گیربکس دوکلاچه چیست و چگونه عمل می کند؟
گیربکس دوکلاچه یکی از متداول ترین انواع جعبه دنده در خودروهای امروزی است. اما این سیستم انتقال قدرت چگونه عمل می کند؟
تاریخچه پیدایش گیربکس
یکی از مولفه های اساسی در بحث عملکرد فنی خودرو سیستم انتقال قدرت است که نیروی تولیدی پیشرانه را به دیفرانسیل و چرخ ها منتقل می کند و با تنظیم میزان گشتاور ورودی به چرخ ها امکان رانندگی متناسب با شرایط مختلف را برای راننده فراهم می سازد. سیستم انتقال قدرت برای اولین بار توسط مخترعین فرانسوی در سال ۱۸۹۴ اختراع شد که شامل یک گیربکس یک سرعته بود که نیرو را توسط تسمه ای به اکسل منتقل می کرد. با رشد تولید خودرو در جهان در ابتدای قرن بیستم کلاچ به سیستم انتقال قدرت اضافه شد و گیربکس های دستی سه سرعته جایگزین نمونه اولیه شدند.
رفته رفته با پیشرفت تکنولوژی و افزایش جمعیت شهری اولین نمونه های گیربکس اتوماتیک توسط شرکت جنرال موتورز در سال ۱۹۲۴ معرفی شد که دیگر برای تعویض دنده ها نیازی به دخالت راننده نداشت. رفته رفته با گذشت زمان و استقبال مشتریان و خودروسازان انواع مختلفی از گیربکس های اتوماتیک با عناوین مختلف توسط شرکت های بزرگ خودروسازی معرفی شدند.گیربکس های تیپ ترونیک، استپ ترونیک، CVT و دوکلاچه از این دست گیربکس ها هستند که در ادامه به بررسی یکی از مدرن ترین سیستم های انتقال قدرت ها یعنی گیربکس دوکلاچه می پردازیم.
حتما بخوانید : پلتفرم خودرو چیست؟
پیدایش گیربکس دوکلاچه
اگر از رانندگان درباره انواع گیربکس سوال شود احتمالا اکثریت آنها به دو نوع دستی و اتوماتیک اشاره خواهند کرد و کمتر کسی از نحوه عملکرد گیربکس های نیمه اتوماتیک اطلاع دارد. گیربکس های نیمه اتوماتیک همان سیستم دوکلاچه مورد بحث در این مطلب است. گیربکس دوکلاچه ترکیبی از گیربکس دستی و اتوماتیک است که اولین بار توسط مهندس نظامی فرانسوی آدولف کگرس قبل از جنگ جهانی دوم اختراع شد اما به دلیل مشکلات مالی و آغاز جنگ جهانی موفق به تکمیل پروژه خود نشد. البته یک نمونه اولیه جعبه دنده در سال ۱۹۳۹ بر روی سیتروئن اوانت نصب شد اما به تولید انبوه نرسید.
نهایتا پس از چند دهه و در سال ۱۹۸۰ در دنیای اتومبیل های مسابقه ای که مسئله زمان بندی یک رکن حیاتی در مسابقات بود مدلی جدید از این گیربکس توسط شرکت پورشه بر روی دو مدل مسابقه ای خود یعنی ۹۵۶ و ۹۶۲ معرفی شد. این گیربکس دوکلاچه اختصاصی پورشه که با نام Porsche Doppel Kupplung معرفی شد که به اختصار به گیربکس PDK نام گرفت و تاکنون هم بطور گسترده در محصولات این خودروساز به کار می رود. پس از آن آئودی کواترو در مسابقات رالی اتریش در سال ۱۹۸۵ از گیربکس دوکلاچه ساخت پورشه بهره برد و توانست چندین دقیقه زودتر از رقبا به خط پایان برسد که اهمیت گیربکس های دوکلاچه در تعویض دنده های سریع را به خوبی نشان می داد.
حتما بخوانید : سیستم تعلیق مک فرسون چگونه عمل می کند؟
آئودی در سال ۲۰۰۸ گیربکس هفت سرعته دوکلاچه خود به نام S Tronic را معرفی کرد. امروزه اکثر خودروسازان از رنو و فورد گرفته تا هیوندای هرکدام یک گیربکس دوکلاچه مختص خود را دارند. فولکس واگن را می توان یکی از خودروسازان پیشرو در این صنعت دانست که بسیاری از محصولات این خودروساز به این سیستم مجهز هستند.همانطور که محصولات این برند معتبر در داخل کشورمان مانند تیگوان،پاسات و گلف نیز از این سیستم بهره می برند.
