تفاوت گیربکس CVT و دوکلاچه چیست؟

به گزارش خبرگزاری خبرآنلاین، به نقل از آخرین خودرو،  در دهه‌های اخیر، پیشرفت‌های چشمگیر در صنعت خودروسازی منجر به ظهور تکنولوژی‌های نوینی در حوزه انتقال قدرت شده است. یکی از حوزه‌هایی که دستخوش تحولات اساسی شده، سیستم‌های گیربکس اتوماتیک است. از میان انواع مختلف گیربکس‌های اتوماتیک، دو نوع پرکاربرد و بحث‌برانگیز یعنی گیربکس CVT و گیربکس DCT سهم قابل توجهی در طراحی خودروهای مدرن داشته‌اند.  
معرفی و ساختار گیربکس CVT

گیربکس CVT که تحت عنوان «گیربکس متغیر پیوسته» شناخته می‌شود، با هدف حذف دنده‌بندی‌های سنتی و جایگزینی آن با نسبت‌های انتقال پیوسته طراحی شده است. این گیربکس از دو پولی مخروطی و یک تسمه فلزی انعطاف‌پذیر تشکیل شده است که از طریق تغییر قطر مؤثر پولی‌ها، امکان تنظیم بی‌وقفه نسبت دنده را فراهم می‌آورد. در نتیجه، موتور خودرو همواره در دور بهینه کار کرده و مصرف سوخت و آلایندگی به حداقل می‌رسد.
در گیربکس سی وی تی با وجود رفتار اتوماتیک همانند گیربکس‌های AT و به همراه داشتن توربین (مبدل گشتاور)، خبری از دنده‌های واقعی نیست. در حقیقت این جعبه دنده فاقد هر گونه دنده است. در عوض بجای دنده، از دو جفت پولی (در اصطلاح پارسی: فولی) استفاده شده است که از طراحی کله قندی یا کونیک (Conical) قرار گرفته در مقابل یکدیگر بهره می‌گیرد و یک جفت از آن‌ها به خروجی توربین (میلنگ پیشرانه) و جفت دیگر به خروجی گیربکس (به سمت دیفرانسیل) متصل است. رابط میان این دو جفت پولی یک تسمه فلزی بسیار مستحکم (تسمه لاستیکی در موتورسیکلت‌های سبک) است که نیرو را از جفت پولی موتور دریافت و به جفت پولی خروجی منتقل می‌کند. این دو جفت پولی می‌توانند به کمک کامپیوتر گیربکس (TCU) از یکدیگر دور شده یا به یکدیگر نزدیک شوند. در حقیقت از آن‌جایی که اینکه طول تسمه بسیار مستحکم فلزی غیر قابل تغییر است، زمانی که یکی از جفت پولی‌ها به یکدیگر نزدیک می‌شوند جفت پولی دیگر باید از یکدیگر دور شوند و برعکس. اما دلیل این جابه‌جایی چیست؟ زمانی که پولی‌ها در هر جفت به یکدیگر نزدیک و در جفت دیگر از هم دور می‌شوند، تسمه محکم فلزی مجبور می‌شود بر سطح کله قندی پولی‌ها بالا و پایین برود. در نتیجه قطر تسمه فلزی بر پولی‌هایی که به یکدیگر نزدیک شده‌اند افزایش و بر پولی‌هایی که از هم دور می‌شوند کاهش می‌یابد. این تغییر در قطر تسمه فلزی وابسته به اینکه بر کدام جفت پولی (پولی ورودی یا خروجی) اتفاق بیافتد، در حقیقت وجود دنده‌های انتقال نیرو در گیربکس‌های معمولی را شبیه‌سازی می‌کند در حالی که هیچ دنده‌ای وجود ندارد. همچنین از آن‌جایی که جابه‌جایی پولی‌ها بسیار نرم و پیوسته انجام می‌شود، تسمه فلزی در هر لحظه از فرایند انتقال نیرو دارای قطر متفاوت است که همواره در تناسب با سرعت خودرو و دور موتور تغییر می‌کند و یک ضریب متمایز و دائما در حال تغییر را شبیه‌سازی می‌کند. دقیقا به همین دلیل است که به آن گیربکس ضریب متغیر می‌گویند.

در بسیاری از محصولات مونتاژی و وارداتی صنعت خودرو کشور که به گیربکس CVT‌ مجهز هستند حالت ترونیک (تیپ ترونیک) یا همان حالت انتخاب دستی یک دنده بخصوص تعبیه شده است. این موضوع بسیاری از مشتریان را سردرگم کرده و باعث شده است که به اشتباه تصور کنند که گیربکس سی وی تی دارای دنده‌های فیزیکی و واقعی است؛ اما این‌طور نیست. حالت انتخاب دستی یک دنده بخصوص یا همان تیپ ترونیک با برنامه‌ریزی کامپیوتری TCU و قفل کردن گیربکس در یک ضریب مشخص و از پیش تعیین شده ممکن شده است. یعنی تعداد دنده مشخص شده در تیپ ترونیک CVT ها بر اثر قفل شدن پولی‌ها (عدم حرکت خطی آن‌ها) ممکن شده است که باعث می‌شود تسمه فلزی منتقل کننده نیرو، از جای خود حرکت نکند و تنها در یک ضریب انتقال نیرو از پیش تعیین قفل شود. در نتیجه در سی وی تی حالت ترونیک حاصل یک برنامه‌ریزی کامپیوتری است و نه وجود دنده در داخل گیربکس.
گیربکس CVT دارای مزایای متعددی است که از جمله آن‌ها می‌توان به راندمان سوخت بالا در شرایط رانندگی شهری، حذف ضربه و لگ در تعویض دنده و ساختار ساده‌تر و هزینه تولید پایین‌تر نسبت به DCT اشاره کرد. البته این سیستم معایبی نیز دارد، مانند عدم ارائه حس اسپرت، سر و صدا، محدودیت در انتقال گشتاور بالا و ضعف در شتاب‌گیری دوام نسبتاً کمتر در رانندگی پرفشار.
گیربکس E-CVT و تفاوت آن با CVT

بر خلاف انتظار و آنچه از نام این گیربکس برداشت می‌شود، E-CVT یا همان گیربکس اتوماتیک ضریب متغیر با قابلیت کنترل الکترونیکی، هیچ ارتباط فنی مستقیمی با سی وی تی یا همان گیربکس اتوماتیک ضریب متغیر ندارد. می‌دانیم در تمامی خودروهای مدرن امروزی مجهز به گیربکس CVT، بدون تردید سیستم الکترونیکی کنترل کننده عملکرد گیربکس وجود دارد. از این رو طبیعی است که CVT از دیدگاه نام‌گذاری و حتی عملکرد درونی برای مخاطب یکسان و مشابه برداشت شود، در حالی که این‌طور نیست. گیربکس E-CVT، جعبه دنده اتوماتیکی است که در خودروهای هیبرید (دارای دو منبع تامین انرژی) به کار می‌رود و به صورت عمومی به عنوان سیستم تقسیم‌کننده توان (Power Splitter) نیز نامیده می‌شود. چراکه ساختار داخلی جعبه دهده E-CVT به آن اجازه می‌دهد که ضمن دریافت گشتاور همزمان از دو ورودی متفاوت (موتور احتراق داخلی و موتور الکتریکی)، به‌صورت مجزا نیز ایفای نقش کند. در نتیجه این گیربکس می‌تواند بر اساس حالت رانندگی مورد نیاز یا به عنوان مثال در صورت تمام شدن انرژی پک باتری یا تمام شدن سوخت فسیلی، تنها با تکیه بر یک منبع انرژی به کار خود ادامه دهد. این گیربکس همچنین به کمک موتور برقی تامین‌کننده گشتاور، می‌تواند سرعت دورانی پیشرانه (ورودی گیربکس) و سرعت دورانی انتقالی به چرخ‌ها (خروجی گیربکس) را در ایده‌آل‌ترین حالت کنترل کند. از این رو نه‌تنها سرعت پیشرانه بنزینی همواره در دور موتور بهینه (دور موتور تولیدکننده بیشترین گشتاور یا پایین‌ترین دور موتور مورد نیاز به منظور کاهش میزان مصرف سوخت) حفظ می‌شود، بلکه با تامین گشتاور کمکی از سوی موتور یا موتورهای الکتریکی، گشتاور کمکی مورد نیاز برای انتقال به چرخ‌ها نیز بدون هیچ اختلالی در دسترس قرار می‌گیرد. همچنین لازم به ذکر است که این جعبه دنده به هنگام تمام شدن ظرفیت پک باتری، با انتقال یک طرفه نیرو از سمت موتور احتراق داخلی به سمت چرخ و موتور/ژنراتور، ضمن به حرکت درآوردن خودرو، پک باتری‌ها را نیز شارژ می‌کند.
گیربکس DCT

