Хто насправді створив рідини NS-1, NS-2 та NS-3: трикутник Nissan - JATCO - Idemitsu

Головна інтрига: Nissan не виробляє свою «нісанівську» рідину

Якщо відкрити пляшку оригінальної Nissan CVT Fluid NS-3  або NS-2 з дилерської полиці та пляшку Idemitsu CVTF Type N3 з автомагазину, то всередині буде, по суті, той самий продукт. Nissan — це автовиробник і власник специфікації, але він не нафтохімічна компанія й не варить трансмісійні оливи. У паспорті безпеки (SDS) оригінальної рідини Nissan NS-3 виробником прямо вказано японську компанію Idemitsu Kosan . Абревіатура NS означає просто Nissan Specification — тобто «специфікація Nissan», а не «рідина, вироблена Nissan».

Щоб зрозуміти, хто і як «розробив рецептуру», потрібно розібрати ролі трьох учасників, бо жоден із них поодинці цього не зробив. Це історія про розподіл праці між автовиробником, виробником коробок і нафтохіміком — і про те, як технічні вимоги до однієї конкретної коробки передач перетворюються на хімічну формулу оливи.

Три учасники та їхні відносини

Nissan — замовник і власник специфікації

Nissan визначає, яка коробка піде в який автомобіль, задає вимоги до паливної економічності, плавності та ресурсу, і володіє торговою маркою та специфікацією «NS». Саме Nissan друкує на пляшці свій логотип і продає рідину через дилерську мережу. При цьому Nissan наполягає, що в його варіатори не можна лити звичайну ATF (рідину для класичних автоматів) чи універсальні рідини — пошкодження від неправильної рідини виводяться з-під гарантії. Це не маркетинговий трюк: варіатор фізично працює на інших принципах тертя, про це нижче. Проте рідина Idemitsu CVTF чудово справляється із завданням. І не дивно: виробник той самий - Idemitsu.

JATCO — розробник і виробник самих варіаторів

JATCO (Japan Automatic Transmission Company, яп. ジヤトコ) — це та компанія, яка проєктує та збирає коробки. І ось ключовий факт про відносини: JATCO на 75% належить Nissan (ще 15% у Mitsubishi Motors і 10% у Suzuki). Тобто JATCO — це, по суті, «трансмісійний підрозділ» Nissan, виділений в окрему компанію.

Історія JATCO цікава сама собою:

• 1943 — Nissan засновує завод авіадвигунів у Йосіварі (префектура Сідзуока). Після війни завод переходить на автокомпоненти.
• 1970 — Nissan разом із Toyo Kogyo (майбутня Mazda) та Ford створюють спільне підприємство Japan Automatic Transmission Co., Ltd. Першою масовою коробкою стає 3-ступінчастий автомат Jatco 3N71 (Cedric, Laurel, Datsun 510).
• 1989 — компанія перейменовується на JATCO Corporation.
• Червень 1999 — Nissan виділяє свої підрозділи розробки автоматів і варіаторів та завод у Фудзі в окрему компанію TransTechnology Ltd.
• Жовтень 1999 — TransTechnology та JATCO Corporation зливаються в JATCO TransTechnology Ltd.
• 2002 — після інтеграції трансмісійного бізнесу Mitsubishi (через дочірню Diamondmatic) компанія стає просто JATCO Ltd .
• 2007 — Suzuki викуповує 10% (7% у Nissan, 3% у Mitsubishi), щоб гарантувати собі постачання варіаторів.

JATCO — найбільший у світі виробник варіаторів. Виробництво CVT компанія розпочала у 1997 році , а до 2016 фінансового року випускала близько 5,5 млн коробок на рік, з яких приблизно 80% — варіатори. Практично кожен автовиробник, окрім Honda (робить власні коробки) та Toyota (використовує Aisin), хоч раз ставив коробки JATCO.

Саме JATCO, як розробник «заліза», знає точні параметри коробки: матеріали ременя та шківів, тиски в гідравліці, фрикційні характеристики, потрібний коефіцієнт тертя. Ці параметри й стають технічним завданням для рідини.

