Регистрация Войти
Вопрос

Почему во многих автомобилях с вариаторной коробкой передач при обычном автоматическом режиме переключения передач появляются индикаторы?

У меня была возможность поездить на нескольких автомобилях с вариатором. Мой собственный автомобиль — Subaru Outback, а раньше я брал напрокат Nissan Murano, Rav4 Hybrid и Corolla — все с вариаторами.


Одна интересная особенность, которую я заметил в этих автомобилях, заключается в том, что они, похоже, индексируют передачу по номерам. Например, если я трогаюсь с места, автомобиль набирает обороты, затем дергается, как будто выжимает сцепление для переключения передачи, а затем продолжает ускоряться, начиная с более низких оборотов, как и следовало ожидать от автоматических коробок передач без вариатора, а также от механических коробок передач.


Я понимаю, что для многих из этих автомобилей использование фиксированных передач имеет смысл, если перевести рычаг в режим ручного управления (обычно это управляемый последовательный режим работы, также известный как Tiptronic, Sportshift, Shiftronic и т. д., в зависимости от марки автомобиля), но, насколько я знаю, многие вариаторы могут продолжать передавать мощность даже при изменении передаточных чисел.


Действительно ли более распространённые конструкции вариаторов не могут обеспечивать мощность при изменении передаточных чисел? Если нет, то почему современный автомобиль с вариатором не может постоянно ускоряться?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/97489/why-do-many-cvt-cars-appear-to-index-gears-during-normal-automatic-operation
1
+ Читать

21 Комментарий

  1. Помимо проблем с «восприятием», упомянутых в других ответах, существует реальная техническая причина ступенчатого изменения передаточного числа вариатора, особенно при резком ускорении.


    Блок управления изменяет гидравлическое давление на шкивы вариатора синхронно с крутящим моментом двигателя, чтобы свести к минимуму износ ремня и шкивов — несколько более низкое давление при низких требованиях к крутящему моменту продлевает срок их службы. Более высокое давление при высоком крутящем моменте гарантирует отсутствие скольжения.


    При резком ускорении сложно плавно переключать передачи при высоком давлении в гидросистеме, поэтому ЭБУ возвращается в режим, в котором вариатор удерживает передачу в диапазоне оборотов двигателя, а затем на мгновение снижает давление (и открывает дроссельную заслонку), чтобы обеспечить плавное переключение на новую передачу.


    Я наблюдал такое поведение как на Subaru Forester, так и на Honda Fit: плавное изменение передачи при умеренном ускорении, ступенчатое изменение при резком ускорении.

  1. Если Toyota, на которой вы ездили, была выпущена относительно недавно (в 2018 году и позже для Rav4, в 2019 году и позже для Corolla), в них используется Toyota K120 вариаторная коробка передач, которая продается как "Direct Shift". У него есть физическая первая передача вместе с вариатором. На низких скоростях (> 40 миль в час) он будет включать физическую передачу перед переключением на вариатор. Это повышает эффективность и устраняет слабое ускорение, присущее многим вариаторам.


    Рывки, которые вы почувствовали, когда вам показалось, что машина переходит в нейтральное положение, вероятно, были связаны с переключением на вариатор. Что касается того, почему после этого вам кажется, что машина по-прежнему использует определённые передаточные числа, то у K120 девять «имитируемых передач». Вероятно, это было сделано для того, чтобы устранить опасения, высказанные juhist, и сделать её более похожей на обычную автоматическую коробку передач.


    В вашем Subaru Outback используется вариатор под названием "Lineartronic", в котором нет физической первой передачи, но используются имитации передач.


    Вариаторы Nissan имеют фирменное название XTRONIC и, по словам представителей Nissan, могут «поддерживать постоянное передаточное число, как обычная ступенчатая автоматическая коробка передач». Вероятно, это похоже на использование имитации переключения передач и, возможно, именно поэтому Murano ощущался как обычный автомобиль с автоматической коробкой передач.


