Сегодня перед нами на стенде — «умерший» CVT, который мы собираемся разобрать, чтобы наглядно увидеть его устройство и пролить свет на то, что осталось не в фокусе предыдущего материала.
Принцип горного велосипеда
Мы находимся в ремзоне минского дилерского отделения Toyota. Накануне нашего визита здесь уже побывал «Карлсон» — так за глаза прозвали тарахтящий RAV4, которому потребовалась гарантийная замена вариатора. После того как агрегат был заменен по гарантии, он некоторое время хранится на складе замененных запасных частей. По истечении определённого времени проблемный агрегат уничтожат, как того требует производитель. А перед тем как неизбежное свершится, на наших глазах вариатор будет показательно разобран на болтики и гаечки.
Но сперва немного теории. Для начала разберемся в принципе работы вариатора. Ведь, садясь в машину, неискушенный пользователь увидит тот же рычаг селектора передач, что и на «автомате». В чем же основные отличия эти двух типов КП?
— Это две принципиально разные коробки, — отвечает Владислав Мамаев, технический специалист «Тойота Центр Минск». — В «автомате» разные пары планетарной передачи затормаживаются по очереди. Включаются определенные клапаны, подается жидкость, останавливается какая-то часть планетарной передачи, движение передается с другим передаточным числом. У вариатора передаточное число меняется вместе с положением конусных цилиндров, или валов, что легко показать на двух карандашах с натянутой между ними резинкой. Также в качестве наглядного примера можем вспомнить горный велосипед: за один оборот большой «звездочки» маленькая делает десять (к примеру). Правда, у вариатора по-другому устроена цепь, и сегодня мы это увидим.
Рабочий диапазон двигателя легкового автомобиля составляет примерно от 1 000 до 5 000 оборотов. Соответственно, в этом диапазоне коробке нужно обеспечить полноценную динамику автомобиля как на минимальной, так и на максимальной скорости. Однако даже у велосипеда есть передачи — «звездочки», позволяющие контролировать переключение скоростей. У вариатора их нет, но передаточное число изменяется. Почему?
— Функцию велосипедных «звездочек» в вариаторе выполняют конусные цилиндры, — говорит специалист. — Изменяя их диаметр под давлением жидкости, мы можем как уменьшить передаточное число, так и увеличить его.
Акт первый. Удаление поддона
Мы еще долго рассуждали с Владиславом о высоких технологиях, пока технический специалист не принялся водить в воздухе руками, объясняя, что же такое «толкающий ремень». Комичная ситуация, тем более, что живой, вернее, наглядный пример покоится у наших ног.
Шестидесятикилограммовый вариатор механики сервиса, посмеиваясь, называют «игрушкой». Хотя я сам видел, каких усилий от троих крепких мужчин потребовала эта «игрушка», чтобы закрепить ее на подвесах. С виду агрегат и правда похож на диковинной формы спортивный снаряд: весь такой цельный, поблескивает множеством граней. На самом деле в его литом корпусе находится множество различных деталей… Хватит слов, приступаем к разборке!
— То, что сейчас выкручивается, называется колодцем для проверки уровня, — комментирует действия механика Владислав. При этом мы едва успеваем отпрыгнуть в стороны: из-под ослабших болтов водопадом полилась жидкость. Полный объем масла в вариаторе — около 7-8 литров. Несмотря на то, что большую часть отработанной жидкости слили, ее изрядно еще осталось в различных узлах CVT.
— Хотя каждый специалист называет его по-своему, — невозмутимо продолжает Владислав. — Нужен он для проверки уровня масла. К слову, изменившийся цвет смазочной жидкости — первый признак того, что с коробкой что-то не так. Мутная жидкость говорит либо о посторонних примесях в ней, либо о перегреве. Эти различия легко показать на примере: угадайте сами, в каком из стаканов свежее масло?
Затем откручиваем масляный поддон. Металлическая пластина, находящаяся внизу вариатора, сейчас повернута на бок для более удобного демонтажа. После десятка болтов она поддается и позволяет заглянуть внутрь. Там в пятнах масла мы можем различить стружку. Продукты износа в обилии скопились и на магнитах. Это то, что не пропустил через себя фильтрующий элемент — значит, дела плохи. Вся эта нехитрая процедура уже на первом этапе позволяет понять, как сильно «заболел» вариатор и поддается ли «пациент» лечению.
— Несмотря на начальную стадию распада, в таком состоянии вариатор нормально функционировал бы недолго, — сообщает нам Владислав. — Но будущее мы предсказывать не умеем, поэтому рассмотрим то, что находится за поддоном: клапаны и масляный фильтр. Этот фильтр съемный и поддается физической замене. Но проблема в том, что на официальном сервисе делать этого нельзя: по рекомендации завода-изготовителя вариатор считается сложной неразборной деталью. Хотя в будущем фильтр будет поставляться Toyota как отдельная запчасть.
