گیربکس CVT چه ویژگی‌هایی دارد؟

به گزارش مجله ماشین، در خودروهای هیبریدی از جعبه دنده‌ای به نام “e-CVT” برای ترکیب انتقال نیرو استفاده می شود. بنابراین چه بخواهیم چه نخواهیم، ​​CVT به جایی نمی رسد.

برای درک نفرتی که CVT به دست آورده است، ابتدا باید نحوه عملکرد آن را درک کنیم. در یک گیربکس استاندارد، از فشار هیدرولیک برای تعویض دنده استفاده می شود، اما در CVT چیزی به نام دنده وجود ندارد.

اساساً CVT شامل دو قرقره است که توسط یک تسمه به یکدیگر متصل می شوند. برای قابل فهم بودند، یکی را ورودی و دیگری را خروجی را می‌نامیم. قرقره ورودی به میل لنگ موتور متصل است و هنگام چرخش، قرقره خروجی را از طریق تسمه می چرخاند. چرخش قرقره خروجی مستقیماً چرخ ها را می چرخاند. بنابراین نیروی تولید شده در موتور به چرخ ها منتقل می شود.

وقتی به ساختار غلتک ها در تصویر بالا نگاه می کنیم، می بینیم که هر دو از جفت مخروط های رو به داخل تشکیل شده اند. این مخروط ها می توانند با نزدیک شدن و دور شدن از یکدیگر با فشار هیدرولیک نسبت توان انتقالی را تغییر دهند (وقتی قرقره ورودی نزدیکتر می شود، قرقره خروجی با همان سرعت دور می شود).

در سرعت‌های پایین، مخروط‌های روی قرقره ورودی از یکدیگر دور می شوند و قطر چرخش قرقره خروجی را افزایش می دهند، به این معنی که قرقره خروجی کندتر می چرخد. بدین ترتیب گشتاور منتقل شده به چرخ ها به حداکثر سطح خود می رسد. ما می توانیم این موقعیت را به عنوان دنده ۱ در گیربکس های استاندارد در نظر بگیریم.

هنگامی که خودرو شتاب می گیرد، مخروط‌های روی قرقره ورودی به یکدیگر نزدیک می شوند و قطر چرخش را افزایش می دهند و به قرقره خروجی اجازه می دهند سریعتر بچرخد. بنابراین، گشتاور منتقل شده کاهش می یابد، اما چرخ ها سریعتر می چرخند.

این مفهوم ممکن است ساده به نظر برسد، اما اینطور است. همچنین CVT سیستمی است که از ابتدای تاریخ خودرو وجود داشته است. بنز پتنت موتورواگن دارای تسمه و قرقره اولیه CVT بود. با این حال، اولین وسیله نقلیه با CVT به لطف سیستم بریتانیایی به نام Clyno (که از کلمه “incline” که به معنای شیب است، به ساختار شیب دار مخروط ها اشاره دارد، وارد جاده ها شد.

اولین CVT ها می توانستند سطوح قدرت پایین ۲ تا ۵ اسب بخار را تحمل کنند. به همین دلیل برای اولین بار در موتورسیکلت ها استفاده شد و به دلیل ورشکستگی کلینو در دوران رکود بزرگ، فرصت استفاده در خودروها را نداشت.

اولین CVT موفق در سال ۱۹۵۸ توسط DAF مورد استفاده قرار گرفت، که امروزه ما آن را با مدل های کامیون آن می شناسیم، تقریباً ۳۵ سال بعد. خودرویی که او آن را ۶۰۰ نامید، دارای جعبه دنده CVT به نام «واریوماتیک» بود.

Variomatic از غلتک های بزرگ و یک تسمه لاستیکی یکپارچه در محور عقب تشکیل شده بود. ۶۰۰ به لطف مصرف سوخت عالی و ابعاد جمع و جور خود به موفقیت های بزرگی در اروپا دست یافته است. این مدل که حتی در دهه ۶۰ در آمریکا برای فروش عرضه می شد، به دلیل نداشتن دنده پارک خطرناک در نظر گرفته شد و در آمریکا ممنوع شد.

برخلاف گیربکس های استاندارد، CVT دنده عقب ندارد. چرخ دنده های متصل به قرقره ورودی، قرقره را قادر می سازد تا با کمک کلاچ به صورت معکوس بچرخد، بنابراین به چرخ ها اجازه می دهد در جهت مخالف بچرخند. به همین دلیل می توان به سرعت ۱۲۰ کیلومتر در ساعت در جهت معکوس رسید که در آن تمام نیروی تولید شده توسط موتور بدون در نظر گرفتن جهت جلو یا عقب به چرخ ها منتقل می شود.

