Вся правда о вариаторах

Мы не зря заключили слово «идеальный» в кавычки. С одной стороны, вариатор является действительно идеальной трансмиссией для транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, так как позволяет бесступенчато изменять передаточное отношение. На практике же не все так идеально.

Личный опыт

Не так давно я стал регулярно ездить на автомобиле с вариатором. И с первого же дня езды на нём сразу вспомнил популярный советский журнал «Техника — молодёжи». И вовсе не потому, что в 1970-х годах там появился цикл статей «Автомобиль на подтяжках», в которых рассказывалось, в том числе, об умельце из Климовска, который построил автомобиль с самодельным вариатором. В этом сверхпопулярном советском журнале была постоянная рубрика «Клуб любителей фантастики». И в одном из номеров вышел рассказ Сальвадора Томаса «Марсуф слушает, как растёт трава». Так вот, когда я еду на автомобиле с вариатором, мне кажется, что я слышу — как с каждым оборотом ремня по шкивам с них снимается микростружка.

История

Авторство в изобретении вариатора приписывается небезызвестному итальянцу Леонардо да Винчи. Но более-менее работоспособные конструкции появились только в конце XIX века. А дело в том, что сама идея передавать усилие посредством трения красива только с точки зрения теории. На практике же передавать привычный для транспортных машин крутящий момент вариатором очень и очень непросто. Прежде всего — из-за крайне смехотворного пятна контакта между силовыми элементами вариатора.

Первый серийный автомобиль с клиноременным вариатором появился в самом конце 1950-х годов. Им стал голландский DAF 600. А сам вариатор был сделан на основе клинового резинового ремня. Маломощный 600-кубовый моторчик не сразу превращал резиновый ремень в лохмотья, а лишь спустя 30−40 тысяч километров пробега. Когда же легковое отделение DAF было выкуплено компанией Volvo, то вся эта вариаторная эпопея легла на плечи шведов. Которые несколько лет пытались довести эту конструкцию до какого-то более-менее приемлемого ресурса, но так и не смогли. Да и помимо быстро приходящего в негодность ремня там и других проблем хватало. Ведь система управления того вариатора была реализована на чистой механике и вакуумных камерах. То есть — никакой электроники и высочайшие требования к точности изготовления.

Но всё поменялось с развитием управляющей электроники, и главное — с изобретением металлического клинового ремня, набранного из трапециевидных пластин. Поначалу их применяли на микролитражках Subaru, FIAT, Ford. Но применить их на массовых автомобилях классом повыше первой решилась компания Honda. Я помню те «Сивики». Помню даже невероятное число 400 000 на одометре одного вариаторного «Сивика», проходившего очередное ТО в красноярском «Хонда-Центре». Но то были исключения. Да и сама «Хонда» не сильно стремилась перевести все свои автомобили на вариаторы. Те же «Сивики» и другие модели предлагались с классическими «автоматами». И именно такие модификации пользовались спросом на Востоке страны по время массовой праворульной автомобилизации.

Современные реалии

Так называемый прогресс не стоял на месте. И за 20 лет массового использования вариаторов ведущие автоконцерны научились их делать более-менее долговечными и способными передавать приличные потоки мощности. А не всегда надёжные стартовые многодисковые пакеты массово заменяются на гидротрансформаторы.

Нельзя не упомянуть про эксперименты концерна Nissan с торовым вариатором. На внутренний японский рынок даже были выпущены несколько моделей с такой трансмиссией. Считалось, что такие вариаторы могут передавать больший крутящий момент, чем клиноременные. Но сложность и технологичность их изготовления уже превышала все разумные рамки. Поэтому развития эта идея не получила.

В Европе тоже продолжали бесступенчатые эксперименты. Но, к примеру, в Audi применяли так называемый клиноцепной вариатор, у которого чуть выше КПД, но и выше требования к применяемым материалам и точности изготовления. Более того, недавно немцы отказались от вариаторов в пользу своих любимых роботов с двумя сцеплениями. Наверное, неспроста. И, прежде всего потому, что сам принцип передачи крутящего момента с помощью трения подразумевает постоянный, хоть и небольшой, но износ. Если в классическом «автомате» или в «роботе» процессы износа проистекают, по сути, только в моменты переключения передач или при трогании с места, то в вариаторе они идут всегда, пока идёт передача крутящего момента. То есть, вариатор конструктивно обречён на какой-то конечный ресурс. А уж если на автомобиле с вариатором «вваливать» или, к примеру, каждый день трогаться с места без прогрева после морозной ночной стоянки, то износ ускоряется многократно.

Так почему же автопроизводители так судорожно цепляются за вариаторы и массово отказываются от классических «автоматов»? Основных причин две: это 1) компактность и малая материалоёмкость вариаторов и 2) возможность подбирать идеальное передаточное отношение под любой режим движения автомобиля, что сулит выигрыш в расходе топлива. Но второе обстоятельство сыграло с вариаторами злую шутку — нам психологически сложно мириться с завыванием мотора на одной ноте при изменении скорости автомобиля. Мы давно привыкли к некой ступенчатости при разгоне. И производители уже вынуждены имитировать эту ступенчатость и в вариаторах, сводя на нет их преимущества по части наивыгоднейшего передаточного отношения для любого режима движения.

Я же продолжаю ездить на автомобиле с вариатором и гидротрансформатором и радуюсь только расходу топлива. Ну никак не может мой, испорченный инженерным укладом мозг смириться с той самой микростружкой, снимаемой со шкивов и с пластин ремня при каждом обороте. Безусловно, я преувеличиваю масштабы этого явления и прекрасно помню про тот «Сивик» с пробегом 400 000 км и со вполне ещё живым на тот момент вариатором. Но мой следующий автомобиль будет с классическим гидромеханическим «автоматом». С ним как-то спокойнее.

Фото: ТАСС