    Таким образом, дело не в том, что эти вариаторы не могли обеспечивать мощность при переключении передач или постоянно ускоряться. Дело в том, что отсутствие этих функций является «особенностью», призванной сделать трансмиссию непохожей на вариатор.
  1. @adib, я могу только предполагать, но, поскольку это компактный городской автомобиль, в нём, скорее всего, меньше внимания уделяется комфорту вождения, и вы вряд ли будете резко ускоряться. Судя по ответам, и то, и другое может привести к отсутствию ощутимых толчков.
  1. (На самом деле я управлял машиной с вариатором на ремне и шкивах, но это был не легковой автомобиль, и ускорение было недостаточно высоким, чтобы можно было воспользоваться снижением крутящего момента при изменении передаточного числа. Это был Massey Ferguson 415, если не ошибаюсь.)
  1. Интересно. Honda Fit была выпущена в 2001 году. У нас есть Honda Brio 2022 года с автоматической коробкой передач, которая не подвержена «ступенчатости». Поэтому я предполагаю, что это связано с тем, что новые вариаторы могут быть действительно вариабельными.

  1. Бесшовные, плавно изменяющиеся передаточные числа, определяемые вашей правой ногой, системой EFI и вариатором. Вы ошибаетесь насчёт мощности, поскольку электроника определяет, какая мощность необходима, подбирая обороты/крутящий момент в соответствии с нагрузкой в любых ситуациях — на светофоре, на крутых подъёмах и т. д. Если вы водили машину с механической коробкой передач, то знаете, как переключать передачи в соответствии с потребностями в мощности. Электроника определяет оптимальную мощность/крутящий момент двигателя, а вариаторы делают то же самое, что и автоматические коробки передач с переключением, но без рывков между передачами, поскольку в вариаторах нет передач. Я обращаю больше внимания на тахометр, чем на «индикатор передачи» в моей бесступенчатой трансмиссии, поскольку передач там нет. Subaru определяет «номер передачи» на основе фактической ступенчатой трансмиссии и вводит в заблуждение. На самом деле бесступенчатая трансмиссия изменяет передаточное число шкивов для более плавной работы двигателя/трансмиссии, что эквивалентно плавному «переключению» без рывков, поскольку переключений там нет. Не обращайте внимания на отображаемую «передачу» и наслаждайтесь тем, как работают бесступенчатые трансмиссии. При остановке на светофоре, независимо от того, используете ли вы вариатор или автоматическую коробку передач, вы получаете одинаковые высокие обороты/высокий крутящий момент как при использовании вариатора, так и при выборе автоматического шкива с высоким передаточным числом или высокой передачи. Бесступенчатая трансмиссия реагирует так, как будто переключение происходит на высокой скорости, создавая эффект переключения с понижающей передачей, когда стальная лента быстро переходит от одного передаточного числа к другому, имитируя переключение с понижающей передачей. Это может быть вредно для трансмиссии, поскольку стальная лента должна постоянно соприкасаться с обоими шкивами под высоким гидравлическим давлением, чтобы минимизировать износ. Одним из компромиссов может быть менее резкое ускорение при использовании бесступенчатой трансмиссии по сравнению с автоматическими коробками передач с понижающей передачей. Вот одно из видео, в котором это объясняется; https://youtu.be/PQHVLH8jVc8. Вот ещё одно видео от Engineering Explained; https://youtu.be/HanImTejIVM

  1. Это связано с тем, что автомобильные обозреватели ненавидят вариаторы. Если вы создаёте технически совершенный автомобиль, который отличается большим сроком службы двигателя, низким расходом топлива и т. д. благодаря вариатору, который всегда поддерживает оптимальную рабочую температуру двигателя, то тот факт, что у него вариатор, кажется обозревателям раздражающим. Каждый автомобильный журнал сразу же раскритикует автомобиль с «бесступенчатой» трансмиссией.


    Таким образом, у автопроизводителей нет другого выбора, кроме как имитировать переключение передач, поскольку, если вариатор будет работать так, как задумали инженеры, у автомобиля будут плохие отзывы.


    Это правда, что вариаторы делают двигатель более шумным (что часто критикуют), если у автомобиля маломощный двигатель и вы резко ускоряетесь, но этого и следовало ожидать. На аналогичном автомобиле с автоматической коробкой передач машина будет разгоняться медленнее, но двигатель не будет таким шумным. Так что у вас есть выбор: заставить машину разгоняться так, как хочет водитель (настолько быстро, насколько это возможно, поскольку водитель полностью выжал педаль акселератора), или каким-то образом ограничить шум двигателя и разгоняться медленнее.


