Вариатор Nissan Qashqai

Содержание статьи:

Есть поговорка – “старого пса не научишь новым трюкам”. Но про вариаторную трансмиссию (Continuously Variable Transmission, CVT), изобретённую Леонардо да Винчи еще 500 лет назад, и постепенно вытесняющую автоматическую коробку передач так сказать нельзя.

Первый патент на вариатор был оформлен в 1886 году, но с тех пор технология значительно продвинулась вперед. Сегодня несколько крупнейших автопроизводителей (таких как General Motors, Audi, Honda, Nissan, Toyota и др.) проектирует свои автомобили на основе вариаторной трансмиссии.

В отличие от традиционных автоматических трансмиссий, в вариаторе нет коробки передач с заданным количеством ступеней. Самый известный тип вариатора работает на основе ворота, позволяющего без использования жестко заданных передач установить любой коэффициент передачи крутящего момента.

Если вас смущает слово “передача”, которую продолжают использовать при описании CVT трансмиссий, то напомним, что в широком смысле “передача” – это отношение скорости колёсного вала к скорости двигателя. И хотя в вариаторе отсутствуют ступени, термин “передача” продолжают использовать из удобства.

Вариатор CVT на основе ворота (Pulley-based CVT)

Вариатор CVT на основе ворота
По сравнению с обычной трансмиссией, в которой используется достаточно сложное сочетание шестерней, тормозов, захватов и управляющих устройств, вариатор – образец простоты.

В большинстве вариаторных трансмиссий есть три компонента

Входной “движущий” ворот с изменяемым диаметром
Выходной “движимый” ворот с изменяемым диаметром
Металлический или резиновый ремень
Кроме того, в CVT используется множество микропроцессоров и сенсоров, но эти три элемента ключевые.

Устройство вариатора

Ворот с изменяемым диаметром – сердце вариатора. Такой ворот состоит из двух 20 градусных конусов, направленный остриями друг к другу. В желобе между конусов протянут ремень. Обычно используются V-образные ремни, если они изготовлены из резины.

Когда конусы расположены дальше друг от друга и ремень находится в нижней части желоба, радиус петли уменьшается. Когда конусы расположены ближе друг к другу, ремень располагается выше, и, следовательно, радиус увеличивается. В вариаторах для изменения расстояния между половинками ворота используют гидравлический пресс, центробежную силу или пружины.

Вороты с изменяемым диаметром используются парами. Один ворот, называемый “движущим” (drive pulley или driving pulley), подсоединён к коленчатому валу двигателя. Так же иногда используют слово “входной” т.к. через него в трансмиссию поступает энергия от двигателя. Второй ворот, называемый “движимым” (driven pulley), передает крутящий момент колесному валу. Поэтому, его можно назвать “выходным” воротом.

Что бы сохранить натяжение ремня, когда один ворот увеличивает радиус, второй одновременно его уменьшает. Изменяя радиус воротов относительно друг друга, можно получить бесконечное количество ступеней. Например, когда радиус “движущего” ворота уменьшен, а “движимого” увеличен, то скорость вращения снижается и мы получаем пониженную передачу. Если радиус увеличен на “входном” вороте, а на втором снижен, то скорость вращения увеличивается и получается повышенная передача.

Простота и отсутствие ступеней делают CVT трансмиссию идеальной для многих видов техники, а не только автомобилей. Например, уже долгое время вариаторы используется в промышленных прессах, тракторах и скутерах. Во всех этих случаях в вариаторе использовались ремни из плотной резины, которые могли скользить и растягиваться, снижая эффективность.

Ремень вариатора

Использование новых материалов позволяет сделать вариаторы еще более надежными и эффективными. Одним из важнейших моментов стало использование металлических ремней для соединения воротов. Эти ремни состоят из нескольких тонких стальных полос (обычно 9 или 12), скрепленных металлическими зажимами. Металлические ремни не скользят и отличаются высокой прочностью, позволяя использовать вариаторы с двигателями высокой мощности. Кроме этого трансмиссия с такими ремнями работает тише.

