آشنایی با گیربکس CVT و اصول کارکرد آن

هرچقدر که گیربکس‌های اتوماتیک مشخصه‌ی ماشین‌های لوکس است و در ماشین‌های سنگین به خاطر نیاز به امکاناتی برای عوض کردن سریع دنده در سرعت‌های بالا جعبه دنده‌های دستی مناسب و ایده‌آل است، امروزه افراد زیادی رانندگی با گیربکس‌های CVT را هرچند کند، ولی نرم و راحت می‌دانند.

گیربکس‌های CVT چگونه کار می‌کنند؟

CVT مخففی از عبارت انتقال دائمی متغیر است. گیربکس CVT از بسیاری جهات مانند گیربکس دستی است. در حالی که در این نوع سیستم پدال کلاچ وجود ندارد. گیربکس‌های CVT با ظرفیت زمانی بالا بازه‌ی متنوع‌تری از سرعت‌ را در اختیار راننده قرار می‌دهند.

جعبه دنده‌های CVT جمع و جوراند و سیستم ساده‌تری دارند؛ از سیستم آن بیشتر در ماشین‌های کوچکتر اسستفاده می‌شود. شرکت‌های تویوتا، هوندا و نیسان در حال حاضر در خودروهای خود از CVTاستفاده می‌کنند. در سال‌های اخیر و با گسترش زندگی شهری، ماشین‌هایی که جعبه دنده‌های CVT دارند طرفداران بسیاری به خصوص در میان نسل جوان دارند.

عده‌ی زیادی معتقدند که رانندگی با موتورهای CVT در اصل رانندگی نیست؛ در عین حال در میان نسل جوان و رو به رشد جدید این سبک از اتومبیل‌ها که رانندگی با آن که چالش‌های کمتری دارند، بسیار پرطرفدار است.

جعبه دنده‌ی اتوماتیک از ابتدای تاریخ اتومبیل سازی وجود داشته است تا زمانی که کمپانی خودروسازی هلندی DAF در سال 1950 آن را به CVT که اکنون می‌شناسیم تبدیل کرد. الگوی این شرکت از دو قرقره‌ی مخروطی شکل تشکیل شده است که یکی از آن‌ها به موتور و دیگری به چرخ‌ها متصل است. پس از آن تمام موتورهای CVT از همین الگو استفاده کردند.

همچنین ببنید : جامع ترین دوره آموزش تعمیر ایسیو در مجموعه پارسیان صنعت خودرو

نحوه‎ ی کار گیربکس‌های CVT

با وجودی که CVTها ریزپردازنده و حسگرهای زیادی دارند اما فشار هیدرولیکی ، کشش فنر یا نیروی گریز از مرکز آن کلید اصلی این فناوری است. این فشار برای ایجاد نیروی لازم برای تنظیم دو قرقره استفاده می شود. دو قرقره با نقش محرک‌های “ورودی” و “خروجی” شناخته می‌شوند. و انرژی را به شافت محرک منتقل می‌کنند.

نسبت شعاع گام بر روی قرقره محرک به شعاع گام در قرقره محرک دنده‌ی مورد نظر را تعیین می‌کند. هنگامی که دامنه‌ی یک قرقره افزایش می‌یابد ، شدت قرقره‌ی مقابل برای محکم نگه داشتن تسمه کاهش می‌یابد. هرچقدر که قرقره‌ها شعاع خود را تغییر می‌دهند نسبت نامحدود دنده‌ها از کم به زیاد افزایش می‌یابد.

مهم‌ترین اصل کارکرد گیربکس CVT این است که عمل دور زدن موتور با هربار فشار دادن شتاب دهنده اتفاق می‌افتد و بعد از آن مخروط به میزان خواسته شده سرعت را تنظیم و حرکت می‌کند. سپس مخروط دیگر طوری تنظیم می‌شود که تسمه‌ی محرک همان فشار را حفظ کند. به این ترتیب موتور تعیین می‌کند که ماشین تا چه میزان و به چه صورت شتاب گیری بکند.

