مجله تخصصی خودرو اخبار خودرو , قیمت خودرو , خرید و فروش خودرو , قیمت ماشین , قیمت اتومبیل
نقاط قوت و ضعف گیربکس های ضریب متغیر CVT
گیربکس ضریب متغیر با به اختصار CVT . این سه واژه بی وقفه در ذهن هر دوستدار خودرویی در حال گردش بوده و البته اکثر ماشین بازها روی خوشی به این نوع گیربکس نشان نداده و به دنبال نمونه های دستی یا دوکلاچه اتوماتیک هستند . CVT ها فاقد دنده های مرسوم بوده و بجای آن از پولی هایی استفاده می کنند که توسط تسمه‌های آهنی قوی به یکدیگر متصل شده اند .
بجای استفاده از چرخ دنده های سنتی در گیربکس که می توانند نسبت های دنده معینی را ایجاد کنند ، گیربکس CVT بدون هیچ گونه دنده ی فیزیکی کار می کند . این نوع گیربکس بجای چرخ دنده از سیستم تسمه و پولی که شکل آن بسته به قدرت متغیر است سود می برد . از نظر فنی تعداد نسبت های دنده ی گیربکس CVT بی نهایت است .
تلاش های اولیه برای محبوبیت CVT ها با گله ی مشتریان در زمینه احساس لغزش و فریاد پیشرانه به درب بسته خورد زیرا این گیربکس برای نگه داشتن بالا ترین دور و باقی ماندن در آن محدوده در زمان های شتاب گیری سنگین برنامه ریزی شده است . اخیراً گیربکس های CVT دارای احساس تعویض دنده گیربکس های سنتی هستند تا مشتریان احساس بهتری در این باره داشته باشند .CVT ها بسیار بهتر از آن چیزی هستند که شما فکر می کنید اما هنوز هم بهترین و عالی ترین گزینه نمی باشند .
گیربکس CVT چیست ؟
برای اطلاع از گیربکس های CVT و نحوه عملکرد شان بهتر است در ابتدا با مفهوم گیربکس و نقش آن در سیستم انتقال قدرت آشنا شوید . هر خودرو برای ارسال قدرت موتور به چرخ ها از یک مکانیسم متشکل از چندین بخش متفاوت تشکیل شده است که به طور کلی به آن سیستم انتقال قدرت می گویند . اما مهم ترین بخش این سیستم ، گیربکس ها یا همان جعبه دنده است .
وظیفه جعبه دنده تبدیل قدرت خروجی موتور به قدرت مورد نیاز خودرو برای حرکت در سطوح و سرعت های متفاوت توسط ضریب دنده های مختلف است. به عبارتی خودرو برای حرکت در یک سطح افقی با سرعت مثلا 50 کیلومتر نیازی به قدرت کمتری دارد از همین رو توسط جعبه دنده در دور پایین ترین این قدرت به چرخ ها ارسال می گردد اما وقتی خودرو در سربالایی بخواهد با سرعت 50 کیلو متر در ساعت در حرکت باشد برا غلبه بر نیروی وزن خود و همچنین نیروی جاذبه زمین به قدرت بیشتری نیاز دارد از همین سعی می گردد با همان دور قبلی میزان نیروی بیشتری به چرخ ها ارسال گردد .
در حقیقت زمانی که قدرت در یک دور موتور مشخص ثابت است می توان از جبعه دنده قدرت های متفاوتی را به چرخها ارسال نمود . این کار با توجه به قطر چرخ دندهای تعبیه شده در گیربکس امکان پذیر است به این ترتیب که در یک دور موتور مشخص وقتی قطر چرخ دنده متصل به محور خروجی کوچک تر باشد قدرت کمترین تغییر را می کند وسرعت افزایش خواهد یافت . به این چرخ دنده های کوچک ، دنده سبک گفته می شود اما هر چقدر چرخ دنده متصل به محور خروجی بزرگ تر باشد قدرت خروجی بیشتر شده اما سرعت کاهش خواهد یافت . این وضعیت را دنده سنگین می گویند .
بدین تریب فهمیدیم که میزان قطر چرخ دنده محور ورودی و خروجی می تواند بر میزان قدرت و سرعت خودرو تاثیر به سزایی دارد اما جعبه دنده های سنتی دستی و اتوماتیک بدلیل محدودیت فضا نهایتا از تعداد محدودی ضریب دنده برخوردار هستند که همین باعث راندمان پایین و مصرف سوخت بیشتر خواهد گردید چرا که هر چقدر هم که راننده یا سیستم تعویض دنده اتوماتیک هوشمند باشد باز هم بدلیل محدودیت ضریب دنده ها حرکت خودرو در دور موتور متناسب با سرعت و قدرت مورد نیاز امکان پذیر نمی باشد . همین امر موجب گردید که جعبه دنده CVT ظهور کنند .