В этом месте я предвижу многочисленные комментарии автомобилистов: мол, фильтр раз 5 уже меняли, и вреда от этого нет никакого. Может, так оно и есть; и очевидно, что будь мы сейчас не на дилерской станции, «гаражники» сказали бы нам то же самое. Но официальный сервис действует по строгому регламенту, и его позиция принципиально иная.
Подтвердил мнение большинства и опытный механик «Тойота Центр», вовремя пришедший на помощь своему молодому коллеге. В качестве примера мужчина вспомнил своего друга, купившего «паркетник» с вариатором у другого столичного дилера и откатавшего на нем уже 300 тыс. км. Залог долгой жизни такого типа коробки оказался прост: спокойная езда и регулярная замена масла/ фильтра каждые 40 тыс. км. Где он брал фильтр? Заказывал через интернет, пользуясь кодом своей коробки. Как говорится, на официальном сервисе нельзя, но на стороне всегда возможно.
Кстати, та процедура, которую мы уже совершили, для вариатора безопасна. Когда диагносту требуется проверить клапаны вариатора, он поднимает машину и откручивает поддон. А перед тем как вернуть поддон на место, специалист меняет одноразовую прокладку. Но на этом не останавливаемся. Наоборот, распаленные мальчишеским восторгом мы продолжаем и дальше безжалостно вскрывать вариатор. Винтик за винтиком, деталь за деталью…
Акт второй. Гидроблок
Следующая деталь состоит из нескольких пластин и в «разрезе» похожа на муравейник: многочисленные канавки перемежаются колодцами, в которых утоплены металлические шарики-клапаны.
— В зависимости от режима, открывающиеся клапаны пускают жидкость по каналам, — комментирует Владислав. — Соответственно, в зависимости от того, какой клапан открыт, в разные конусы подается давление жидкости. Это и есть нехитрая физика процесса работы вариатора.
Аналогичным образом гидроблок выглядит с внутренней стороны. По сути, он представляет собой «пирог», в нашем случае состоящий из шести пластин. Но их количество может меняться в зависимости от модели вариатора.
— Более того, в вариаторе есть система самодиагностики (датчики давления и вращения), осуществляющая обратную связь. То есть, если открывается какой-то клапан и жидкость поступает в одну из канавок, обязательно должно быть какое-то действие. Конечно, датчиками оборудован не каждый канал, но их достаточно много, чтобы обеспечить корректную работу агрегата, — сообщает мой оппонент, пока механик раскладывает на столе части гидроблока.
Акт третий. Клиноременной механизм
Окончательно удалив все элементы гидроблока, мы видим ремень вариатора, натянутый между двух конусных валов. Это сердце нашего агрегата, и с виду оно пребывает в рабочем состоянии.
— По-другому и быть не может, — отвечает мне Владислав. — Машина же сама приехала. А вот если вариатор «уложить», ни одного целого узла тут не было бы — сплошь одна труха, месиво. Для наглядности можем показать вам что-нибудь из нашего архива…
— Объясню еще раз принцип действия данного вариатора. Два конусных вала сжимают обнаруженный нами ремень. И чем больше давления масла подается в поршни, расположенные под ним, тем с большей силой сжимается ремень. Если присмотреться, станет ясно, что он состоит из подвижных пластин. Во время движения каждая из этих пластин толкает соседнюю. То есть усилие передается посредством попытки их сжатия. Отсюда и название агрегата: вариатор с толкающим металлическим ремнем. А теперь представим для сравнения тот же велосипед: в нем работает только верхняя часть цепи, а нижняя провисает. Это классический пример тянущей цепи. И это одно из ключевых отличий вариаторов, применяемых на Toyota, — говорит технический специалист.
Еще немного повозившись с корпусом CVT, механики извлекают два конусных вала с ремнем. Разъединить их оказалось непросто: громоздкие металлические конусы слишком сильно сжимают ремень, «воздуха» между ними практически нет. Да и давление масла в поршнях делает эти узлы слабоподвижными. Зато можно наглядно представить, с каким усилием вращается вся эта махина. Наконец один вал выскальзывает из объятий ремня, а затем распадается вся конструкция.
— Крутящий момент зависит от положения ремня на валах, — отмечает Мамаев. — Если присмотреться, то мы увидим, что их «щечки» чуть скошены, поэтому их и называют «конусными». Чем плотнее они сжимаются, выталкивая ремень, тем большим становится его радиус. А с другой стороны ситуация обратная: там радиус уменьшается. Поэтому изменение передаточного числа происходит плавно, бесступенчато. Отсюда и второе имя вариатора — бесступенчатая трансмиссия.
