گیربکس دو کلاچه چیست و چگونه کار می کند؟

مجموعه: اصول تعمیر و نگهداری خودرو

گیربکس دو کلاچه چیست و چگونه کار می کند؟

همه چیز درباره ی گیربکس دو کلاچه:

گیربکس دو کلاچه چیست و چگونه کار می کند؟

علیرغم آنچه که بدون شک مهندسی بسیار هوشمندانه و پیچیده است، گیربکس دو کلاچه (یا دوگانه) کلاچ (DCT)، شهرت متفاوتی در بین رانندگان دارد و به سطحی از فراگیر شدن که بسیاری فکر می کردند دست نیافته است.

ساده ترین راه برای توصیف عملکرد آنها، در حد وسط بین گیربکس اتوماتیک و دستی، این است که آنها یک گیربکس دستی هستند که با استفاده از دو کلاچ به دست می آیند.

با حذف مبدل گشتاور یک گیربکس اتوماتیک معمولی، آنها از روش های سنتی دنده دستی استفاده می کنند - اما سپس آن دنده را در دو شفت خروجی تقسیم می کنند تا جریان نیرو به سرعت بین آنها جابجا شود.

به طور کلی، به گیربکس دو کلاچه، گیربکس نیمه اتوماتیک، دستی بدون کلاچ یا دستی خودکار می گویند. عملکرد آن کاملا اتوماتیک است و نیازی به دخالت راننده برای تعویض دنده ندارد. در این نوع از گیربکس، دو شفت جداگانه وجود دارد. بر روی یک شفت، دنده های زوج و بر روی شفت دیگر دنده های فرد قرار گرفته است. هر کلاچ یک سری از دنده ها را کنترل کرده و به این ترتیب مشکلی در انتقال جریان نیرو به چرخ ها ایجاد نمی شود و دور موتور کاهش نمی یابد.

منشا گیربکس دو کلاچه:

که به آن گیربکس دنده مستقیم (DSG) نیز گفته می شود، اکثر خودروسازان نسخه یا نسخه های مخصوص به خود را دارند، اما از آن ها به طور انتخابی در طیف وسیعی از وسایل نقلیه خود استفاده می کنند – با گروه فولکس واگن که بیشترین سرمایه گذاری در اجرای آن ها انجام شده است.

مانند بسیاری از پیشرفت های «جدید» برای خودروها، گیربکس دوکلاچه ایده ای است که برای مدت زمان قابل توجهی پیش از استفاده از آن وجود داشت و قبل از جنگ جهانی دوم آزمایش شده بود.

برای تحقق آن باید تا دهه 80 صبر می کردند و این پورشه بود که در نهایت به اولین پذیرنده ی اصلی آن تبدیل شد که از دهه 60 روی نسخه خود کار می کرد.

پورشه 956 که در سال 1983 عرضه شد، ممتاز اولین خودرویی بود که از آن بهره می برد، و پیچیدگی و هزینه های آن ها را تا حد زیادی در قلمرو مسابقات اتومبیل رانی و خودروهای فوق العاده، بالا نگه داشت.

فضا نیز یک محدودیت قابل توجه بود. وسایل الکترونیکی مورد نیاز برای ماژول کنترل کامپیوتری هنوز به سطوح کوچک سازی دوران مدرن نرسیده بودند و بنابراین بسیار بزرگ بودند و فضای با ارزش موتور را اشغال می کردند.

تا سال 2003 بود که یک خودروی جاده ای تولیدی دارای یک DCT در Mk4 Golf R32 فولکس واگن بود.

مزایا و معایب گیربکس دو کلاچه

مزایای گیربکس دو کلاچه

هدف از گیربکس دوکلاچه یا DCT این است که فاصله ی بین تعویض دنده را به حداقل برساند و از مزایای آن بهبود عملکرد و بهره وری سوخت است.

هرچه زمان کمتری برای تعویض دنده در حین شتاب گیری صرف شود، خودرو سریعتر می تواند شتاب بگیرد - و با کاهش زمان صرف شده در هنگام تعویض دنده به طور کلی، مصرف سوخت بهتر خواهد بود زیرا قدرت موتور هدر نمی رود.

تغییرات دنده در DCT ها اکنون می تواند در میلی ثانیه اندازه گیری شود، سریعتر از هر راننده ای که قادر به انجام آن است، و همچنان مزایای یک گیربکس دستی نسبت به اتوماتیک را حفظ می کند.

نحوه دستیابی به این تغییرات سریع برق آسا با پیش بینی دنده بعدی مورد نیاز بر اساس عواملی مانند سرعت یا کاهش سرعت، سرعت فعلی سفر و سرعت موتور است.

این به رایانه اجازه می دهد تا قبل از انجام تغییر دنده ی پیش بینی شده را درگیر کند.

گیربکس های دوکلاچه، ضربه و شوک تعویض دنده را به حداقل رسیده و آسایش سرنشینان خودرو نیز افزایش می یابد.

نحوه ی کار گیربکس دو کلاچه:

اگر قبلاً با نحوه کار یک DCT آشنا نباشید، احتمالاً از قبل این سؤال را دارید که چگونه این نوع گیربکس می تواند دو دنده مختلف را به طور همزمان انتخاب کند بدون اینکه هیچ اتفاقی بیفتد.

دو کلاچ وجود دارد، اما داشتن یک کلاچ اضافی واقعاً توضیح نمی دهد که چگونه یک گیربکس می تواند همزمان بیش از یک دنده را انتخاب کند.