Поскольку вариаторы располагают бесконечным числом передач, они позволяют двигателю работать на наиболее выгодных режимах – нужна ли нам (на светофорных гонках) максимальная мощность, или, напротив, плавность и наименьший расход топлива (при спокойной езде). Потому модели с вариаторами отличает, при прочих равных, высокая экономичность, сочетающаяся с не менее приличной динамикой.

Кстати, в последнее время наметилась тенденция к росту числа передач у классических автоматов. В последних моделях встречается уже 8 передач (на легковой, заметим, машине). И делается это именно для сочетания высокой динамики и экономичности. Скоро увидим автоматы с десятью ступенями или даже с двенадцатью? А вот вариаторы уже находятся там, куда обычные автоматы с их переключаемыми планетарными рядами никогда не придут. Ведь число передач у вариатора бесконечно.

2. Устройство вариатора Nissan Qashqai

Вариатор — особый подвид автоматических коробок передач. Придуманный много лет назад, распространение он получил только сейчас.

Листая автомобильные каталоги, многие встречали такую фразу: «На автомобиль устанавливается бесступенчатый вариатор». Или могли увидеть это словосочетание в таблице технических характеристик. Что такое механическая коробка передач, знают все (кроме, разве что, американцев), к «автомату» тоже давно все привыкли (особенно американцы). А вот вариатор — зверь малоизвестный. А ведь он далеко не новинка.

Вы удивитесь, но принадлежит это изобретение не Хонде и даже не Мерседесу. Патент на вариатор был выдан в конце XIX века! Более того, первый вариатор придуман и вовсе в 1490 году. Его автором оказался добродушный бородач Леонардо да Винчи.

Первый работоспособный автомобиль с этим типом трансмиссии, правда, появился не в эпоху Возрождения, а попозже — лет через пятьсот, в 1950-х годах. Вариатор ставился серийно на автомобили DAF (в то время под этой маркой выпускались не только грузовики, но и легковушки). Потом нечто похожее начали делать и на Volvo, но по-настоящему широкое распространение вариаторы получили лишь сейчас.

По сути, вариатор (наиболее распространённое англоязычное обозначение — CVT — continuously variable transmission) — это, простите за тавтологию, вариация на тему автоматической коробки передач. И автомобиль, оборудованный им, на первый взгляд, ничем не выдаёт себя — педалей всего две и рычаг переключения режимов трансмиссии — P, R, N, D — такой же, как и у машины с традиционной АКПП. Всё привычно. Но работает вариатор совершенно по-другому. В нём нет фиксированных первой, второй, десятой передач. Попробуйте представить себе, сколько звёзд в нашей Вселенной или сколько песчинок на всех пляжах Земли вместе взятых — у вариатора передач всё равно намного больше. И «переключение» между ними происходит плавно и незаметно.

Поэтому-то здесь нет толчков при трогании и «переключении». И не зря мы написали это слово в кавычках: переключений как таковых тут и нет. Вариатор непрерывно и плавно изменяет передаточное число по мере разгона или замедления автомобиля.

Вариаторы бывают нескольких типов: клиноремённые со шкивами переменного диаметра, цепные, тороидальные… Первый тип — самый распространённый. Посмотрим, как он устроен.

Клиноремённый вариатор MINI.

Вот наглядный пример: возьмём два карандаша (цилиндра), лежащих параллельно на некотором расстоянии друг от друга. Стягиваем их резинкой и начинаем крутить один из них. Тут же начинает крутиться и второй — с той же скоростью. Но если карандаши будут разного диаметра, начинается совсем другая история — пока один из них, что побольше, сделает один оборот, второй, скажем, два.

Вариатор устроен похоже, только диаметр «карандашей» у него постоянно меняется. У него два шкива, каждый из которых сделан в виде пары конусов, обращённых острыми концами друг к другу. А между шкивами зажат клиновый ремень.

Изменяя радиус огибания ремнём ведущего и ведомого шкива, можно плавно менять передаточное отношение.

Теперь, если каждая из пар конусов может двигаться друг к другу и обратно, мы получим шкивы с переменным рабочим диаметром. Ведь при раздвижении конусов ремень, соприкасающийся с ними своими рёбрами, будет как бы проваливаться к центру шкива и обегать его по малому радиусу. А при сближении конусов — по большому радиусу.

