این روزها گیربکس CVT پای ثابت اکثر خودروهای موجود در بازار ایران است. در این مقاله شما را کمی بیشتر با این نوع از جعبه دنده‌ها و نحوه عملکرد آن آشنا می‌کنیم.
به گزارش خودروم، عده‌ای معتقد هستند که آموزش و بکارگیری تکنولوژی‌های جدید مبتنی بر ابزارهای قدیمی امکان پذیر نیست. ولی گیربکس متغییر پیوسته یا CVT به عنوان جایگزینی برای گیربکس‌های اتوماتیک عمل می‌کند و با این کار خلاف عقیده مزبور را به اثبات می‌رساند. زیرا حدود ۵۰۰ سال پیش لئوناردو داوینچی مفهومی از گیربکس CVT را طراحی نمود که حالا شاهد بهبود عملکرد آن هستیم.
فهرست متن
در واقع از زمان ثبت اختراع نخستین نوع گیربکس سی وی تی در سال ۱۸۸۶ میلادی این فناوری در حال اصلاح و بهبود مداوم است. به گونه‌ای که اکنون چندین خودروساز مطرح جهان از جمله جنرال‌موتورز، آئودی، هوندا و نیسان پیشرانه‌های خود را بر اساس جعبه دنده CVT طراحی می‌کنند. در این مقاله نحوه عملکرد گیربکس CVT را در یک خودرو بررسی می‌کنیم.
مبانی گیربکس
یک مطالعه ساده در رابطه با عملکرد گیربکس‌های اتوماتیک و نحوه عملکرد آنها به ما می‌گوید که وظیفه جعبه دنده تغییر نسبت سرعت ما بین موتور و چرخ‌های خودرو است. به بیانی دیگر بدون گیربکس خودروها تنها یک دنده دارند. دنه‌ای که باعث حرکت خودرو با حداکثر سرعت مورد نظر می‌شود. حال تصور کنید که شما راننده خودرویی با یک دنده یا سه دنده هستید. نمونه یک دنده شتاب خوبی دارد و می‌تواند از تپه‌ای سیب دار بالا برود. اما حداکثر سرعت آن تنها چند کیلومتر در ساعت است. ولی خودروی سه دنده شاید شتاب کافی و یا قدرت عبور از تپه‌ای شیب‌دار را نداشته باشد؛ اما حداکثر سرعت آن بسیار بیشتر خواهد بود.
بنابراین باید گفت که گیربکس از دنده‌ها برای بهره‌برداری موثرتر از گشتاور موتور همراه با تغییر شرایط رانندگی استفاده می‌کند. امکان درگیر نمودن دنده‌ها به شکل دستی و خودکار وجود دارد. در یک گیربکس اتوماتیک، دنده‌ها به شکل چرخ دنده‌هایی دندانه‌دار هستند. ترکیب این چرخ‌ها و نسبت‌های مختلف آنها باعث تغییر سرعت خودروها بر اساس نوع رانندگی و… می‌شود. معمولاً گیربکس‌های اتوماتیک چهار دنده جلو و یک دنده عقب دارند. با هر بار تعویض دنده با توجه به شرایط خودرو می‌توان درگیر شدن دنده‌ها را هنگام رانندگی حس کرد.
مبانی گیربکس CVT یا متغییر پیوسته
برخلاف جعبه دنده‌های اتوماتیک، گیربکس متغییر پیوسته یا CVT تعداد دنده‌های معینی به شکل واقعی ندارد. یعنی خبری از چرخ دنده‌های موجود در گیربکس اتوماتیک نیست. متداول‌ترین نوع از انواع CVT مبتنی بر سیستم قرقره‌ای فعالیت می‌کند. این ویژگی امکان تغییر دنده به شکل مجازی را فراهم می‌کند. منظور از دنده در اینجا نسبت سرعت محور موتور به سرعت میل متحرک است. بنابراین با وجود تغییر این نسبت بدون چرخ دنده همچنان از واژه دنده به شکل قراردادی برای توصیف شرایط کم و زیاد بودن نسبت مزبور استفاده می‌کنند.