کلاچ های دوقلو به صورت متحدالمرکز چیده شده اند - به این معنی که یکی در محیط دیگری قرار می گیرد و به طور مهمی آنها را قادر می سازد تا روی یک محور ورودی کار کنند.

با این حال، شفت ورودی متصل به هر دو کلاچ یک شفت نیست، بلکه دو شفت است - به طوری که یکی از آنها در دیگری قرار دارد و به هر کلاچ اجازه می دهد تا با یک کلاچ متفاوت تماس بگیرد و بر روی آن اثر بگذارد.

دنده‌ها در میان شفت ورودی تقسیم شده توسط زوج و فرد تقسیم می شوند، (یک شفت مخصوص دنده‌های زوج است و شفت دیگر به دنده‌های فرد تعلق دارد.) و به گیربکس اجازه می دهند تا با شتاب و کاهش سرعت خودرو، بین آن ها رفت و آمد کند - هر دنده را در شفت ورودی مخالف از قبل انتخاب کنید.

خود دنده ها دیگر به صورت مکانیکی صرفاً توسط سطح دنده درگیر نمی شوند و در عوض توسط شاخک‌های شیفتی که توسط پیستون ها نیرو می گیرند، فعال می شوند و در صورت لزوم درگیر و جدا می شوند.

هنگامی که دنده ها را تعویض می کنید، سطح دنده به این پیستون ها سیگنال می دهد که همگام سازها را روی دنده انتخابی فعال کرده و درگیر کنند، نه اینکه به صورت مکانیکی آنها را درگیر کند.

دیاگرام گیربکس دو کلاچه (DCT)

در این نمودار ساده می توانید ببینید که چگونه شفت ورودی از طریق یک شفت توخالی به دو قسمت تقسیم می شود که یکی از دیگری عبور می کند و هر دو توسط سوئیچ دو کلاچ بین آنها کنترل می شوند.

چرخ دنده ها با استفاده از همگام سازها برای اتصال چرخ دنده ها به شفت های خروجی مانند یک انتقال همزمان معمولی کار می کنند.

ردیابی یک خط از کلاچ آبی در سمت چپ، در امتداد شفت ورودی، به سمت دنده اول در اولین شفت خروجی، و سپس ادامه دادن به امتداد و پایین بر روی خروجی گیربکس، دنده اول را به شما می دهد.

در حالی که این اتفاق می افتد، کامپیوتر در حال تصمیم گیری است که شما کدام دنده را می خواهید. اگر شتاب می گیرید، تقریباً مطمئناً دنده دوم را انتخاب می کند و این دنده را در نیمه ی دیگر شفت ورودی وصل می کند تا به محض اینکه بخواهید به دنده ی دوم بروید، آماده شود.

هنگام تعویض دنده، کلاچ ها تغییر می کنند و نیرو به قسمت خاکستری شفت ورودی منتقل می شود و یک خط را در امتداد و پایین روی دنده دوم می کشد و مانند قبل به خروجی گیربکس می رسد.

هنگامی که کلاچ ها درگیر و جدا می شوند، یک همپوشانی جزئی بین این دو وجود دارد، اما تغییر، فوق العاده سریع است و تقریباً هیچ شکافی بین دو سرعت وجود ندارد، و این تصور یک تعویض دنده ی تقریباً بدون درز را ایجاد می کند.

این یک سیستم بسیار پیچیده است - اما هیچ سیستمی بدون مشکلات یا مخالفان آن نیست.

مشکلات گیربکس دو کلاچه:

این سیستم هنگام حرکت از حالت ثابت به سرعت بسیار آهسته با مشکل مواجه می شود، جایی که در درگیر کردن دنده یک تاخیر وجود دارد اما راننده همچنان در حال فشار دادن پدال گاز در انتظار تحویل نیرو است. هنگامی که سیستم به عقب برسد و دنده درگیر شود، خودرو بر اساس سرعت موتور شتاب می گیرد - و اگر راننده قدرت زیادی به آن داده باشد، می تواند باعث شلیک غیرمنتظره ماشین به سمت جلو شود.

این مشکل را می توان تا حد زیادی به ناآشنایی با سیستم نسبت داد، اما شکایات دیگر مستقیماً به فرآیندهای مکانیکی آن مربوط می شود - اگرچه این معمولاً برای DCT/DSG های مدل قبلی مرتبط است.

از جمله این موارد است که باید منتظر بمانید تا سیستم هنگام کاهش سرعت سریع، دنده ها را پایین بیاورد، زیرا به دلیل روش متناوب عملکرد بین شفت های ورودی، نمی تواند از دنده ها عبور کند. و مشکلات مربوط به معکوس کردن روی تپه ها که در آن سیستم ممکن است گیج شود که به کدام چرخ دنده برود.

مانند هر سیستمی، اصلاح و بهبود مستمر، مشکلات را از بین می برد و عملکرد را بهبود می بخشد، و اگر زمان توسعه داده شود، این می تواند در اینجا اتفاق بیفتد. با این حال، این نوشته می تواند از قبل روی دیوار باشد زیرا برخی از تولیدکنندگان خودرو قبلاً در مورد آینده گیربکس های پیچیده تردید کرده اند.

پیشرفت های صورت گرفته در فناوری گیربکس اتوماتیک فاصله را برای DCT/DSG کم کرده است، و با توجه به فروش خودروهای اتوماتیک در حال حاضر، در تعداد فزاینده ای نسبت به گیربکس های دستی، می توانیم زمانی را در آینده نزدیک شاهد باشیم که گیربکس های دستی به طور کامل حذف شوند و آن را به علاقه مندان واگذار کنیم.

گردآوری : بخش خودرو بیتوته