Осталось только снабдить оба шкива системой (как правило, это гидравлика, но может быть и какой-то иной сервопривод), которая будет строго синхронно сдвигать половинки первого шкива и раздвигать половинки второго. И если один шкив находится на ведущем валу (который идёт от двигателя), а второй — на ведомом (который ведёт к колёсам), то можно организовать изменение передаточного отношения в весьма широких пределах.

Остаётся ещё добавить узел, отвечающий за изменение направления вращения выходного вала (для заднего хода), а это может быть, скажем, обычная планетарная передача. И вот готова коробка-вариатор.

Кстати, интересный вопрос — какой тут используется ремень? Разумеется, простой ремень из резины и ткани, наподобие тех, что вращают генераторы и прочее навесное оборудование, здесь не прожил бы и тысячи километров. Ремни в клиноремённых вариаторах имеют сложное устройство.

Ремень в вариаторах, как видно, никакой вовсе не ремень, а наборная металлическая лента.

Это может быть стальная лента с неким покрытием или набор стальных тросов (лент) сложного сечения, на которые нанизано огромное число тонких поперечных стальных пластинок трапецевидной формы, края которых и контактируют со шкивами. Кстати, именно таким образом удалось создать толкающий ремень, передающий мощность не только той его половиной, которая бежит от ведомого к ведущему шкиву, но и противоположной. Обычный ремень при попытке передать сжимающее усилие просто сложился бы, а наборный стальной — обретает жёсткость.

А ещё в качестве клинового ремня может выступать широкая пластинчатая стальная цепь, соприкасающаяся с конусами своими краями. Именно такой «ремень» работает в вариаторах машин Audi.

Вот такая цепь используется в вариаторах фирмы Audi.

Интересно, что для смазки цепи применяется особая жидкость, которая меняет своё фазовое состояние под сильным давлением, возникающим в месте контакта со шкивом. Благодаря этому цепь может передавать значительное усилие, практически не проскальзывая, несмотря на очень маленькую площадь контакта.

Как именно вариатор будет менять передаточное число при разгоне, зависит от выбранной программы управления. Если при разгоне на обычном автомобиле мы на каждой передаче раскручиваем двигатель, затем переходим на следующую передачу и так далее, то при наборе скорости автомобиля с вариатором мотор остаётся на одних и тех же оборотах (скажем, на оборотах, соответствующих максимальному крутящему моменту), зато плавно меняется передаточное отношение.

Это создаёт несколько странные ощущения. Жмём газ в пол, мотор выходит на большие обороты, да так и остаётся на них в течение всего разгона, воя как пылесос. Зато темп разгона — высокий, да и на переключения между ступенями время не тратится.

Впрочем, в некоторых случаях вариатор настраивают так, чтобы разгон с ним больше напоминал увеличение скорости с обычной коробкой передач, с постепенным ростом оборотов мотора.

Разумеется, при попытке заехать на холм и при замедлении авто, несмотря на нажатие педали газа, умный вариатор не оставит «включённой» высокую передачу. Шкивы для уверенного штурма высоты быстро передвинутся обратно — чтобы увеличить крутящий момент на выходе из коробки.

А ещё на некоторых машинах можно выбрать режим с несколькими «виртуальными» передачами (с 6 или даже 8), задаваемыми электроникой. Передачами, между которыми вариатор будет резко перескакивать, словно классическая коробка «автомат». Ещё в этом случае можно переключать «передачи» по собственному желанию. Как на «автомате» с ручным секвентальным (последовательным) режимом.

Таким образом, у вариатора масса достоинств. Но есть и недостатки. Например, сравнительно небольшая, по современным меркам, «перевариваемая» мощность двигателя. Не зря такие коробки начали своё шествие по миру на машинах малого класса. Да и сейчас мощные автомобили — все сплошь и рядом укомплектованы либо «механикой», либо классическими «автоматами», либо роботизированными коробками.