گیربکس CVT مبتنی بر قرقره
با نگاهی به گیربکس‌های اتوماتیک مجموعه‌ای پیچیده از دنده‌ها، کلاچ و… را خواهید دید. اما جعبه دنده CVTساختاری ساده دارد که متشکل از سه جزء شامل کمربندی فلزی یا لاستیکی مقاوم، قرقره ورودی و قرره خروجی است. همچنین در انواع جعبه دنده CVT از حسگرهای مختلفی استفاده می‌شود؛ اما اجزاء اصلی همان سه بخش کلیدی خواهند بود. قرقره‌ها با قطرهای متغییر خود قلب یک گیربکس CVT هستند. این قطعه از دو مخروط ۲۰ درجه‌ای روبروی هم ساخته می‌شود. یک کمربند در شیار بین دو مخطور سوار است. اگر تسمه لاستیکی باشد از نوع V تسمه استفاده می‌کنند. تسمه‌های V چسبندگی و اصطکاک بیشتری دارند.
هنگام دور بودن مخروط قرقره از هم، تسمه در شیار به سمت پایین حرکت می‌کند و شعاع حلقه تسمه به دور قرقره کوچک‌تر می‌شود. وقتی مخروط‌ها به یکدیگر نزدیک باشند؛ تسمه در شیار بالا رفته و شعاع حلقه تسمه به دور قرقره بیشتر خواهد بود. در جعبه دنده CVT شاید از فشار هیدرولیک، نیروی گریز از مرکز یا کشش فنری برای ایجاد نیروی لازم جهت تنظیم حالت قرقره استفاده شود. قرقره‌های با قطر متغییر همیشه باید جفت یکدیگر باشند. یکی از آنها با نام قرقره محرک شناخته می‌شود و به میل لنگ موتور متصل است. این قطعه را قرقره ورودی هم می‌نامند. چون انرژی موتور را وارد گیربکس می‌کند. قرقره دوم بواسطه تحرک قرقره اول شروع به چرخش می‌کند و انرژی را به میل محرک انتقال خواهد داد.
تسمه فلزی
با افزایش شعاع یکی از قرقره‌ها دیگر همزاد آن شعاع خود را کاهش می‌دهد تا تسمه را به بهترین شکل نگاه دارد. با تغییر شعاع دو قرقره نسبت به یکدیگر، تعدادی نسبت دنده ایجاد می‌شود. ضمن اینکه در تئوری یک جعبه دنده CVT دارای تعداد بی نهایت نسبت دنده بوده و در هر زمان با هر سرعت موتور یا وسیله نقلیه هماهنگ می‌شود. به خاطر همین سادگی این نوع از گیربکس‌ها به جعبه‌دنده‌ای ایده‌آل برای انواع وسایل نقلیه تبدیل می‌شوند. البته تسمه‌های لاستیکی به مرور زمان چگالی بالای خود را از دست می‌دهند. اما اکنون از تسمه فلزی در اکثر گیربکس‌های CVT استفاده می‌شود. فولادی نازک و با استحکام بالا که بسیار با دوام بوده و قادر به اعمال کنترل بیشتری بر روی گشتاور موتور است. علاوه بر این CVT تسمه فلزی کم صداتر از نوع لاستیکی است.
انواع دیگر گیربکس CVT
نوع دیگر گیربکس CVT با نام حلقوی شناخته می‌شود. اجزاء آن شامل یک دیسک متصل به موتور معادل قرقره محرک، دیسگی مبتنی بر محور محرک معادل قرقره خروحی و غلتک‌هایی بین دیسک در نقش تسمه می‌شوند. گیربکس CVT هیدرواستاتیک یکی دیگر از انواع جعبه دنده‌های متغییر پیوسته است. در این نمونه از پمپ برای جابجایی متغیرها به منظور تغییر جریان سیال در موتورهای هیدرواستاتیک استفاده می‌شود. در واقع پمپ حرکت چرخشی را به جریان سیال تبدیل می‌کند. پمپ دیگری نیز جریان سیال را به حرکت چرخشی تبدیل خواهد کرد. از گیربکس‌های هیدرواستاتیک یا مکانیکی بیشتر در وسایل نقلیه‌ای مانند تراکتور و انواع مشابه آن استفاده می‌شود.
مزایای گیربکس متغییر پیوسته
گیربکس متغییر پیوسته یا CVT مزیت فراوانی برای رانندگان و دوستداران محیط زیست دارد. شتاب ثابت از جمله ویژگی‌های این گیربکس‌ها است. واکنش بهتر به پدال گاز، عدم اتلاف نیروی موتور نسبت به نوع اتوماتیک معمولی، مصرف سوخت کمتر، نبودن شوک حاصل از تعویض دنده و… از جمله مزایای این نوع از گیربکس‌ها است.