Изучаем так называемый ремень. Он, к слову, не «монолитный» и имеет сложносоставную структуру. Так, упомянутые выше пластины плотно скреплены двумя эластичными металлическими лентами. Несколько точных движений отверткой — и ремень вариатора распадается на части. А ведь со стороны конструкция казалась неразрушимой…
Акт четвертый. Еще раз о главном
Несмотря на гладкую поверхность «щечек» конусных валов и до недавнего времени целый, нерастянутый толкающий ремень в нашем вариаторе, эти места — одни из самых уязвимых в таком типе коробок передач. Но по какой причине происходит то самое проскальзывание сегментов ремня по конусным валам, из-за чего образуются задиры?
— Это происходит по ряду причин, — говорят опытные механики. — Недостаточное давление жидкости в вариаторе, перегретое масло, масляное голодание, повышенные нагрузки…
Вспоминая предыдущий разговор с Владиславом, не могу не спросить: неужели банальная пробуксовка или перегрузка может привести к столь губительным последствиям?
— Да, масло перегревается очень быстро, из-за чего происходит разрыв масляной пленки. Тогда между металлическими частями механизма начинается трение. В результате ремень просто гонит стружку с валов, работая по принципу токарного станка. Такой вариатор уже обречен на 100%. Если в поддоне мы видим крупную стружку, ремонтировать в агрегате нечего. «Автоматы» в плане эксплуатации надежнее и живут дольше. Но и вариаторы «убивают» в основном по незнанию, а не из-за ограниченного рабочего ресурса, — отвечают мне.
Кстати, чтобы жидкость не перегревалась в рекордные сроки, у вариатора есть теплообменник с дополнительным радиатором. Но сегодня мы его не увидим: этот узел внешний, расположен снаружи коробки, его уже утилизировали… Ладно, теперь изучим все, что осталось.
Деталей, оставшихся без осмотра в корпусе вариатора, немного. Сразу в глаза бросается «бесхозный» (потому что уже ни к чему не крепится) треугольный рычаг стопорного механизма. Именно он блокирует деятельность коробки в режиме «Parking». Для этого он наделен выступающим зубом, который, войдя в соответствующий паз на одном из валов, не дает машине сдвинуться с места. Очень показательный момент, учитывая народные мифы о том, что авто с вариатором лучше ставить на ручник, чтобы не укатилось…
Следующий элемент, который не стоит обходить вниманием, расположен слева от главной передачи. Это планетарный редуктор, который обеспечивает задний ход. Сам вариатор такую задачу выполнить не способен. Поэтому если водителю необходимо двигаться задним ходом, без этой штуки не обойтись.
— Сначала в узел подается жидкость, сжимаются и перестают вращаться муфты с фрикционами, которые соединены с шестернями планетарной передачи. Вследствие этого меняется направление вращения, и все: машина поехала назад, — объясняет Владислав принцип действия планетарного редуктора.
Вот мы и добрались до главной передачи. Вернее, она выросла и окончательно оформилась перед глазами, словно айсберг, состоящий из шестеренок. Эта массивная конструкция занимает большую часть пространства внутри вариатора и является главным его механизмом.
Провернув вал рукой, механик привел в движение этот механизм. И сразу же послышался инородный шорох. А учитывая, что скорость автомобиля несоизмеримо выше, легко представить, как из коробки доносится тот самый высокочастотный звук или даже вой, на который жаловался ее бывший владелец. Чтобы найти в ней дефектную деталь, Владиславу понадобилось какое-то время, но свой профессиональный интерес он удовлетворил: изъян оказался в одном из опорных подшипников.
Глядя на внушительную кучу деталей, в которую превратился полтора часа назад казавшийся монолитным агрегат, «тойотовские» механики со смехом вспоминают, как показательно разбирали двигатель. В тот раз все детали заняли целых два машиноместа в ремзоне. Итог нашего вариатора скромнее, зато результат налицо: из всех проблемных мест дефектным оказался меленький подшипник…
Ресурс же всех прочих деталей может быть еще велик, и рачительный хозяин в каждом из собравшихся техников негодует, ибо знает: все это отправится на чермет, пройдя предварительную обработку кувалдой. Ничего не поделаешь — регламент есть регламент.
— Если кто-то, разбив машину, продает свой бэушный вариатор, никто его за руку взять не может. Но если агрегат поменян по гарантии — ему грозит обязательное уничтожение, — резюмирует Владислав Мамаев. Мы в свою очередь благодарим всех специалистов столичного дилера Toyota за увлекательную демонстрацию и удаляемся, чтобы не тратить попусту чужое время. Ведь на любой сервисной ремзоне похожие драмы происходят каждый день и не единожды.
Максим Козлов
Свежие комментарии