Idemitsu Kosan — хімотолог, який розробляє рецептуру

Idemitsu Kosan — японська нафтова компанія з дуже довгою історією. Її заснував Садзо Ідеміцу ще у 1911 році в Модзі (Кітакюсю) під назвою Idemitsu Shokai — і характерно, що починав він саме з торгівлі мастильними оливами як агент Nippon Oil. Тобто мастила — це буквально перший бізнес компанії за понад 110 років до сьогодення. Сьогодні Idemitsu — другий за величиною нафтопереробник Японії (після Eneos) і входить до десятки найбільших виробників мастильних матеріалів у світі.

Idemitsu — це OEM-постачальник заводського заливання (factory fill) для більшості японських автовиробників. Компанія позиціонує себе як творця першої оливи 0W-20 для японських OEM і першої CVT-рідини для японських OEM. Саме Idemitsu розробляє конкретний хімічний склад і фізично виробляє рідину, яка потім потрапляє і в заводське заливання Nissan, і у власні пляшки Idemitsu (лінійка CVTF Type N для NS-2, Type N3 для NS-3).

Як народжується специфікація: трикутник у дії

Схема роботи приблизно така:

1. JATCO проєктує варіатор і формує вимоги до рідини — потрібний коефіцієнт тертя «метал-метал» на парі ремінь/шків, антишадерні властивості для муфти блокування, в'язкість, термостабільність, захист від зношування.
2. Idemitsu (як і інші нафтохіміки, яких може залучати Nissan) розробляє рецептуру під ці вимоги: підбирає базову оливу, пакет присадок і модифікатори тертя, проходить цикли випробувань на реальних коробках.
3. Nissan затверджує результат як фірмову специфікацію NS-x і продає під своїм брендом.

Тому на пряме запитання «хто розробив рецептуру?» чесна відповідь — це спільна розробка, де Idemitsu виступає формулятором і виробником, а JATCO/Nissan задають і валідують специфікацію . Формула — це результат перемовин «залізячників» і «хіміків», а не творіння однієї сторони. Після того як специфікацію зафіксовано, повторити рідину технічно може будь-який компетентний блендер (звідси «сумісні» рідини Eneos, Ravenol, AMSOIL, Valvoline та ін.) — але еталоном залишається саме заводське заливання Idemitsu.

Історична лінія: від першого варіатора Nissan до NS-3

Щоб специфікації NS-1/NS-2/NS-3 набули сенсу, їх потрібно прив'язати до поколінь коробок.

1992 — N-CVT (March/Micra): початок

Nissan уперше застосував варіатор у серійній легковій машині у 1992 році — на моделі March (Micra). Цей N-CVT був заснований на розробці Fuji Heavy Industries (Subaru), яка ще в 1987-му першою вивела електронно-керований сталевий ремінний варіатор ECVT на Subaru Justy (той, своєю чергою, спирався на патенти Van Doorne Transmissie, успадковані від DAF). Ці ранні варіатори були обмежені за моментом — приблизно двигунами до 1.6 л.

1997 — Hyper CVT: перший «дорослий» варіатор

У 1997 році Nissan представив HYPER CVT на моделях Primera та Bluebird — перший у світі варіатор, здатний працювати з двигунами класу 2.0 л. Технічний прорив складався з двох частин: значно ширший і міцніший сегментний сталевий ремінь та високий гідравлічний тиск керування шківами. Замість електромагнітної муфти (як на маленькому Micra) Hyper CVT отримав гідротрансформатор , що дало ефект «крипу» (плавне підкочування) та ефект гальмування двигуном. Саме до цієї епохи ранніх «повнорозмірних» варіаторів і належать найперші рідини лінійки NS.

1999 — Extroid CVT: глухий, але красивий кут

Окрема й не ремінна історія: у 1999 році Nissan вивів EXTROID CVT — тороїдальний варіатор для задньопривідних машин із моторами класу 3.0 л (Cedric/Gloria Y34). Замість ременя та шківів він використовував диски й ролики, що передавали момент через надтонку плівку спеціальної traction-рідини. Тороїдальні CVT тримають більший момент, але виявилися дорогими й складними, і Nissan від них відмовився. Це важлива деталь: тороїдальник вимагав принципово іншої рідини (traction fluid), ніж ремінні варіатори, — наочна ілюстрація того, що «рідина під коробку» це не формальність.

2003 — XTRONIC: масовий ремінний варіатор та епоха NS-2

У 2003 році на Nissan Murano (для США) дебютував XTRONIC CVT — перший у світі ремінний варіатор, розрахований на передній привід і двигун класу 3.5 л. Із 2006 року Nissan масово перевів на XTRONIC модельний ряд у Північній Америці (Versa, Cube, Sentra, Altima, Maxima), зробивши варіатор мейнстрімом.

Ключові коробки цієї епохи — родина JATCO JF010E та JF011E (нісанівські індекси RE0F09/RE0F10), які стояли на мільйонах машин від середини 2000-х до початку 2010-х. Саме під ці коробки й була відточена специфікація NS-2 . Ці ж коробки розходилися під іншими марками — Mitsubishi, Dodge/Jeep, — і там та сама по суті рідина називалася інакше (Mitsubishi CVTF-J1, Mopar CVTF+4), що робить їх технічними еквівалентами NS-2.

2013 — CVT7 / CVT8 та епоха NS-3

З появою варіаторів нового покоління — JATCO CVT7 (JF015E) та CVT8 (JF016E/JF017E , гібридні JF018E/JF019E) — Nissan ввів специфікацію NS-3 . Головна інженерна мета цих коробок — зниження тертя (заявлялося до 40% проти попереднього покоління) та поліпшення паливної економічності. Для цього, окрім зменшення насоса й скорочення витоків, знадобилася нова олива зниженої в'язкості .

Звідси й практичне правило для власників: NS-3 — це рідша олива, ніж NS-2 , зі своїм пакетом модифікаторів тертя, заточеним під оновлену конструкцію ременя. Лити NS-2 у коробку під NS-3 (і навпаки) не слід. На прикладі Nissan Altima: машини 2007–2012 років використовують NS-2, а 2013+ (після редизайну коробки) — NS-3.

Зведена таблиця відповідностей

(Відповідності подано укрупнено: точну специфікацію для конкретної машини завжди потрібно дивитися за VIN, мануалом чи наклейкою на коробці — трапляються «гібридні» ринкові ситуації, наприклад плутанина NS-2/NS-3 на різних ринках для Juke NISMO RS.)

Чому рідина для варіатора — це взагалі окрема наука

Тут починається найцікавіша технічна частина, що пояснює, чому «рецептуру» взагалі доводиться так ретельно розробляти, а не взяти готову ATF.

Фундаментальний конфлікт вимог

У класичному автоматі рідина має знижувати тертя в шестернях і забезпечувати кероване тертя у фрикціонах. У ремінному варіаторі все навпаки й складніше. Момент передається за рахунок тертя металу об метал : сталевий push-ремінь (або ланцюг) затискається між конічними половинами шківів, і олива має забезпечувати високий коефіцієнт тертя в цьому контакті, щоб ремінь не прослизав. У трибології це називають traction coefficient — він має лежати в строго визначеному діапазоні.

Але та сама коробка зазвичай має ще й гідротрансформатор із муфтою блокування (lock-up) або мокру муфту старту, а там потрібне низьке тертя — інакше після великого пробігу виникає шадер (вібрація, «дрож»). Виходить пряме протиріччя: високе тертя потрібне на парі ремінь/шків і низьке — на муфті блокування , причому в одній і тій самій рідині. Старі формули вирішували це на шкоду муфті; сучасні шукають баланс через спеціальну комбінацію модифікаторів тертя й багатофункціональних диспергаторів, яка зберігає високе «металеве» тертя й водночас дає довговічну антишадерну характеристику.

μ-V характеристика та антишадер

Якість рідини оцінюють за формою кривої «коефіцієнт тертя проти швидкості ковзання» (μ-V крива). Для боротьби з шадером потрібна позитивна μ-V характеристика на малих швидкостях ковзання (приблизно до 0,3 м/с): коли зі зростанням швидкості тертя зростає, система самостабілізується. Рідина без правильних модифікаторів тертя дає майже плоску криву — і це прямий шлях до вібрацій. Ці випробування проводять на стендах на кшталт LVFA (Low Velocity Friction Apparatus) за температури близько 80 °C.

Базова олива: чому важливий сам вибір основи

Тонкий, але показовий момент із досліджень Idemitsu з трибології ремінних варіаторів: тип базової оливи безпосередньо впливає на момент, який здатна передати коробка . У порівняльних випробуваннях на реальних варіаторах синтетична нафтенова базова олива (SN, synthetic naphthene) показала приблизно на 10% більшу передавану потужність (torque capacity) , ніж поліальфаолефін (PAO), за температур оливи 45–100 °C та зусиллі затиску вторинного шківа близько 25 кН. Пояснення — у різній силі зсуву оливної плівки в зоні відносного прослизання між ременем і шківом.

Практичний висновок інженерів: рідина з вищою «несучою» здатністю дозволяє знизити потрібне зусилля затиску шківів, а отже — зменшити навантаження на оливний насос і загальні втрати в коробці. Це безпосередньо пов'язано з паливною економічністю, тобто вибір основи — не косметика, а важіль керування і моментом, і витратою пального.

Пакет присадок

З патентної та наукової літератури з CVT-рідин складається типовий «скелет» формули:

• Базова олива потрібної в'язкості (для сучасних NS-3 — повна синтетика, низька в'язкість для зниження тертя).
• Протизносні присадки на основі фосфору — захищають ремінь і шківи від пітингу, задирів, полірування.
• Кальцієві детергенти та диспергатори — у дослідженнях показано, що комбінація «фосфорний антивер + кальцієвий детергент + диспергатор» поліпшує саме коефіцієнт тертя метал-метал за рахунок характеру трибоплівок, які формуються на поверхнях.
• Модифікатори тертя — задають форму μ-V кривої та антишадерні властивості.
• Модифікатори в'язкості з високою стійкістю до зсуву (shear-stable VM) — щоб в'язкість не «просідала» під навантаженням.
• Антиоксиданти, інгібітори корозії, протипінні присадки.

У паспортах безпеки виробники зазвичай ховають конкретику за формулюванням «пропрієтарна суміш синтетичних/очищених вуглеводнів і присадок» — власне склад і є тим самим секретом, заради якого ведеться спільна розробка.

Підсумок: то хто ж «розробив рецептуру»

Коротка відповідь: рецептуру рідин NS-1/NS-2/NS-3 розробила Idemitsu Kosan — як формулятор і виробник — за технічним завданням і спільно з JATCO та Nissan , які задавали й валідували специфікацію під конкретні покоління варіаторів.

Розгорнута відповідь потребує тримати в голові розподіл ролей:

• Nissan — власник специфікації «NS», замовник, утримувач бренду. Не варить оливу.
• JATCO (на 75% належить Nissan) — проєктувальник і виробник самих варіаторів; джерело вимог до фрикційних і гідравлічних властивостей рідини.
• Idemitsu — нафтохімік, який перетворює ці вимоги на конкретну хімію: базова олива + пакет присадок + модифікатори тертя, і фізично виробляє заводське заливання.

NS-1 була першою рідиною цієї лінійки; NS-2 оформилася навколо масових XTRONIC-варіаторів JF010E/JF011E; NS-3 з'явилася під низькофрикційні CVT7/CVT8 як рідша, повністю синтетична формула заради економії пального. І в усіх трьох випадках за хімією стоїть одна й та сама компанія, яка починала у 1911 році з продажу мастильних олив рибалкам, — Idemitsu.