انواع گیربکس در ماشین های اتومات

به گزارش پایگاه خبری “ججین”، با پیشرفت علم و تکنولوژی و نیاز روز افزون خودرو‌ها به بهینه سازی و بازدهی بالاتر، مدام تکنولوژی‌های تازه‌تر در زمینه جعبه دنده‌های اتوماتیک در حال عرضه هستند که بسیاری از این تکنولوژی‌ها بر اساس همین نوع جعبه دنده‌های اتوماتیک ساده و با افزوده شدن چند قطعه مکانیکی و الکترونیکی و هیدرولیکی عمل کرده و بعضی از آنها از پایه و اساس با این گیربکس‌های اتوماتیک معمولی تفاوت دارند.

در این مطلب به بررسی انواع CVT و AMT و همچنین اصطلاحات تیپ ترونیک و شیفت ترونیک می‌پردازیم.

جعبه دنده‌هایCVT
هنگامی که در یک خودرو و در شرایط عادی راننده اقدام به تعویض دنده می‌کند این عمل در گیربکس موجب درگیر شدن دو چرخ دنده با اندازه‌ها و تعداد دندانه‌های متفاوتی می‌شود.

درگیر شدن این چرخ دند‌ه‌های متفاوت سبب بوجود آمدن ضریب دنده‌های گوناگون (متناسب با تعداد دندانه‌ها و قطر چرخ دنده) می‌شود و گشتاور و دور بر اساس این ضریب دنده از موتور به چرخ‌ها منتقل می‌شود.

این نحوه درگیری چرخ دنده‌ها در جعبه دنده‌های دستی کاربرد دارد که در نمونه‌های اتوماتیک این نسبت دنده‌ها بوسیله درگیر شدن چرخ دنده‌های خورشیدی و سیاره‌ای و قفسه نگهدارنده و چرخ دنده رینگی ایجاد می‌شود اما در جعبه دنده‌های CVT خبری از این چرخ دنده‌های خورشیدی و سیاره‌ای و… نیست بلکه تکنولوژی و فرآیند نوینی در حال رخ دادن در زیر پوسته این سیستم‌های انتقال قدرت است.

CVT مخفف عبارت Continuously Variable Transmission و به معنای سیستم انتقال قدرت متغیر پیوسته است.

استفاده از این نوع سیستم انتقال قدرت به سرعت در حال رشد بوده و کارخانجاتی مانند رنو، نیسان، جنرال موتورز، فولکس واگن و… در حال استفاده و تحقیق و توسعه این نوع از سیستم‌های انتقال قدرت هستند.

اجزا اصلی تشکیل دهنده سیستم انتقال قدرت از نوع CVT عبارتند از پولی ورودی (محرک)، پولی خروجی (متحرک) و تسمه مخصوص از جنس فلز یا پلاستیک.

هرکدام از پولی‌های محرک و متحرک (ورودی و خروجی) از دو مخروط تشکیل شده‌اند که این مخروط‌ها می‌توانند در راستای محوری که روی آن نصب شده‌اند حرکت کنند و به هم نزدیک و دور شوند بر روی این دو پولی تسمه‌ای که بعضا دارای سطح مقطع V شکل است، قرار می‌گیرد.

زمانی که دو مخروط تشکیل دهنده هر پولی به هم نزدیک می‌شوند به دلیل سطح شیبدار مخروط‌ها تسمه بر روی سطح شیبدار مخروط حرکت کرده و به سمت بالا رانده می‌شود. با این عمل در واقع شعاع پولی که تسمه با آن در تماس است افزایش می‌یابد. زمانی که دو مخروط از هم فاصله بگیرند عرض پولی بیشتر شده و تسمه پایین می‌رود و بین دو سر مخروط قرار می‌گیرد یا این عمل شعاع پولی که تسمه روی آن متصل است کاهش می‌یابد.

زمانی که دو پولی که هرکدام از دو مخروط متحرک تشکیل شده‌اند عرض خود را از طریق جابجایی مخروط‌ها تغییر می‌دهند، بینهایت شعاع پولی ایجاد می‌شود و همانطور که میدانیم نسبت میان شعاع پولی ورودی و خروجی سبب ایجاد بینهایت ضریب دنده می‌شود به همین دلیل زمانی که خودرو در حال حرکت است با افزایش یا کاهش سرعت عرض این پولی‌ها کم و زیاد شده و و نسبت دنده‌ای را متناسب با وضعیت حرکتی خودرو ایجاد می‌کند.
به همین دلیل است که گفته می‌شود بر خلاف سایر جعبه دنده‌های اتوماتیک و دستی که تعداد محدودی ضریب دنده را تولید می‌کنند، در جعبه دنده‌های CVT بی نهایت نسبت دور ایجاد می‌شود که این امر سبب از بین رفتن شوک و تغییر دور‌های ناگهانی ناشی از تعویض دنده‌ها می‌گردد و به صورت پیوسته و متغیر در هر لحظه ضریب دنده مناسب انتخاب می‌شود.
.
از جمله مزایا استفاده از این نوع سیستم‌های انتقال قدرت می‌توان به کاهش مصرف سوخت تا بیش از ۱۸۸ درصد نسبت به گیربکس‌های خودکار معمولی، انتقال روان‌تر و یکنواخت‌تر قدرت موتور، کارایی دینامیکی بهتر، شتابگیری بهتر، کارکرد دائمی موتور در بهینه‌ترین دور که ضمن کمک به سلامت موتور موجب کاهش مصرف سوخت می‌شود.