این جعبه دنده که نام خود را از مخفف Continuously Variable Transmission گرفته است به معنای سیستم انتقال قدرت متغییر می باشد. در حقیقت در گیربکس های CVT دیگر خبری از چرخ دنده نیست و همه چیز بر عهده دو پولی و یک تسمه فولادی یا لاستیکی سپرده شده است لذا با این ترکیب ضریب دنده های بی نهایت بوجود آمده است که به شدت روی میزان مصرف سوخت و راندمان خودرو تاثیر مثبتی دارد . به عبارتی بجای استفاده از چرخ دنده های سنتی در گیربکس که می توانند نسبت های دنده معینی را ایجاد کنند ، گیربکس CVT بدون هیچ گونه دنده ی فیزیکی کار می کند .
نقاط قوت
1- تحویل قدرت بهینه : خودروی شما با استفاده از این نوع گیربکس همیشه در ضریب صحیح خواهد بود . برخلاف گیربکس اتوماتیک یا حتی دستی ، CVT برای نگه داشتن سرعت پیشرانه در بهینه ترین حالت برنامه ریزی شده است . این موضوع بی شک پرفورمنس بهتری در برخی شرایط به ویژه در زمان سبقت گرفتن ایجاد می کند .
2- مزیت های اقتصادی : یک گیربکس CVT اغلب کم مصرف تر از نمونه های مرسوم بوده و حداقل از نظر مصرف سوخت این گونه است زیرا سرعت پیشرانه را همواره در بهترین مکان و زمان نگه می دارد . رانندگان خودروهای مجهز به این نوع گیربکس در زمان حرکت با سرعت یکنواخت در بزرگراه خواهند فهمید که عقربه دورسنج پیشرانه روی عدد بسیار پایینی قرار دارد که برای مصرف سوخت کم عالی می باشد .
3- ساختار ساده تر : قطعات این نوع گیربکس در مقایسه با گیربکس های مرسوم کمتر هستند . بجای چرخ دنده های زیاد ، در گیربکس CVT شاهد پولی هایی هستیم که توسط زنجیر یا تسمه فولادی به یکدیگر مرتبط شده اند . بسته به سرعت خودرو ، هر طرف پولی به جلو یا عقب حرکت می کند تا نسبت ایجاد شده تغییر یابد و این ساده بودن فنی به معنی قابلیت اطمینان بالاتر می باشد .
4- وزن کمتر : به لطف ساختار ساده تر ، گیربکس های CVT معمولاً سبک تر و جمع و جور تر از نمونه های سنتی هستند . کاهش وزن قوای محرکه چندین مزیت دارد که یکی از آن ها کاهش مصرف سوخت می باشد .
5- تعویض دنده نرم تر : هر فردی که پای چپ خود را روی پدال کلاچ گذاشته می داند تعویض دنده چگونه است . با تکان هایی که به خودرو وارد می کنید سرنشین جلو از شما می پرسد که آیا به تازگی گواهینامه گرفته اید ؟ گیربکس های CVT اصلاً دنده ای نداشته و از حالت درجا تا ردلاین به صورت یکنواخت حرکت می کنند .
نقاط ضعف
1- پیش فرض های مربوط به عدم اطمینان : گیربکس های CVT نیز طبیعتاً برخی نقص ها را دارند که برخی از آن ها به گونه ای برنامه ریزی شده اند که باعث می شوند مشتری فکر کند گیربکس به صورت صحیح کار نمی کند . نبود هرگونه دنده ی سنتی این احساس را در راننده ایجاد می کند که شاید عملکرد CVT ها درست نبوده و مالک خودرو این را نشانه ای از عدم اطمینان می داند .
2- عملکرد پر سر و صدا : بسیاری از رانندگان درباره ماندن دور پیشرانه در بالا ترین حد و به پا خاستن فریاد آن گلایه کرده اند . این موضوع در تمامی گیربکس های CVT حتی آن هایی که با دنده های سنتی شبیه سازی عرضه می شوند دیده می شود . صدای بیشتر معمولاً خوشایند خریداران نیست مگر تا زمانی که یک پیشرانه قدرتمند در بطن خودرو وجود داشته باشد .
3- نقطه مقابل اسپورت بودن : باید به این واقعیت اذعان کرد که گیربکس های CVT اصلاً هیجان انگیز نیستند . CVT ها قطعاً مفید و کم مصرف هستند اما همانند یک تستر در گوشه آشپزخانه می باشند که قطعاً هیچ احساسی را ایجاد نمی کند و تنها در زمان صرف صبحانه به درد می خورد . هیچ ماشین بازی از اسپورت بودن این نوع گیربکس ها سخن نخواهد گفت .
4- قابلیت اطمینان شک و شبهه دار : گیربکس های CVT اکثر در خودرو ها و کراس اوور هایی بکار می روند که بی حاشیه بودن و بجای تمرکز روی اسپورت بودن روی فضای داخلی و بار و همچنین خانواده ها تمرکز دارند . این موضوع اتفاقی نیست زیرا اکثر گیربکس های CVT هنوز قادر نیستند تا گشتاور زیادی را هندل کنند .