CVT در واقع یک واحد تک سرعت با نسبت دنده نامحدود دارد. همین خودروهای مجهز به موتورهای CVT را محبوب و شناخته شده به خصوص از لحاظ شدت دور بالا‌ کرده‌است ؛ زیرا سرعت چرخ‌های آن ربطی به سرعت آن ندارد. از آنجا که حرکت دو مخروط مستقل از هم است، این موتورها برخلاف ظاهر هیچ نسبت دنده‌ی مشترکی با جعبه دنده‌ی دستی ندارند.

رانندگی در خودروهای با جعبه دنده‌ی CVT مشخصه‌ی رانندگی‌های آرام، امن و قابل اعتماد است. از نکات مثبت جعبه دنده‌ی cvt می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :

‌ مصرف سوخت : جعبه دنده‌های CVT نسبت به انواع دیگر آن به صرفه‌تر و بهینه‌تر‌اند.

قابل اعتماد بودن : جعبه دنده‌ی CVT قطعات زیادی ندارد و نسبت به مدل‌های دستی و خودکار آن به همان اندازه قابل اطمینان است. تا زمانی که به یک برنامه‌ی مراقبتی منظم و استفاده مرتب از مواد برای روغنکاری پایبند باشید نکته‌ای برای نگرانی نیست. تنها مسئله احتمال فرسایش محرک بین دو قرقره است که ممکن است باعث لغزش بشود و سرعت ماشین را از حالت عادی کاهش خواهد داد.
شتاب نرم و خدمات به صرفه: جعبه دنده‌ی CVT ، به خاطر چرخ‌ دهنده‌هایی که به یک کمربند مستمرا در حال حرکت تکیه داده‌اند، شتاب نرم‌تری نسبت به گیربکس‌های خودکار دارد. همچنین ساخت این جعبه دنده‌ها برای تولیدکنندگان آن مقرون به صرفه است.
رانندگی نرم و با آرامش : هرچه نیاز به داشتن خودرو و رانندگی در میان افراد بیشتر شد، دایره‌ی رانندگان از محدوده‌ی علاقه مندان به رانندگی فراتر رفت و اکنون افراد زیادی، چه آن‌ها که علاقه دارند چه آن‌ها که صرفا جهت رفع نیاز رانندگی می‌کنند، مصرف کننده خدمات شرکت‌های تولید کننده خودرو و ابزارهای آن هستند. در این میان افراد زیادی بیشتر از این که از رانندگی لذت ببرند و سلیقه‌ی خاصی در آن داشته باشند، ترجیح می‌دهند از خدماتی استفاده کنند که مشغله‌ی کمتری برای آن‌ها ایجاد کند و یک رانندگی بدون دردسر و مطابق با زندگی شهری و مدرن را داشته‌ باشند.

همچنین ببینید : تعمیرات ایسیو ماشین

گیربکس‌های اتوماتیک

اختراع گیربکس‌های اتوماتیک انقلاب بزرگی در مهندسی مکانیک و به ویژه در صنعت خودروسازی بود. این صنعت به سرعت با اقبال تولیدکنندگان و رانندگان مواجه شد و به تولید انبوه رسید. راحتی راننده از تعویض مداوم دنده‌ها و حذف کلاچ فرصت بی نظیری برای تولید کنندگان ماشین‌های لوکس و رانندگانی که دنبال یک تجربه‌ی خاص و جذاب بودند، محسوب می‌شد.

حالا اما گیربکس خودکار تبدیل به یک انتخاب محبوب میان رانندگان است و تولید کنندگان آن را بیش از دوره‌های قبل در نظر دارند. گیربکس اتومات به طور خلاصه، یک سیستم خودآگاه برای تغییر دنده‌ها و کنترل میزان نیروی مورد نیاز چرخ‌ها است.

به عقیده‌ی بسیاری بعد از موتور گیربکس مهمترین قسمت خودرو است که وظیفه‌ی کنترل انرژی در ماشین و نهایتا به حرکت درآوردن آن را دارد. تا امروز انواع مختلفی از گیربکس‌ها به دنیای مکانیک خودرو معرفی شده‌است. گیربکس اتومات به طور خودکار دنده‌ی مناسب را از جعبه دنده‌ انتخاب می‌کند و آن را تنظیم می‌کند. کارکرد گیربکس cvt اما، به همان روش گیربکس دستی است اما تفاوت‌هایی در ساختار و کاردکرد آن وجود دارد.

اصول کارکرد گیربکس‌های اتوماتیک

گیربکس‌های خودکار به خصوص در سال‌های اخیر توسعه یافته‌اند و با طیف گسترده‌ای از چرخ دنده‌های مستقل کار می‌کنند. همین سیستم در سال‌های ابتدایی تولید آن صرفا با چهار یا نهایتا پنج چرخ دنده کار می‌کرد و حالا به طور همزمان با 10 و حتی 11 چرخ دنده‌ی مستقل کار می‌کنند.

گیربکس خودکار به دو سبک مختلف از گیربکس تشکیل می‌شود که هرکدام به هیدرولیکی و الکترونیکی شهرت دارند:

جعبه دنده هیدرولیکی :

مبدل گشتاور هیدرولیکی آن با اتصال به موتور تغییرات دنده‌ را بدون دخالت راننده انجام می‌دهد. در این سیستم مایع یوجود دارد که در داخل فن یک فضای بسته‌ی به حرکت درمی‌آید.
طی فرایند آن با هر بار فشار دادن گاز سرعت حرکت مایع برای انتقال سریع‌تر انرژی بالا می‌رود.

جعبه دنده الکترونیکی :

از یک جعبه دنده‌ی دو سوئیچه‌ی دو در دو تشکیل شده است.
شافت‌های دو سویه‌ ، کنترل دنده‌های آن را از طریق کنترل الکترونیکی انجام می‌دهند.

هدف از ساخت جعبه دنده:

در سیستم خودروها انرژی ماشین از بنزین/گازوئیل ، باطری ماشین و مصرف برق تأمین می‌شود. اما سوال اینجا است که این انرژی چطور در قسمت‌های مختلف کارکرد مختلفی را انجام می‌دهد. اینکه چطور این انرژی به سمت راه انداختن خرده سیستم‌ها برای به کار افتادن بخش‌های مختلف ماشین، تقسیم می‌شود کار جعبه دنده یا گیربکس است که نهایتا منجر به حرکت ماشین می‌شود.

از خاصیت‌های سوخت‌هایی که امروزه توسط ماشین‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، انرژی زیادی است که آزاد می‌کنند. اهمیت دارد که در ابتدا این انرژی باید کنترل شود تا نیروی خرده سیستم‌ها به نقطه‌ی اعتدال برسد تا خودرو در سرعت مناسب به حرکت دربیاید. جعبه دنده انتخاب چرخ دنده را برای شرایط مختلف رانندگی تنظیم می‌کند. اگر مسیر رانندگی مسیر سختی باشد مثل رانندگی در تپه، سربالایی‌ها یا دست اندازها، به دنده‌ی پایین یا به اصطلاح دنده سنگین احتیاج است. هرچه شرایط رانندگی مساعدتر باشد و به سرعت بالایی نیاز داشته باشیم دنده هم افزایش می‌یابد.

در فرایند انتقال نیرو جعبه دنده در کنار کلاچ و دیفرانسیل از اهمیتی بالایی برخوردار است و یکی از چند بخش اساسی و مهم در سیستم خودرو از است. انرژی بعد از اینکه توسط موتور تولید شد باید با تناسب مورد نیاز نسبت به سرعت و شتاب مورد نیاز ماشین به چرخ‌ها منتقل شود. تعیین میزان نیروی مورد نیاز برای حرکت ماشین و انتقال آن به چرخ‌ها برعهده‌ی گیر بکس است.

مقایسه‌ی گیربکس‌های CVT و اتوماتیک

از بحث‌های داغ این سال‌های اخیر صنعت ماشین سازی، مقایسه میان انواع گیربکس و مخصوصا اتوماتیک و CVT است. انتخاب بهترین گزینه میان آن‌ها به عبارتی کار غیرممکنی است. از آن‌ جا که خاصیت‌های منحصر به فرد هرکدام به نوبه‌ی خود قابل توجه است و تقریبا نسبت بهم همپوشانی دارند انتخاب درست برای هرکسی دشوار است. بهترین کار توجه به نیازهای شخص و تطابق آن با کارکرد هرکدام از این گیربکس‌ها است.

در کنار مطالبی که در بالا ذکر شد، برای نمونه، چند مثال از ویژگی‌های منحصر به فرد هرکدام از این دو جعبه دنده ذکر کرده‌ایم؛