Правда, прогресс идёт. И тут нельзя не вспомнить рекордсменов. Скажем, на Audi A4 2.0 TFSI клиноремённый вариатор Multitronic (с цепью) без проблем справляется с потоком в 200 «лошадей».

Вариатор Audi может передавать на колёса мощность свыше двухсот лошадиных сил.

Можно возразить, что класс D — это ещё не всё. Для автомобилей представительского и бизнес-класса, и тем более для крупного внедорожника — 200 сил уже не назовёшь такой уж большой величиной. Но достижения самых современных вариаторов на этом не исчерпываются. Так, на кроссовер Nissan Murano с 3,5-литровым V6 мощностью 234 лошадиные силы ставят клиноремённый вариатор X-Tronic. Это одна из самых крупных и тяжёлых моделей, оснащённых вариатором. А что будет завтра?

Второй недостаток вариаторов — сравнительно дорогое обслуживание и ремонт, специальная, а значит, недешёвая, трансмиссионная жидкость. Ремённые вариаторы могут через каждые 100—150 тысяч километров пробега требовать замены ремня. Масло при этом стоит несколько дороже, чем для «автомата», но зато менять его можно чуть реже — ориентировочно через 40—50 тысяч километров для разных моделей автомобилей.

И всё же вариаторы получают всё большее и большее распространение на машинах самых разных классов, к тому же и стоят они, обычно, дешевле хороших «автоматов» классического типа.

Поскольку вариаторы располагают бесконечным числом передач, они позволяют двигателю работать на наиболее выгодных режимах — нужна ли нам (на светофорных гонках) максимальная мощность, или, напротив, плавность и наименьший расход топлива (при спокойной езде). Потому модели с вариаторами отличает, при прочих равных, высокая экономичность, сочетающаяся с не менее приличной динамикой.

Кстати, в последнее время наметилась тенденция к росту числа передач у классических «автоматов». В последних моделях встречается уже 8 передач (на легковой, заметим, машине). И делается это именно для сочетания высокой динамики и экономичности. Скоро увидим автоматы с десятью ступенями или даже с двенадцатью? А вот вариаторы уже находятся там, куда обычные автоматы с их переключаемыми планетарными рядами никогда не придут. Ведь число передач у вариатора бесконечно.

3. Ремонт селектора вариатора в Nissan Qashqai

Сегодня и меня постигла стандартная беда вариаторных Кашкаев — вариатор отказался наотрез переключаться из Паркинга в какой-либо другой режим.

Покурив Гугл, понял, что дело в концевике. Попутно узнал, что отдельно от селектора их не бывает и для полного устранения проблемы надо менять селектор в сборе (цена прибилижается к штуке баксов). Но мы ведь живем в России. Наши пользователи давно придумали, как справляться с этой бедой. Найдя инструкцию, я полез в дебри.
В первую очередь снимаем рукоятку селектора. Для этого отщелкиваем его нижнее кольцо

Вытаскиваем фиксатор

И снимаем рукоятку.

Далее снимаем окантовку селектора (подовздевал отверткой и руками сдергивал)

Следующий пункт — окантовка блока управления климатом

Отщелкиваем боковой пластик в районе ног водителя

и переднего пассажира

Сдергиваем подстаканник

Снимаем заднюю облицовку подлокотника

И выдергиваем облицовку центрального тоннеля, не забыв отсоединить фишки от кнопок

Откручиваем 6 саморезов и 2 клипсы, отсоединяем фишку USB-входа и сдвигаем назад центральный тоннель.
В результате этих операций мы получаем доступ к соленойду-концевику

Находится с пассажирской стороны

При снятии его будьте аккуратны — часто ломается штырек, на котором он посажен. Я, например, сломал и был вынужден фиксировать клеем. На концевике нам нужно подогнуть контакт. Я решил не подгибать, а переставить его выше.

переставлено

Проверил работоспособность — все в норме. Сборку осуществлял в обратном порядке. посмотрим на сколько хватит.
Надеюсь данная запись будет вам полезна. Сам я брал информацию с форума QASHQAI-CLUB.COM. В статье по ссылке более подробные фото с указанием расположения защелок. Если вдруг будет непонятно как разбирать пластик — посмотрите там. Пластик разбирается элементарно, видимо это и есть причина скрипучести салонов Кашкаев, в которой их нередко обвиняют.

4. Проверка уровня жидкости в вариаторе Nissan Qashqai своими руками

На Nissan Qashqai проверка уровня жидкости в вариаторе (CVT) самостоятельно делается легко, в любом месте и в любой час. Одно важное условия — двигатель должен быть прогрет, т.е. придется проехать хотя бы 10 км. Все дело в том, погрешность может быть слишком велика, что приведет к неверным решениям и неправильным действиям. Перелив, как и недолив масла, имеет свои отрицательные стороны.

Уровень жидкости проверяется после прогрева ее до 50-80°С, т.е. в зимний период километраж пробега до проверки должен быть больше — до 25 км. При замерах летом, в жару, следует после поездки дать машине постоять в течение получаса и немного остыть. В любом случае, уровень должен быть не "холодным" (после прогрева двигателя на холостом ходу), а именно "горячим", т.е. после пробега по трассе.

Этапы проверки уровня масла в вариаторе Nissan Qashqai
Для того, чтобы на Nissan Qashqai проверка уровня жидкости в вариаторе была точной, установит автомобиль на ровной горизонтальной поверхности. Мотор должен работать на холостом ходу, т.е. глушить двигатель не следует. Не отпуская педаль тормоза, следует последовательно прогнать селектор по всем положениям — P, R, N, D. Задержка на каждой из позиций должна составлять около 5-10 секунд.

щуп

После этого прогона необходимо установить селектор в режим P, после чего можно отпустить педаль тормоза.

Вылезайте из машины и открывайте капот. Вам необходимо извлечь щуп из заливной горловины вариатора. Для тех, кто ни разу не делал этого, следует знать, что горловина отмечена надписью "TRANSMISSION", а на некоторых модификациях — CVT. Для освобождения щупа, следует нажать на фиксатор на щупе и разблокировать его.

защелка

Если вы залезли под капот с пустыми руками, придется вернуться в машину и взять ветошь. Щуп требуется насухо вытереть. Проследите, чтобы на нем не осталось мелких частиц материи. Ветошь должна быть чистой и сухой, чтобы исключить попадание грязи и воды. Лучше не проводить проверку во время дождя или в снегопад, что может также привести к попаданию в жидкость влаги.

опять щуп)))

После очистки щупа его следует опустить обратно в горловину до упора, оставить на непродолжительное время и повторно вынуть щуп. Следите за защелкой: она должна располагаться так, чтобы щуп не защелкнулся. На его конце вы увидите следы. Они и указывают на уровень. Так проводится на Nissan Qashqai проверка уровня жидкости в вариаторе.

В норме жидкость доходит до средней величины между минимальной и максимальной отметкой, нанесенной на поверхности щупа, т.е. окончание масляной части располагается в диапазоне hot. Если такой отметки на щупе вы не видите, значит, ищите отметки иного рода. Это может быть:

* add — 1pt;
* don't — full — max.
После проверки следует опустить щуп обратно в горловину до упора так, чтобы сработала защелка. На этом проверка закончена.

метки

Если уровень масла меньше
Если вы обнаружили, что уровень масла у вас находится на критической отметке или ниже ее, требуется срочно долить жидкость. Для этого, собственно, и проводится на Nissan Qashqai проверка уровня жидкости в вариаторе. Марка масла, или его характеристики для выбора аналога, всегда указаны в руководстве пользователя. Необходимо заливать масло равноценное по характеристикам.

схема

Искать конкретную марку не обязательно. Важно, чтобы жидкость в системе и доливаемая были идентичны. При доливе следует понимать, что перелив нежелателен. Для этого и нанесен на щупе максимум. Для того, чтобы не переполнить систему, следует проводить контрольные замеры, повторяя описанные выше действия.

Если уровень жидкости выше максимальной отметки
Если вы обнаружили, что уровень жидкости выше, следует откачать излишки. Делается это с помощью большого шприца, на конец которого насажен отрезок чистой трубки, например, от капельницы. Все это можно купить в аптеке, если нет других вариантов. Откачивать, как и доливать, следует постепенно, периодически контролируя уровень.