    При двигателе приличного объёма ситуации, когда двигатель работает громко, в обычных условиях движения, конечно, тоже редки для автомобилей с вариатором.
  1. Спасибо, с технической точки зрения в этом есть смысл!
  1. Спасибо за ответ, @Dave. У меня нет опыта вождения автомобилей с механическими вариаторами или автоматическими коробками передач (кроме месяца, проведённого за рулём арендованного автомобиля в США в 2001 году), но это объясняет, почему такого эффекта нет в гибридных автомобилях с электронным вариатором, которыми я владел последние 20 лет. Из-за совершенно иной механической конструкции в гибриде такой эффект не нужен.
  1. @Arsenal У меня Civic 10-го поколения, так что мне придётся поэкспериментировать с ним и рассказать вам, что я думаю о передаточных числах.
  1. Бесступенчатая трансмиссия Honda в обычном режиме D работает практически так же. Однако некоторые пользователи Civic 10-го поколения сообщали, что при переключении в другой режим движения (кажется, их было три: D, S и L) логика работы трансмиссии менялась, и она начинала вести себя как вариатор.
  1. OP presumes 'indexed gearing' occurs to CVTs when its all electronics commanding hydraulics to jump, instead of smoothly varying pulley ratios Я специально не предполагаю этого. Именно поэтому я сформулировал свой вопрос так: «Почему в автомобилях с вариатором кажется, что передачи переключаются»?
  1. Я вынужден не согласиться, поскольку автор предполагает, что «индексированное переключение передач» происходит в вариаторах, когда вся электроника командует гидравликой для переключения, а не для плавного изменения передаточного числа шкивов. Есть разница между запрограммированным переключением во время движения с выжатой до пола педалью газа и обычным движением, при котором переключение в вариаторе не происходит. Это своего рода ложное переключение. В статье Engineering Explained это прекрасно объясняется.
  1. Я думаю, предполагается, что мы знаем, что это такое и как это работает. Вам не нужно повторять всё это, чтобы ответить на вопрос.
  1. Хотя ваша история может быть кому-то интересна, она не помогает ответить на вопрос. Лучше сократить свой ответ до той части, которая объясняет почему эти транспортные средства, как правило, используют определённые передаточные числа, а не весь непрерывный диапазон. Признаюсь, мне сложно извлечь эту информацию из одного длинного абзаца.
  1. Единственное, что я всегда ненавидел в бесступенчатых трансмиссиях, — это то, что их бессмысленная «эмуляция переключения передач» в значительной степени нарушает то, что я считал принципом работы бесступенчатой трансмиссии: она не переключает передачи!
  1. Раньше я отмахивался от критики в адрес вариаторных коробок передач, считая её бессмысленной, пока сам не сел за руль такой машины и не испытал чуть ли не нервный срыв. Объективно в этом нет ничего плохого, но когда обороты и скорость меняются в противоположных направлениях, кажется, что это неконтролируемо. Мне хотелось крикнуть: «О нет, сцепление сломалось!»
  1. @WeatherVane Согласен с рекомендацией DSG. Пожалуй, лучшая автоматическая коробка передач, на которой я ездил, — это DSG.
  1. У меня есть опыт вождения Toyota с гибридной бесступенчатой коробкой передач eCVT, и я не считаю его неудовлетворительным. Между нажатием на педаль акселератора и разгоном автомобиля на максимальной мощности есть задержка, но она меня совсем не раздражает. Возможно, 40 лошадиных сил электроусилителя в дополнение к 155 лошадиным силам двигателя несколько уменьшают задержку при разгоне. С другой стороны, я заметил, что почти все автомобильные обозреватели критикуют даже гибридную трансмиссию Toyota eCVT за то, что она «похожа на резинку».
  1. Я подожду ещё немного, чтобы получить больше ответов, потому что, честно говоря, я удивлён, что отзывы об автомобилях влияют на подобные дизайнерские решения даже в тех машинах, которые традиционно не считаются автомобилями для энтузиастов, например в Corolla, где удовольствие от вождения уступает место экономии. По крайней мере, можно было бы подумать, что производители позволят вам переключаться между экономией и удовольствием от вождения в информационно-развлекательной системе. (Тем не менее, спасибо за информацию!)
  1. Их ненавидят не только рецензенты. Я ездил на мотоциклах и автомобилях с вариатором и считаю, что это очень неудобно — даже хуже, чем автоматическая коробка передач в стиле 1950-х годов, когда при нажатии на педаль газа сначала увеличивается частота вращения двигателя, а через некоторое время автомобиль начинает ускоряться. Гидромуфта может быть проще и не менее эффективна :) Современная коробка передач DSG великолепна (если она не сломается), потому что педаль реагирует на нажатие.
Вы уже ответили на этот вопрос