گیربکس (جعبهدنده) قطعهای نسبتا پیچیده است که نیروی موتور و یا هر منبع انرژی دیگری را دریافت و پس از عبور دادن آن از میان چرخ دندههای مختلف، بر حسب شرایط نیروی خروجی را در قالب قدرت یا سرعت در اختیار بخش دیگری قرار میدهد؛ بدین ترتیب شما در وضعیت دنده یک اتومبیل خود و با دور موتور ۳۰۰۰ دور در دقیقه، نمیتوانید بیش از ۳۰ کیلومتر درساعت سرعت داشته باشید، اما در عوض قدرت ارسالی به چرخها در حداکثر مقدار خود قرار دارد.
بالعکس، در وضعیت دنده ۵ و دور موتور یکسان ۳۰۰۰ دور در دقیقه سرعت خودرو چیزی در حدود ۱۱۰ کیلومتر درساعت است، اما قدرت ارسالی به چرخها تقریبا در حداقل میزان ممکن قرار دارد. در هر دو وضعیت فوق، نیروی پیشرانه مقداری ثابت است اما سرعت و قدرت ارسال شده به چرخها دو حالت کاملا متفاوت و متضاد از یکدیگر دارند.
این موقعیت به ظاهر متناقض را بایست معجزهای خلق شده توسط گیربکس یا جعبهدنده بدانیم که نیروی دریافتی یکسان را به حالتهای مختلف در میآورد. امروزه با پیشرفت روزافزون تکنولوژی، گیربکسها در انواع گوناگون منوال (دستی) و یا اتوماتیک روانه بازار شدهاند. دو نوع گیربکس اتوماتیک که امروزه کاربردهای زیادی نیز پیدا کردهاند، به CVT و AMT شهرت دارند. ما در این مطلب قصد داریم تا به طور خلاصه نحوه عملکرد گیربکسهای اتوماتیک CVT و AMT را شرح داده و به بیان تفاوتهای این دو بپردازیم. لطفا در ادامه با شیپور همراه باشید.
جعبهدنده CVT
به طور کلی اساس عملکرد گیربکسها بدین صورت است که چرخدنده متصل به محور ورودی (محرک)، در اثر نیروی دریافتی از پیشرانه شروع به دوران کرده و چرخدنده دیگری که بر شفت خروجی سوار (متحرک) است را به چرخش درمیآورد. نسبت قطر این دو چرخدنده ضریب دنده را تعیین میکند؛ هرچه چرخدنده محرک نسبت به چرخدنده متحرک کوچکتر باشد، نیروی خروجی از گیربکس قدرتیتر خواهد بود؛ مانند حالات دنده یک اتومبیل. اما هرچه قطر چرخدنده محرک نسبت به گونه متحرک بزرگتر باشد، نیرویی که به سمت چرخها ارسال میشود حالت سرعتیتری به خود میگیرد؛ مانند وضعیت دنده پنج.
در چند سال اخیر و با پیشرفت تکنولوژی، گیربکسهای CVT که فاقد چرخدنده محرک و متحرک هستند، توسعه داده شدهاند. این نوع جعبهدندهها موسوم به ضریب متغیر پیوسته، به جای چرخدنده از دو نوع پولی مخروطی دوگانه و یک تسمه فلزی یا پلاستیکی تشکیل شدهاند. تسمه در میان پولیها قرار گرفته و آنها را به هم مرتبط میکند هر کدام از دو قسمت مخروطی شکل پولیهای محرک و متحرک قادرند در راستای محوری که بر روی آن نصب شدهاند، حرکت کرده و به هم نزدیک و یا از یکدیگر دور شوند. زمانی که دو مخروط از هم دور میشوند، پهنای پولی افزایش یافته و تسمه پایین میرود. همچنین هنگامی که دو مخروط پولی به هم نزدیک میشوند، عرض پولی کم شده و تسمه در تماس با دیوار شیبدار پولی به سمت بالا میرود؛ در نتیجه نسبت شعاع پولیها در دو انتهای تسمه که ضرایب دنده را تشکیل میدهند، به صورت پیوسته قابل تغییر بوده و بینهایت ضریب دنده را به وجود میآورد.
بنابراین در گیربکسهای CVT اصولا خبری از دستهبندیهای محدود ضرایب دنده ۵( سرعته، ۶ سرعته و …) نیست؛ هر چند که به صورت الکترونیکی میتوان برای جعبه دندههای CVT نیز ضریب دندههای خاص تعریف کرد تا از آنها در حالت انتخاب دستی دنده (تیپ ترونیک) استفاده شود. کاهش مصرف سوخت در قیاس با جعبه دندههای اتوماتیک معمولی، عملکرد بسیار نرم و روان جعبهدنده، بهرهوری بهتر موتور و افزایش عمر مفید آن، از جمله مزایای جعبه دندههای CVT به شمار میروند
جعبه دندههای AMT
جعبه دندههای AMT در واقع همان گیربکسهای دستی معمولی هستند که مکانیزم کلاچ و تعویض دنده در آنها از حالت دستی به وضعیت اتوماتیک تغییر کرده است. در گیربکسهای AMT (دستی اتوماتیک شده) عملیات کلاچگیری بوسیله پدال حذف شده و در عوض یک مجموعه الکترونیکی-مکانیکی بر حسب پارامترهای دریافتی از ایسیو (واحد پردازشگر مرکزی) اقدام به کلاچگیری و تعویض دنده میکند.
گیربکسهای AMT از چهار بخش اصلی واحد انتخاب حالت دنده، واحد کنترل الکترونیکی ایسیو، دریچه گاز برقی، عملگرهای برقی تعویض دنده و کلاچ گیری تشکیل شدهاند. در این گیربکسها راننده میتواند با انتخاب حالت تعویض دستی، شخصا نسبت به تعویض دندهها اقدام کند و یا اینکه در حالت اتوماتیک کار را به سامانه الکترومکانیکی بسپارد تا دندهها را بر حسب پارامترهایی نظیر: دور موتور، سرعت خودرو، موقعیت دریچه گاز و… انتخاب و تعویض کند.
در حالت اتوماتیک، سیستم کلاچگیر برقی بر اساس دستورات ایسیو اقدام به کلاچگیری کرده و ارتباط دیسک و صفحه کلاچ را با فلایویل قطع میکند؛ سپس دنده توسط سیستم برقی تعویض شده و کلاچگیر مجددا دیسک و صفحه را درگیر میکند. در حالت دستی نیز فرمان لازم جهت کلاچگیری و تعویض دندهها توسط راننده ارسال میشود. این نوع جعبهدندهها پیچیدگی فنی سایر انواع گیربکسهای اتوماتیک را نداشته و ضمن برخورداری از خدمات پس از فروش ارزانتر، موجب راحتی بیشتر راننده حین رانندگی در مسیرهای پرترافیک نیز میشود.