastosowaniu tych samych silników różnica między manualną i automatyczną skrzynią biegów wynosi 1-2 sekundy (przy przyspieszaniu od 0 do 100 km/h). Dzięki zastosowaniu sprzęgieł ciernych zmianom towarzyszą wstrząsy. W zmodernizowanych jednostkach 6-biegowych wstrząsy i wibracje są zminimalizowane i są obserwowane tylko w momencie gwałtownego przyspieszenia.
3. Zwiększone zużycie paliwa dzięki zmniejszonej wydajności skrzyni biegów. Wydajność skrzynki jest zmniejszona dzięki zastosowaniu napędów hydraulicznych, część mocy elektrowni jest zużywana na zapewnienie operatywności węzłów.
4. Zwiększona pojemność skrzyni korbowej. Podczas wymiany oleju do korpusu standardowej automatycznej skrzyni biegów do samochodu osobowego wlewa się 8-10 litrów oleju. Dla porównania skrzynia korbowa przekładni mechanicznej zainstalowana na silniku o identycznej pojemności mieści do 4 litrów płynu, a wariator - w granicach 5-8 litrów.

Jaki rodzaj transmisji jest preferowany

Po tym, jak kupujący ustali, czym różnią się CVT i automatyka, może zdecydować się na zakup samochodu z typem skrzyni biegów, który mu się podoba. Samochody z wariatorem są odpowiednie dla miłośników płynnego poruszania się po utwardzonych drogach. Dodatkowym plusem będzie mniejsze zużycie paliwa, ale kierowcy nie zaleca się wyjeżdżania na wiejskie drogi czy ślizgania się w błocie. Prowadząc samochód zimą należy być przygotowanym na rozgrzanie skrzyni, co negatywnie wpłynie na ekonomię auta.

Jeśli właściciel planuje eksploatację samochodu na drogach krajowych lub poruszanie się po luźnej glebie lub śniegu, zaleca się wybór przekładni hydromechanicznej. Konstrukcja jednostki zapewnia tryby, które ograniczają zmianę biegów, co poprawia drożność w terenie. Ale wybierając automat, trzeba pamiętać o zwiększonym zużyciu paliwa i zmniejszonej dynamice przyspieszania, uzupełnionej szarpnięciami przy zmianie przełożenia.

Przy wyborze należy pamiętać, że producenci nie stosują automatu i wariatora w połączeniu z silnikiem o tej samej mocy i objętości w tym samym modelu samochodu. Od początku lat 2010 istnieje tendencja do rezygnacji z przekładni hydromechanicznych, które są zastępowane przez zrobotyzowane jednostki z 2 sprzęgłami. Zaawansowane przekładnie zapewniają większy komfort jazdy, lepszą dynamikę pojazdu i niższe koszty paliwa.