جعبه دنده دو کلاچه DCT

جعبه دنده دو کلاچه DCT

امروزه اگر از هر شخصی در رابطه با انواع جعبه دنده ها سوال کنید به سرعت دو نوع را نام می برد: نوع اول دستی که نیاز به تغییر دنده ها با فشار دادن پدال کلاچ توسط راننده و همزمان تعویض دنده می باشد و نوع دوم، اتوماتیک، که تعویض دنده ها به کمک مجموعه ای از کلاچ ها، یک مبدل گشتاور و دنده های سیاره های و خورشیدی انجام می شود.

در این مقاله شکل دیگری از جعبه دنده که عملکردی مابین این دو نوع و شامل تمامی مزیت های هر دو سری می باشد را بررسی می کنیم. این جعبه دنده، دو کلاچه یا شبه اتوماتیک(DCT = Dual Clutch Transmission) نامیده می شود. یک جعبه دنده هم از نوع دستی منتها بدون کلاچ و هم از نوع اتوماتیک با قابلیت تعویض دستی..!!!!!

در دنیای خودروهای مسابقه ای، استفاده از جعبه دنده های شبه اتوماتیک مانند جعبه دنده دستی متوالی(sequential manual gearbox – SMG) برای سال ها متداول بوده است ولی در صنعت خودروهای شهری این سیستم یک تکنولوژی جدید به شمار می رود که برای آن یک طراحی خاص تعریف شده و با نام دو کلاچه یا شیفت مستقیم شناخته می شود.

جعبه دنده دو کلاچه DCT

مخترع گیربکس های دو کلاچه را می توان فردی نابغه در صنعت خودرو به حساب آورد. آدولف کیگرس (Adolphe Kegresse) شناخته شده ترین فرد در پیشرفت و ارتقا خودروهای نیمه آفرود یا به اصطلاح Half Track می باشد. خودروهایی که در قسمت جلو دارای چرخ بوده و در قسمت عقب از لاستیک های تسمه نقاله ای مانند تانک بهره می برند که امکان رانندگی در مسیرهای مختلف را برای آنها فراهم می کند. در سال ۱۹۳۹ کیگرس ایده ای در رابطه با جعبه دنده های دو کلاچه به ذهنش رسید که امیدوار بود بتواند ایده خود را بر روی کشنده های سیتروئن عملی کند. ولی شرایط کاری و تجاری نامساعد آن زمان از این ایده و پیشرفت جلوگیری کرد.

سال ها بعد هر دو شرکت خودروسازی پورش و آئودی از طرح سیستم دو کلاچه استقبال کردند اگرچه که این استفاده در ابتدا فقط به خودروهای مسابقه ای محدود شد. سری های ۹۵۶ و ۹۶۲C از سیستم دو کلاچه پورش یا به اصطلاح (PDK = Porsche Dual Klutch) بهره می برند. در سال ۱۹۸۶ پورش ۹۶۲ به عنوان اولین خودروی مجهز به جعبه دنده شبه اتوماتیک PDK به همراه شیفت های پدالی موفق به قهرمانی در مسابقات جهانی Monza 1000 Kilometer شد. در سال ۱۹۸۵ شرکت آئودی هم با قهرمانی در مسابقات Pikes Peak (مسابقه بالا رفتن از کوه و بلندی به مسافت ۴۳۰۰ متر) تاریخ ساز شد.

دومین شرکت استفاده کننده از سیستم دو کلاچه، شرکت فورد اروپا می باشد که با سرمایه گذاری مشترک با کارخانه گترگ فورد(Getrag Ford) به صورت ۵۰/۵۰ اقدام به تولید این جعبه دنده خواهد کرد. این شرکت از سیستم پاورشیفت خود،مجهز به یک جعبه دنده ۶ سرعته دو کلاچه، در نمایشگاه بین المللی فرانکفورت رونمایی کرد.

حال به توضیح قسمت های مختلف و نحوه کارکرد جعبه دنده دو کلاچه می پردازیم :

یک جعبه دنده دو کلاچه تابعی از دو نوع جعبه دنده می باشد. برای درک بهتر این موضوع آشنایی با طرز کارکرد جعبه دنده های دستی مرسوم مفید می باشد. زمانی که راننده قصد تعویض از یک دنده به دنده دیگری را دارد ابتدا باید پدال کلاچ را فشار دهد. این حرکت بواسطه یک کلاچ انجام می شود که با فشردن پدال کلاچ، رابطه جعبه دنده با پیشرانه و به دنبال آن انتقال جریان قدرت قطع می شود. سپس راننده به کمک دسته دنده، دنده مورد نظر خود را انتخاب می کند. پروسه ای که در طی آن یک چرخدنده کلار(collar – دارای رزوه داخلی) دندانه دار که بعنوان چرخ دنده سنکرونیزه یا همسان ساز شناخته می شود، از یک چرخ دنده به چرخ دنده دیگر با اندازه متفاوت حرکت می کند. وظیفه این چرخ دنده یکسان کردن سرعت چرخ دنده ها قبل از اتصال و جلوگیری از خورد شدن آنها می باشد. زمانی که چرخ دنده ها به هم متصل شدند راننده پا را از روی پدال کلاچ بر داشته و جعبه دنده به پیشرانه متصل شده و انتقال قدرت از سر گرفته می شود. بنابراین در جعبه دنده های دستی انتقال دائمی قدرت از پیشرانه به جعبه دنده وجود ندارد و بواسطه تعویض دنده ها انتقال قدرت مدام در حال قطع و وصل می باشد. اگر راننده کارآزموده نباشد با هر بار تعویض دنده مسافران به عقب و جلو پرتاب می شوند.

جعبه دنده دستی
جعبه دنده دستی
جعبه دنده اتومات
جعبه دنده اتومات

یک جعبه دنده دو کلاچه از دو صفحه کلاچ مخالف هم استفاده می کند با این تفاوت که پدال کلاچ ندارد. کنترلرهای الکترونیکی و هیدرولیکی پیشرفته ای، مانند آنچه که در جعبه دنده اتومات وجود دارد، کلاچ ها را کنترل می کنند. یک کلاچ وظیفه کنترل دنده های فرد (یک، سه، پنج وعقب) و دیگری کنترل دنده های زوج(دو، چهار و شش) را به عهده دارند. با این برنامه ریزی دنده ها بدون قطع جریان قدرت امکان تعویض دارند.

جعبه دنده دو کلاچه DCT

قلب سیستم دو کلاچه یک شفت انتقال قدرت دو تکه می باشد. برخلاف جعبه دنده های دستی مرسوم که تمامی چرخ دنده های آن بر روی یک شفت ورودی سوار می شوند در سیستم DCT دنده های زوج و فرد بر روی دو شفت ورودی تقسیم می شوند. حال این سوال پیش می آید که این امر چگونه امکان پذیر است؟
شفت خروجی در قسمت بیرونی و شفت ورودی درون آن قرار می گیرد. دنده های دو و چهار توسط شفت تو خالی خروجی و دنده های یک، سه و پنج توسط شفت داخلی تغذیه می شوند. باید دقت کرد که یک کلاچ هم دنده های دو و چهار و یک کلاچ مجزای دیگر هم دنده های یک، سه و پنج را کنترل می کند. این همان ابتکاری است که باعث انتقال قدرت پایدار و بی وقفه از پیشرانه به جعبه دنده و تعویض دنده های بی صدا می شود. جعبه دنده دستی این توانایی را ندارد چون تنها از یک کلاچ برای دنده های زوج و هم دنده های فرد استفاده می کند.

جعبه دنده دو کلاچه DCT

کلاچ های چند صفحه ای

به دلیل شباهت بسیار زیاد جعبه دنده های دو کلاچه به اتومات شاید به این فکر بیفتید که این مجموعه به مبدل گشتاور که وظیفه انتقال گشتاور از پیشرانه به جعبه دنده را دارد، باید نیاز داشته باشد. پاسخ منفی است. جعبه دنده های DCT به طور متداول از کلاچ های چند صفحه ای تَر استفاده می کنند.در یک مجموعه کلاچ تَر اجزای کلاچ در حمامی از سیال روان کننده جهت کاهش اصطکاک و پایین آوردن دمای تولیدی قرار دارند. بسیاری از شرکت های پیشرو در زمینه DCT بدنبال استفاده از کلاچ های خشک هستتند ولی تمامی خودروهای امروزی مجهز به مجموعه کلاچ تَر هستند. بسیاری از موتورسیکلت ها هم از یک کلاچ چند صفحه ای استفاده می کنند.

مانند مبدل های گشتاور، کلاچ های چند صفحه ای تَر از فشار هیدرولیکی برای به حرکت درآوردن چرخ دنده ها استفاده می کنند. سیال در داخل پیستون کلاچ کار خود را انجام می دهد. زمانی که کلاچ متصل شد فشار هیدرولیکی داخل پیستون به مجموعه ای از فنر مارپیچ نیرو وارد می کند و این مجموعه هم یک سری دیسک و صفحه کلاچ های انباشته شده را به سمت یک صفحه تحت فشار ثابت هُل می دهد. دیسک اصطکاکی دارای یک سری دندانه های خارجی با شکل و اندازه مورد نظر می باشد تا بتواند با زبانه و دندانه های داخلی کاسه کلاچ درگیر شود. به نوبه خود، کاسه کلاچ به مجموعه دنده ها متصل است که نیروی انتقال به آن وارد می شود. جعبه دنده دو کلاچه چند صفحه ای آئودی، هم دارای فنر مارپیچ کوچک وهم فنر میانی بزرگ یا به اصطلاح فنر دیافراگم می باشد.

برای رها سازی کلاچ فشار سیال داخل پیستون کاهش می یابد. این کار به فنر پیستون کمی استراحت می دهد و فشار روی مجموعه کلاچ و صفحه فشار را کم می کند.

جعبه دنده دو کلاچه DCT

مزایا و معایب کلاچ های چند صفحه ای

تا این قسمت تا حدودی با این واقعیت آشنا شدید که چرا جعبه دنده های DCT در کلاس شبه اتومات طبقه بندی می شوند. DCT عملکردی مشابه جعبه دنده های دستی متداول دارد، دارای شفت های ورودی و کمکی جهت قرار گرفتن چرخ دنده ها و سنکرونیزه ها و یک کلاچ می باشد ولی پدال کلاچ ندارد و به کمک کامپیوترها، سلونویید یا مارپیچ ها و ادوات هیدرولیکی تعویض ها را انجام می دهد. حتی بدون پدال کلاچ راننده این اختیار را دارد که بوسیله کامپیوترها عمل تعویض دنده را با شیفترها انجام دهد.

یکی از بزرگترین مزیت های DCT هنگام رانندگی مشخص می شود. با تعویض دنده های افزایشی که تنها ۸ میلی ثانیه زمان می برد خیلی ها بر این باورند که DCT پویاترین و پیوسته ترین شتاب گیری را در بین تمامی خودروها در اختیار قرار می دهد. با حذف شوک های تعویض دنده این سیستم شتاب گیری روانی را فراهم می کند که همزمان از جعبه دنده دستی و اتومات بهره می برد. بهتر از همه این است که تصمیم را به عهده راننده می گذارد که تعویض را خود انجام دهد و یا این عمل را به عهده کامپیوترها بگذارد.

شاید مهمترین مزیت جعبه دنده DCT در مبحث بهینه سازی مصرف سوخت باشد. چون انتقال جریان قدرت از پیشرانه به جعبه دنده قطع نمی شود راندمان مصرفی سوخت به طرز قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. یک سری از کارشناسان بر این باورند که DCT در مقایسه با جعبه دنده ۵ سرعته دستی مشابه، راندمان مصرفی سوخت را ۱۰ درصد افزایش می دهد.

خط تولید جعبه دنده DCT فورد
خط تولید جعبه دنده DCT فورد

متداول و تجاری کردن جعبه دنده های دو کلاچه تا چند وقت اخیر امکان پذیر نبود. شرکت فولکس واگن با تکنولوژی بورگ وارنر دوآل ترونیک (Borg Warner’s Dual Tronic) از پیشگامان این مهم به شمار می رود.بعضی خودروهای اروپایی مجهز به سیستم دو کلاچه یا DCT عبارتند از فولکس واگن بیتل، توران، جتا، آئودی تی تی و A3، اشکودا اکتاویا، سیت آلتیا، تولدو و لئون.

بسیاری از شرکت های خودروسازی تمایل زیادی به جعبه دنده های DCT نشان داده اند. ولی یک سری از شرکت ها نیز نگران هزینه های اضافی که هنگام اصلاح خط تولید و ساخت نوع جدیدی از جعبه دنده متحمل می شوند، هستند. این مسئله می تواند هزینه تولید خودروهای مجهز به جعبه دنده DCT را افزایش دهد که باعث ریزش و دلسردی مشتریان متوسط می شود. انتظار می رود که این تکنولوژی ۲۵ درصد از بازار اروپا را فرا گیرد.

transmission-split

منبع : howstuffworks

  • Citroen-Kegresse P28_1
  • volkswagen-dsg-dual-clutch-transmission_100426073_h
  • Gearbox Cutaway
  • honda-dct-automatic-motorcycle-engine-transmission-review-specs-bike-dual-clutch-1
  • 12194632_
  • 488321-900-0
  • Honda DCT Dual Clutch Transmission (gearbox, twin)
  • 2000px-Dual-clutch_transmission.svg
  • 122_1009_37_o+honda_dual_clutch_transmission+interior
  • BMWSportsmans-1
حتما کلیک کنید  مرسدس بنز sls با طراحی کارلکس دیزاین
468×60 content ad

درباره نویسنده

مهدی نیک سرشت ، کارشناس مکانیک - طراحی جامدات ، مترجم و نویسنده وب سایت وننو

مطالب مرتبط



در حال حاضر دیدگاهی ثبت نشده است...