گیربکس DCT یا دوکلاچه، یک سیستم انتقال قدرت ترکیبی است که عملکردی میان گیربکس دستی و اتوماتیک دارد. در این سیستم، از دو کلاچ مستقل استفاده می‌شود؛ یکی برای دنده‌های زوج و دیگری برای دنده‌های فرد. این طراحی موجب می‌شود تا فرآیند تعویض دنده با وقفه حداقلی و در زمان بسیار کوتاه انجام گیرد. ساختار داخلی DCT معمولاً شامل چرخ‌دنده‌های سنتی با مکانیزم هیدرولیکی یا الکترونیکی کنترل‌شونده است. این نوع گیربکس به‌ویژه در خودروهای اسپرت و پرفورمنس بالا کاربرد فراوان دارد. گیربکس DCT توسط مهندسی فرانسوی، ادولف گکرس قبل از جنگ جهانی دوم اختراع شد ولی هیچوقت نمونه‌ی کامل اختراعی آن در خودرو استفاده نشد. اولین نمونه‌ی کامل توسط هری وبستر، مهندس بریتانیایی در شرکت اتوموتیو پروداکتس (Automotive Products) روی مدل‌هایی چون نسل اول فورد فیستا، فورد رنجر و پژو ۲۰۵ در اوایل دهه‌ی ۱۹۸۰، سوار شد. پس از این مهندسان پورشه و آئودی نمونه‌های مخصوص به خود را در خودروهای مسابقه‌ای استفاده کردند. گیربکس دوکلاچه‌ی پورشه موسوم به PDK در مدل‌های ۹۵۶ و ۹۶۲C نصب شده بود. پس از این فولکس‌واگن با نسل چهارم هاچ‌بک گلف نسخه‌ی R۳۲ اولین خودروی جاده‌ای مجهز به گیربکس DCT را عرضه کرد. تا به‌امروز، فولکس واگن و فورد بزرگ‌ترین خودروسازانی بوده‌اند که از گیربکس DCT در محصولات خود استفاده کرده‌اند.
انواع گیربکس DCT
به طور کلی دو نوع گیربکس dct وجود دارد که تفاوت آن ها فقط بر اساس نوع عملکرد کلاچ ها و طراحی آن ها می باشد.

گیربکس دو کلاچه خشک چیست؟  گیربکس دو کلاچه خشک با استفاده از اصطکاک عمل می کند. از این رو در این نوع از کلاچ خبری از روغن کاری نیست. در نتیجه میزان اتلاف انرژی ناشی از روغن به صفر خواهد رسید. گیربکس دوکلاچه خشک به دلیل مصرف سوخت کمتر برای سرعت های پایین ایده آل می باشد. مهم ترین عیب این گیربکس این است که برای سرعت های بالا و یا ترافیک های سنگین مناسب نمی باشد؛ زیرا به دلیل عدم روغن کاری موجب داغ شدن گیربکس خواهد شد.
گیربکس dct تر (دو کلاچه) چیست؟  گیربکس dct تر یا دو کلاچه تر روی طرح چند صفحه ای کار می کند و از منبع روغن برای حفظ روغن کاری و خنک نگه داشتن قطعات متحرک استفاده می نماید. این نوع کلاچ در خودروهایی که سطوح بالایی از گشتاور را تولید می‌ کنند، مورد استفاده قرار می‌ گیرد، جایی که وجود یک خنک‌ کننده مایع می‌ تواند از افزایش بالقوه و فاجعه‌ بار دما جلوگیری کند. البته دقت داشته باشید تمامی موارد داغ شدن یا استهلاک گیربکس های دوکلاچه بستگی به کیفیت ساخت و شرکت مادر تولید کننده دارد.
مزایای گیربکس DCT شامل تعویض دنده فوق‌العاده سریع و بدون گسست نیرو، عملکرد دینامیکی بالا و قابلیت پاسخگویی سریع و بهره‌وری بیشتر در رانندگی پرشتاب یا مسابقه‌ای است. در مقابل، این سیستم دارای پیچیدگی ساختاری و هزینه بالای تولید و تعمیر، امکان بروز حرارت و نیاز به سیستم خنک‌کاری دقیق و عملکرد نسبتاً خشک در رانندگی با سرعت پایین یا ترافیک سنگین می‌باشد.
مقایسه گیربکس DCT و CVT