رابطه خودروسازان با CVT این است که قطعات متحرک کمتری را حمل می کنند و در مقایسه با گیربکس های اتوماتیک استاندارد هزینه تولید کمتری دارند. ارائه ضریب دنده بی نهایت نیز به مصرف سوخت کمک می کند.

اگر قبلاً وسیله نقلیه ای با گیربکس CVT رانندگی کرده اید، ممکن است متوجه شده باشید که تقریباً در هر سرعتی در محدوده ایده آل قرار می گیرید. وقتی پدال گاز را فشار می دهید، سرعت موتور در مقایسه با گیربکس های استاندارد سریعتر افزایش می یابد و حداکثر گشتاور به چرخ ها منتقل می شود. در گیربکس های استاندارد، وقتی به خط قرمز نزدیک می شوید، تا زمانی که سرعت را کاهش ندهید، نمی توانید سرعت خود را با افزایش دنده افزایش دهید، اما در CVT تا زمانی که پای شما روی پدال گاز باشد، سرعت ثابت می ماند و سرعت شما همچنان افزایش می یابد. وقتی با سرعت ثابت حرکت می کنید، سرعت بدون احساس تغییر کاهش می یابد و به شما این امکان را می دهد که با کمترین میزان سوخت، طولانی ترین مسافت را طی کنید.

ویدیوی بالا نمونه خوبی از ناخوشایندی است که علاقه مندان به خودرو با CVT دارند. CVT که به دلیل منطق عملکردی خود همیشه دور موتور را در حداکثر حد مجاز نگه می دارد، باعث می شود موتور دائماً جیغ بزند و باعث می شود که احساس سرعتی که با تعویض دنده ایجاد می شود را از دست بدهیم. به طور خلاصه، ملودی ایجاد شده در سیلندرها به صدای مکانیکی تبدیل می شود که شنیدن آن لذت بخش نیست.

برخی از تولیدکنندگان تعویض دنده مصنوعی را هم از طریق پدال دنده و هم از طریق مغز گیربکس ارائه می کنند تا این حس را شبیه سازی کنند (همانطور که در کلیپ دوم ویدیوی بالا مشاهده می شود). به این ترتیب وسایل نقلیه گیربکس کارآمد و ارزانی دارند و لذت رانندگی و انرژی زندگی ما را تخلیه نمی کنند.

وقتی صحبت از e-CVT ها می شود که قدرت الکتریکی و بنزینی را در مدل هایی مانند Lexus LC 500h ترکیب می کنند، موضوع کمی گیج کننده می شود. اگرچه نام آن CVT است، e-CVT مانند CVT سنتی از مخروط ها و تسمه ها تشکیل نمی شود. این شامل یک سیستم چرخ دنده سیاره ای است که قدرت موتور را با یک جفت ژنراتور الکتروموتور ترکیب می کند.

از آنجایی که توضیح این سیستم بسیار پیچیده به صورت مکتوب بسیار دشوار است، می توانید به ویدیوی ۴ دقیقه ای بالا نگاهی بیندازید. آنچه باید بدانیم این است که این سیستم به موتور اجازه می دهد تا توان خروجی بالایی داشته باشد و در سطح سرعت ایده آل برای شارژ باتری کار کند.

اگرچه یخ بین ما علاقه مندان به خودرو و CVT آب نخواهد شد، فناوری های در حال توسعه درها را به روی فرصت های جدید باز می کنند. برخی از خودروهای هیبریدی حتی به طور کامل بدون گیربکس کار کرده اند. سیستمی به نام Direct-Drive که کونیگزگ برای اولین بار در Regera از آن استفاده کرد، می تواند نیروی موتور را نه تنها به چرخ ها بلکه برای شارژ باتری نیز منتقل کند.

در خودروهای تمام الکتریکی، از آنجایی که خروجی گشتاور توسط الکتروموتور قابل کنترل است، از دنده های تک نسبت استفاده می شود (مدل های با عملکرد بالا مانند پورشه تایکان برای رسیدن به سرعت های بالا دارای گیربکس دو نسبت هستند)، به این معنی که نیازی به یک انتقال با توسعه گیربکس های چند سرعته در آینده نزدیک، به نظر می رسد CVT به قفسه های غبار آلود تاریخ تنزل پیدا کند.