جعبه دنده‌های AMT
AMT مخفف شده عبارت Automated Manual Transmission  به معنای سیستم انتقال قدرت دستی اتوماتیک شده است.
این نوع از گیربکس‌ها در واقع راحتی استفاده از گیربکس‌های اتوماتیک را به ویژه در ترافیک‌های شهری برای راننده به ارمغان می‌آورند در حالی که پیچیدگی و هزینه بالای گیربکس‌های اتوماتیک را ندارند.
در واقع این نوع از سیستم‌های انتقال قدرت همان گیربکس‌های دستی هستند که عمل کلاچ‌گیری و تعویض دنده در آنها بوسیله یک مجموعه الکترونیکی و مکانیکی صورت می‌پذیرد.

AMT‌ها از اجزای اصلی شامل واحد انتخاب حالت دنده، واحد کنترل کننده الکترونیکی ECU، دریچه گاز برقی(مبدل دریچه گاز برقی)، عملگر‌های برقی تعویض دنده و کلاچ گیری تشکیل شده‌اند.

در این نوع از سیستم‌های انتقال قدرت راننده می‌تواند با قرار دادن اهرم تعویض دنده در حالت مخصوص به تعویض دستی، شخصا اقدام به تعویض دنده‌ها کند و همچنین می‌تواند با قرار دادن در حالت اتوماتیک این کار را به مجموعه الکترونیکی و مکانیکی تعبیه شده بسپارد.

هنگامی که راننده اهرم تعویض را در حالت اتوماتیک قرار می‌دهد واحد کنترل الکترونیکی به کلاچ برقی دستور می‌دهد و عملیات کلاچ‌گیری انجام می‌شود، سپس واحد تعویض دنده برقی اقدام به درگیر کردن گیربکس دستی در دنده یک می‌کند، اما کماکان سیستم کلاچ برقی عملیات کلاچ گیری را ادامه می‌دهد(مشابه حالتی که خودرو را در دنده یک قرار داده و پدال کلاچ را پایین نگه داریم). سپس زمانی که راننده اقدام به فشردن پدال گاز می‌کند بر اساس دور موتور و موقعیت دریچه گاز، کلاچ برقی اقدام به درگیر کردن مجموعه دیسک و صفحه کرده و خودور شروع به حرکت می‌کند.

در این حالت واحد پردازش ECU با در اختیار داشتن پارامتر‌هایی نظیر سرعت خودرو، وضعیت دریچه گاز، دور موتور و… در زمان لازم دستور کلاچ گیری مجدد را به مجموعه کلاچ برقی و دستور درگیر کردن دنده دو را به مجموعه تعویض برقی دنده می‌دهد و مجددا واحد کلاچ برقی دیسک و صفحه را درگیر می‌کند (مشابه حالتی که کلاچ توسط راننده گرفته شده و دنده ۲ جا زده شود و پدال کلاچ به آرامی رها شود) و این عملیات تا سبک‌ترین دنده ادامه می‌یابد.

زمانی که اهرم تعویض در حالت دستی قرار می‌گیرد فرامین لازم برای وارد مدار شدن کلاچ برقی و مجموعه تعویض دنده برقی توسط راننده داده می‌شود، به طوری که وقتی راننده اهرم تعویض را در جهت سبک‌کردن دنده‌ها فشار دهد این پیام از طریق واحد پردازش به مجموعه کلاچ و تعویض کننده برقی دنده‌ها فرستاده می‌شود و گیربکس یک دنده سبک‌تر می‌شود (مثلا از ۲ به۳).

آشنایی با اصطلاحات تیپ ترونیک و شیفت ترونیک
تیپ ترونیک و شیفت ترونیک نوع خاصی از جعبه دنده‌ها به شمار نمی‌روند، بلکه به عنوان یک تکنولوژی و امکان ویژه برای تعویض دنده‌ها شناخته می‌شوند.

در گیربکس‌های اتوماتیک تیپترونیک و شیفت ترونیک بر خلاف گیربکس‌های اتوماتیک معمولی، این اختیار به راننده داده شده است که به صورت دستی و از طریق اهرم تعویض دنده یا از طریق شیفتر‌های تعبیه شده در پشت فرمان خودرو دستور سبک یا سنگین کردن دنده‌ها را بدهد.

در این سیستم اگر راننده اهرم تعویض را در حالت اتوماتیک قرار دهد تعویض دنده‌ها به صورت اتوماتیک انجام می‌شود، اما اگر اهرم را در وضعیت دستی قرار دهد می‌تواند با استفاده از حرکت خاص تعریف شده برای اهرم دنده یا با استفاده از شیفتر‌ها خود اقدام به تعویض دنده‌ها کند.

البته در این حالت چناچه تعویض دنده‌ها از جانب راننده به موقع صورت نپذیرد و از محدوده قرمز تعریف شده برای موتور و گیربکس عبور کند برای جلوگیری از آسیب به موتور و گیربکس، به صورت اتوماتیک دنده سبک می‌شود. لازم به ذکر است بسیاری از شرکت‌های خودروسازی اسامی انحصاری را بر روی این نوع از سیستم تعویض دنده قرار می‌دهند، اما در واقع عملکرد بیشتر آنها شبیه هم است.