حتما بخوانید : فرمان برقی چیست و چگونه عمل می کند؟
عملکرد گیربکس دوکلاچه
نحوه ساز و کار در سیستم انتقال قدرت یکی از پیچیده ترین مباحث فنی خودرو است که ریزه کاری ها و قطعات ریز و درشت زیادی را شامل می شود در این مقاله سعی بر آن داریم تا یا نگاهی ساده تر به تشریح نحوه عملکرد آن بیندازیم. برای اینکه با نحوه عملکرد سیستم دوکلاچه بیشتر آشنا شویم بهتر است پیش از آن عملکرد گیربکس های دستی را مورد بررسی قرار دهیم. همانطور که گفتیم سیستم انتقال قدرت به همراهی کلاچ وظیفه انتقال نیروی تولیدی موتور به چرخ ها رو به عهده دارد و در نهایت با تغییر گشتاور تولیدی موتور تنظیم سرعت دورانی چرخ ها را برعهده دارد. مجموعه گیربکس از تعدادی محور به نام شفت و چندین چرخ دنده در اندازه و قطرهای مختلف تشکیل شده است. تفاوت در قطر و اندازه این چرخ دنده ها همان دنده سبک و سنگین در معنای عامیانه است. دنده های سنگین قطر بیشتری دارند و گشتاور بیشتر و سرعت کمتری را در اختیار راننده قرار می دهند مانند دنده یک که هنگام شروع حرکت و بالا رفتن از یک تپه از آن استفاده می شود و گشتاور بالایی تولید می کند و در نقطه مقابل دنده سبک قطر کمتری دارد و سرعت بیشتر و گشتاور کمتری را تولید می کند مانند دنده ۵.
همچنین هنگامی که خودرو درجا کار می کند گیربکس از انتقال نیرو به چرخ ها جلوگیری می کند. همگی این چرخ دنده ها روی محورهایی به نام شفت قرار گرفته اند. شفت ها شامل سه نوع شفت ورودی ،شفت خروجی و ثابت می باشند که درمجموع به کمک چرخ دنده ها وظیفه تغییر و تنظیم گشتاور و قدرت را به عهده دارند. نیرو پس از انتقال آن توسط فلایویل ( که به انتهای میل لنگ متصل است) به مجموعه کلاچ متصل است و سپس توسط شفت ورودی وارد گیربکس شده و نهایتا با درگیر شدن هر چرخ دنده بنا به موقعیت و نیاز راننده نیرو و گشتاور خروجی توسط شفت خروجی به سمت چرخ ها منتقل می شود. در سیستم های اتوماتیک اما کلاچ به طور فیزیکی حذف شده و چرخ دنده ها تحت عنوان مجموعه چرخ دنده های سیاره ای بر روی شفت هایی که به طور موازی در امتداد هم قرار دارند یکی پس از دیگری بدون دخالت راننده درگیر می شوند.
گیربکس دوکلاچه به نوعی ترکیبی از این دو گیربکس است .در این مکانیزم همانطور که از اسمش مشخص است از دو کلاچ برای انتقال نیرو بین موتور و گیربکس استفاده می شود اما نه اینکه تصور کنید دو پدال کلاچ فیزیکی زیر پای راننده وجود داشته باشد. بلکه منظور از دوکلاچه این است که به جای یک کلاچ دو مجموعه کلاچ داخل گیربکس تعویض دنده ها را به عهده دارند و دنده های زوج و فرد بطور جداگانه روی شفت های مجزا داخل پوسته گیربکس سوار هستند .به نوعی می توان گفت گیربکس دوکلاچه ترکیبی از دو گیربکس دستی با یکدیگر است با امکان تعویض دنده ها بطور خودکار و هر کلاچ بطور جداگانه تعویض دنده های یک شفت را انجام می دهد به همین خاطر سرعت عمل در این گیربکس به علت ارتباط پیوسته گیربکس و موتور توسط دوکلاچ به مراتب بالا تر از نمونه های دستی و اتوماتیک معمولی است و به همین خاطر انتقال جریان نیرو و گشتاور به چرخ ها بدون وقفه صورت می گیرد و دور موتور کاهش نمی یابد.