در حوزه انتقال قدرت خودرو، دو نوع گیربکس CVT و DCT از فناوری‌های پیشرفته و پرکاربرد به شمار می‌روند که هر یک با ویژگی‌ها و محدودیت‌های فنی خاص خود، جایگاه مشخصی در صنعت دارند. برای تحلیل دقیق‌تر، ارائه داده‌های فنی و کمی اهمیت زیادی دارد. گیربکس CVT معمولاً از یک تسمه فولادی یا زنجیر قدرت انتقال را بین دو پولی مخروطی متغیر انجام می‌دهد. نسبت دنده در CVT به صورت پیوسته از حدود ۲.۵:۱ تا ۷:۱ متغیر است که این دامنه گسترده باعث می‌شود موتور در ناحیه بهینه توان (مثلاً ۱۵۰۰ تا ۲۵۰۰ دور در دقیقه برای موتورهای بنزینی متوسط) همیشه فعال باشد. این ویژگی باعث بهبود مصرف سوخت تا حدود ۵-۱۰ درصد در شرایط شهری نسبت به گیربکس‌های اتوماتیک سنتی می‌شود. حداکثر گشتاور قابل تحمل در گیربکس‌های CVT معمولی معمولاً بین ۱۵۰ تا ۲۵۰ نیوتن‌متر محدود است؛ به همین دلیل در خودروهای پرتوان کمتر استفاده می‌شود. دوام تسمه یا زنجیر CVT بسته به شرایط کارکرد بین ۱۵۰,۰۰۰ تا ۲۰۰,۰۰۰ کیلومتر است، اما خرابی‌های ناگهانی ممکن است هزینه‌های بالایی به همراه داشته باشد. در مقابل، گیربکس DCT از دو کلاچ خشک یا مرطوب بهره می‌برد که هرکدام معمولاً توانایی انتقال گشتاور تا ۶۰۰ نیوتن‌متر را دارند. این توان بالا باعث می‌شود که DCT برای خودروهای اسپرت و موتورسیکلت‌های قدرتمند مناسب باشد. زمان تعویض دنده در این گیربکس‌ها معمولاً بین ۷ تا ۳۰ میلی‌ثانیه است که به سرعت عملکرد گیربکس کمک شایانی می‌کند. سیستم خنک‌کننده مخصوص کلاچ‌ها به منظور جلوگیری از افزایش بیش از حد دما (که می‌تواند به حدود ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد برسد) ضروری است. بهره‌وری انتقال قدرت در DCT به حدود ۹۵ تا ۹۸ درصد می‌رسد که از بالاترین مقدار در میان گیربکس‌های اتوماتیک است. در بررسی مصرف سوخت، CVT با توجه به قابلیت حفظ موتور در دور بهینه، معمولاً در رانندگی شهری و شرایط با توقف و حرکت مکرر مصرف سوخت کمتری دارد، اما در سرعت‌های بالا و رانندگی اسپرت، DCT با کاهش اتلافات مکانیکی و زمان تعویض سریع‌تر، عملکرد بهتری ارائه می‌دهد. همچنین، پیچیدگی ساختاری DCT به‌ویژه در نوع دوکلاچ مرطوب، نیازمند سیستم‌های پیشرفته هیدرولیکی و الکترونیکی است که هزینه‌های نگهداری و تعمیرات را افزایش می‌دهد. در نهایت، انتخاب بین این دو گیربکس باید بر اساس معیارهایی مانند گشتاور موتور، نوع کاربرد خودرو، انتظارات رانندگی، و هزینه‌های نگهداری انجام شود. برای مثال، در خودروهای شهری کم‌مصرف با موتورهای ۴ سیلندر و کمتر، CVT گزینه ایده‌آلی است، در حالی که برای خودروهای اسپرت با موتورهای توربوشارژ و قدرت بالای ۲۰۰ اسب بخار، DCT بهترین انتخاب است. البته دقت داشته باشید اینجا منظورمان دوکلاچه های سطح یک دنیا هستند و نه DCT هایی که در هر خودروی چینی می بینیم. در مورد موارد چینی می توان گفت که عملکرد همیشه راضی کننده نیست و می تواند استهلاک هم بالاتر باشد اما به هر حال لذت رانندگی با یک DCT بالاتر از سی وی تی ارزیابی می شود.
CVT یعنی نرمی بی‌وقفه، مصرف سوخت پایین و رانندگی بی‌دردسر برای مسیرهای شهری؛ DCT یعنی تعویض دنده صاعقه‌وار، انتقال قدرت بی‌درنگ و لذت رانندگی خالص برای عاشقان شتاب و هیجان. یکی با آرامش می‌برد، یکی با قدرت می‌تازد. انتخاب بین این دو، مرز بین تکنولوژی برای راحتی و تکنولوژی برای عملکرد است.
۵۸۳۲۲