Важно: обратите внимание на проблемы

Обнаружив, что уровень масла в вариаторе снижен, не забудьте проверить систему на герметичность. Крайне необходимо выявить причину уменьшения объема жидкости.

При проведении на Nissan Qashqai проверки уровня жидкости в вариаторе обязательно обратите внимание на ее цвет и запах. Если она слишком темная и пахнет горелым, требуется провести диагностику и ремонт CVT. После ремонта промывается система охлаждения.

Если во время ремонта в жидкости для CVT были обнаружены фрагменты фрикционного материала, следует заменить радиатор, промыть его трубку (можно использовать чистящий раствор или сжатый воздух).

5. Чтение, сброс ошибок счетчика старения масла вариатора Nissan Qashqai

Узнал я недавно о приложении, в котором можно читать показания ниссановских (JATCO) вариаторов. Скачал демо-версию, чтобы проверить, подходит ли оно для моего Кашкая, а также что оно умеет делать для него.

Взял свой OBDII девайс.

Давно запылившийся OBD2-сканер от EZWay

После успешного установления связи, демо-версия дает ОК по всем пунктам. Отлично!

Все огонь!

Покупаю полную версию за 130Р (копейки, за хороший софт надо платить, сам программист).

Отлично, сейчас все попробуем

Смотрим — внизу справа красным уведомление об ошибках!

Ошибки в CVT

Найденные ошибки вариатора.

В вариаторе обнаружились следующие 4 ошибки:
— P0725 — Сигнал скорости вращения двигателя
— U1000 — Коммуникационная линия CAN
— P1722 — Сигнал ожидаемой скорости автомобиля с датчиков ABS
— P0826 — Переключатель ручного переключения передач

Сбросил.
Пока не изучал, что значат эти ошибки, но если кто-нибудь в комментариях отпишется, буду благодарен.

Ошибки в CVT сброшены

Ошибки в ДВС
Ошибок в ДВС нет.

Без Джеки Чана

Счетчик старения жидкости вариатора

Значение: 5186. Никогда еще не сбрасывал. Менял жидкость NS-2 зимой, на пробеге ~60 000.
Кстати, у кого какие значения этого счетчика были? Я тут читал, что ожидаемое значение к 60 000 км вообще ~~210 000~~ 21000! Сбросил.

Счетчик старения: 5186.

Кстати, он в принципе на работу вариатора не влияет (ходят мифы и легенды).

Счетчик старения жидкости вариатора сброшен

Кому интересно — приложение CVTz50. Демо-версия тут.

P.S. Вот бы сразу эти ошибки, счетчик и температура/давление в вариаторе куда-нибудь на экранчик показывались в машине, чтобы наблюдать за ними при активной езде.

P.S.2. Узнал, что вариатор называется JF011E. Оказывается такой же стоит на Теане VQ25DE, V6 2.5, 182 л.с!
Во-первых, теперь понятнее, почему там говорят чистить радиатор — он работает на повышенных по сравнению с кашкаем нагрузках.
Во-вторых, получается можно вариаторный кашкай турбировать до 182 л.с. и вариатор прослужит не хуже, чем на Теанах? :)) Только поставить усиленный радиатор для него.

6. Доработка CVT Nissan Qashqai

Решил не дожидаться пока коробка заблокируется в режим "паркинг" и доделать по аналогии других пользователей разъем и язычок. Для этого разбираем консоль селектора и подлокотник.
Вынимаем сам механизм.

Доработка CVT Nissan Qashqai

подгибаем язычок в сторону от черного механизма.

здесь язычок еще не отогнут

Далее вставляем штекер и заматываем все для скрепления изолентой.

Сначала хотел переставить язычок на крепление №2, но при его работе, он не всегда отходит от желтой хреновины. Не знаю, может это и не критично.

https://www.drive2.ru/l/4985789/

https://www.drive2.ru/l/288230376152846969/, https://www.drive2.ru/l/1493561/, https://www.drive2.ru/l/4895208/, https://www.drive2.ru/l/2501972/, https://www.drive2.ru/l/10127796/