حتما بخوانید : سیستم کنترل پایداری خودرو ESP چیست؟
انواع گیربکس دوکلاچه
گیربکس های دوکلاچه بطور کلی به دو دسته خشک و تر تقسیم می شوند. علت این نامگذاری هم به سیستم روانکاری چرخ دنده ها بر می گردد.
گیربکس دوکلاچه خشک (Dry dual clutch)
این نوع از گیربکس برای انجام فعالیت خود به روغن نیاز ندارد و با استفاده از ایجاد اصطکاک بین دو سطح فرایند تعویض چرخ دنده ها صورت می گیرد.در داخل کشور خودروی فولکس واگن پاسات از این گیربکس بهره می برد.این نسخه در مقایسه با نمونه های دوکلاچه تر مصرف سوخت کمتری در سرعت های پایین دارد. این را در نظر داشته باشید که در این نوع گیربکس اگر مهندسی دقیق صورت نگیرد قطعا عملکرد خوبی نخواهیم داشت. به همین دلیل گیربکس های دوکلاچه خشک چینی معمولا عملکرد قابل قبولی ارائه نمی دهند.
گیربکس دوکلاچه تر(wet dual clutch)
در این سیستم از روغن به عنوان روانکار بین چرخ دنده ها استفاده میشود در نتیجه اصطکاک بین قطعات کمتر شده و عمر آنها افزایش می یابد.در داخل کشور خودروهایی مانند فولکس تیگوان، تیگو۸ پرومکس از این گیربکس بهره می برند.این مدل گیربکس ها در مقایسه با نمونه های خشک برچسب قیمت بالاتری دارند.
مزایا
۱_کاهش مصرف سوخت : از آنجا که ارتباط بین موتور و گیربکس قطع نمی شود بهره وری مصرف سوخت افزایش می یابد.
۲_افزایش قدرت و شتاب بیشتر : این نوع گیربکس ها به دلیل وجود دو کلاچ و تعویض سریعتر دنده ها بدون اتلاف وقت شتاب گیری بیشتری نسبت به سایر مدل ها دارند.
۳-تعویض نرم تر دنده ها : به دلیل وجود دو مجموعه مجزا چرخ دنده و کلاچ و سرعت عمل بالای کامپیوتر در تعویض دنده ها، این کار بسیار نرم تر از سایر گیربکس ها صورت می پذیرد.
معایب
۱-هزینه بالای تولید : به علت پیچیدگی و به کار رفتن قطعات بیشتر در این نوع گیربکس هزینه تولید آن و به تبع آن قیمت تمام شده خودروهای مجهز به این سیستم بالا خواهد رفت.
۲_داغ کردن گیربکس در نمونه های خشک : به دلیل اینکه در این نوع از دوکلاچه ها از روغن واسکازین استفاده نمی شود در ترافیک های طولانی مدت و همچنین سرعت های بالا اصطکاک بین صفحات بالا رفته و همین امر باعث بالا رفتن دمای گیربکس و کاهش عملکرد گیربکس خواهد شد.همچنین احتمال خوردگی قطعات در این نمونه گیربکس بیشتر است که این مشکل در گیربکس های دوکلاچه تر برطرف شده است.
۳_هزینه بالای نگه داری : به علت پیچیدگی خاص این نوع گیربکس ها و همچنین استفاده نکردن از روغن در نمونه های خشک نگه داری از این گیربکس ها نیاز به مراقبت های بیشتری دارد که درصورت عدم رعایت هزینه تعمیر و نگه داری بالاتری در مقایسه با انواع دیگر گیربکس ها خواهد داشت.
درود.علت جدایی حسین دلاور از محمد مهدی تفضلی چی بود؟؟؟اسب بخار بشدت کم کیفیت شده!!!خواهشاً حیفه.شما هم که تولید مستند مثل اسب بخار ندارین!من بیننده چرا به عشق ۹ فصل پخش آرزو به دل شدم….چرا…این رو به حسین دلاور برسونین خواهشاً😭
سلام وقت بخیر ما هم تولید وییدیو تست و بررسی داریم که می تونید توی سایت ببینید
سلام
بسیار ارزنده وقابل مطالعه بود .
در صورت امکان در رابطه با گیربکس هایCVT
با جزئیات بیشتر نیز اطلاعاتی ارائه فرمائید.
باسپاس فراوان خسرو پناهی🙏🙏