5- هزینه های نگهداری بالا : هزینه های نگهداری این نوع گیربکس ها در صورت استفاده صحیح پایین است اما زمانی که گیربکس CVT خراب شود هزینه های تعمیر بالایی خواهد داشت که آن هم به خاطر گران بودن قطعات می باشد . همچنین یافتن یک مکانیک خوب که به اندازه گیربکس های اتوماتیک سنتی یا نمونه های دستی از گیربکس های CVT نیز سر در بیاورد یک دردسر دیگر می باشد .
نحوه عملکرد جعبه دنده های CVT
همان طور که گفته شد در جعبه دنده های سنتی نسبت قطر چرخ دنده متصل به موتور خودرو به نسبت چرخ دنده متصل به محور چرخ ها ، تعیین کننده ضریب دنده و قدرت خروجی بود . حال در گیربکس های CVT کلیه چرخ دنده های حذف شده و بجای آنها یک پولی به محور محرک یا همان موتور و یک پولی به محور متحرک یا همان محور چرخ ها متصل شده و این دو پولی توسط یک تسمه به دیگر متصل هستند .
هر کدام از این پولی ها دارای دو مخروط هستند که با نزدیک و دور شدن به یکدیگر باعث افزایش و یا کاهش قطر پولی مورد نظر می شوند . برای فهم بیشتر باید گفت هر کدام از این پولی قابلیت این را دارند که قطرشان را بصورت لحظه افزایش و یا کاهش دهند . برای این منظور زمانی که قطر محور محرک کوچک می شود قطر محور متحرک بزرک می شود و بلعکس در چنین شرایطی متوجه خواهیم شد که با تغییر قطر دو پولی ، در هر لحظه ظریب دنده تغییر می کنند و از همین رو می توان از نظر فنی گفت که میزان ضریب دنده جعبه دنده های CVT بی نهایت است چرا که در هر لحظه برای ایجاد بهترین شرایط ، قطر این دو پولی در حال تغییر است و هزاران ضریب دنده مختلف ایجاد می شود .
نقش پولی ها در گیربکس CVT
هر پولی از دو مخروط با زاویه راس 20 درجه که رو در روی یکدیگر قرار دارند تشکیل شده است ، تسمه ای در شیار بین دو مخروط قرار دارد که وظیفه انتقال قدرت بین دو پولی بر اساس دنده مشخص شده را دارد .
در صورت استفاده از تسمه های لاستیکی ، از تسمه هایی با سطح مقطع V شکل استفاده می شود که افزایش اصطکاك بین پولی و تسمه را سبب خواهد شد . وقتی دو مخروط از هم فاصله بگیرند ، یعنی عرض پولی بیشتر شود ، تسمه در شکاف پا یینتر می رود و شعاع تسمه حلقه شده دور پولی نیز کاهش می یابد . اما وقتی دو مخروط به هم نزدیک می شوند ، یعنی عرض پولی کاهش یابد ، تسمه در شکاف بالاتر رفته و شعاع تسمه حلقه شده دور پولی ، افزایش می یابد .
گیربکس CVT می تواند از فشار هیدرولیکی یا نیروی گریز از مرکز و یا کشش فنر به منظور تولید نیروی موردنیاز برای تنظیم دو نیمه پولی بهره بگیرد .
زمانی که دو پولی عرض خود را نسبت به یکدیگر تغییرمی دهند ، بی نهایت نسبت دنده مختلف حاصل می شود ؛ از کم به زیاد و شامل همه نسبت های مابین ؛ برای مثال وقتی شعاع تسمه در پولی محرك کم و در پولی خروجی زیاد باشد ، سرعت دوران پولی خروجی کاهش می یابد که دنده پایین تری را ایجاد می کند و وقتی شعاع تسمه در پولی محرك زیاد و در پولی خروجی کم باشد ، سرعت دوران پولی خروجی افزایش می یابد و دنده بالاتری را ایجاد می کند . بنابراین در تئوری یک CVT بی نهایت دنده را شامل می شود و می تواند در هر زمانی و با هر دور موتوری کار کند .
طبیعت ساده و بدون گسستگی CVT ها آنها را به یک سیستم انتقال قدرت ایده آل برای تمام ماشین ها و وسایل ، نه فقـط خـودرو ها ، تبدیل کرده است ،CVT ها سال های زیادی در ابزار های قدرتی و مته ها بکار می رفتند ، همچنین از آنها در وسایل نقلیـه مختلفـی اعم از تراکتور ها و ماشین های برف رو و اسکوتر های موتوری استفاده می شود ، در تمام این سیسـتم های انتقـال قدرت از تسمه هایی با لاستیک فشرده استفاده می شود که می تواند کشیده شده یا سر بخورد و در نتیجه باعث هدر رفـتن انـرژی و کاهش کارایی شود .
بیشتر بخوانید:
