گیربکس CVT چیست؟
گیربکس متغیر پیوسته (CVT) که به آن سیستم قرقره با قطر متغیر نیز گفته می شود ، نام خود را از توانایی منحصر به فرد خود در تنظیم قطر قرقره های خود برای تطبیق با سرعت های مختلف گرفته است. اساساً به عنوان وسیله ای برای انتقال قدرت چرخشی از یک شفت به شفت دیگر عمل می کند. این سیستم انتقال شامل دو جزء ضروری است: یک قرقره محرک و یک قرقره محرک که توسط یک تسمه به هم متصل شده اند که انتقال حرکت را تسهیل می کند. با این حال، هنگام مدیریت گشتاور قابل توجه در کاربردهای خودرو با چالش هایی مواجه می شود. توجه به این نکته مهم است که CVT ها در مقایسه با گیربکس های سنتی، کارایی کمتری را در انتقال نیرو نشان می دهند.
نمودار گیربکس CVT
طرحهای CVT عمدتاً برای کاربردهایی با قدرت و گشتاور کم مانند خودروها در نظر گرفته شدهاند، اما برای وسایل نقلیه سنگین مانند کامیونها کمتر مناسب هستند. نکته قابل توجه این است که این فناوری انتقال به دلیل قابلیتهای صرفهجویی در مصرف سوخت در مقایسه با سایر انواع گیربکس مشهور است و بهینهسازی قدرت موتور را ممکن میسازد.
تاریخچه گیربکس CVT
در سال 1879، میلتون ریوز یک CVT را معرفی کرد که در ابتدا به عنوان یک گیربکس با سرعت متغیر شناخته می شد، که در درجه اول برای کاربردهای چوب بری طراحی شده بود. در سال 1896، ریوز این گیربکس را در خودروهای خود ادغام کرد و به عنوان Reeves CVT شناخته شد که متعاقباً توسط چندین سازنده دیگر پذیرفته شد.
قطعات اصلی گیربکس CVT
یک گیربکس متغیر پیوسته (CVT) شامل سه جزء کلیدی است: (1) قرقره اولیه، (2) قرقره ثانویه و (3) تسمه. این عناصر به طور هماهنگ کار می کنند تا تغییرات یکپارچه در نسبت دنده ایجاد کنند و نیاز به دنده های سنتی را از بین ببرند.
قرقره و شیو
در یک گیربکس سنتی، دنده ها نقش مهمی در اتصال موتور به چرخ ها دارند. با این حال، وسایل نقلیه اغلب به سطوح مختلف قدرت و گشتاور نیاز دارند، که نیاز به استفاده از نسبتهای مختلف دنده، مانند گشتاور بالا-سرعت کم یا گشتاور کم-سرعت زیاد دارد. در یک سیستم CVT، این پارادایم زمانی که قرقرههای مخروطی جایگزین آرایش دندههای معمولی میشوند، تغییر میکند و نام آن را «گیربکس قرقره» مینامند.
قرقره اولیه (قرقره محرک)
قرقره اولیه مستقیماً به میل لنگ موتور متصل می شود.
قرقره ثانویه (قرقره رانده)
قرقره ثانویه به محور محرک متصل می شود که در نهایت به چرخ های خودرو منتهی می شود.
هر دو قرقره از قرقره های ثابت و متحرک تشکیل شده اند که از ترکیب این اجزا به عنوان قرقره یاد می شود. هر قرقره محور محور خود را دارد که موازی با دیگری حرکت می کند. نسبتهای دندهای بینهایت زمانی که یک تسمه قرقرهها را به حرکت در میآورد، قابل دستیابی هستند و قطر آنها در پاسخ به حرکت شیارها متفاوت است. نکته مهم این است که جهت انقباض و انبساط قرقره ها در هر دو انتها متفاوت است. هنگامی که قرقره محرک منبسط می شود، قرقره رانده به طور همزمان منقبض می شود و بالعکس.
کمربند فشاری
تسمه فشاری به عنوان وسیله ای برای انتقال گشتاور از قرقره محرک به قرقره رانده در سیستم CVT عمل می کند. دو نوع اصلی از تسمه ها در گیربکس های متغیر پیوسته کاربرد دارند:
کمربند لاستیکی کولار V شکل: این کمربند انعطاف پذیر که اغلب در اسکوترها استفاده می شود، انعطاف پذیری بیشتری نسبت به تسمه های لاستیکی استاندارد ارائه می دهد. شکل V آن، حرکت و قرارگیری صاف بین دو قرقره را تسهیل می کند.
تسمه فولادی: تسمه های فولادی به دلیل ساختار مستحکم به طور گسترده در CVT ها استفاده می شوند. این تسمهها دارای حلقههای فولادی نازک جداگانه، همراه با دستهای از عناصر فولادی دندانههای کوچک هستند. طراحی منحصر به فرد آنها استحکام و انعطاف پذیری را فراهم می کند و آنها را قادر می سازد تا به طور کارآمد از قرقره ها در طیف گسترده ای از دور در دقیقه عبور کنند و با آنها درگیر شوند.
کارکرد گیربکس CVT
- سیستمهای گیربکس دستی و اتوماتیک از طریق مکانیسمهای پیچیده تعویض دنده، با تکیه بر درگیر شدن دندههای خاص برای دستیابی به نسبتهای مختلف دنده، عمل میکنند.
- در مقابل، یک گیربکس متغیر پیوسته (CVT) از مکانیزم دو قرقره استفاده می کند که نه تنها یک یا دو، بلکه تعداد بی نهایت نسبت دنده را ارائه می دهد .
- این قرقره ها توسط یک تسمه محرک به هم متصل می شوند که یکی (قرقره اولیه) به موتور و دیگری (قرقره ثانویه) به محور محرک متصل است.
- هر قرقره دارای یک نوار متحرک است که باعث انبساط و انقباض همزمان آنها می شود.
- با چرخش موتور، قطر هر دو قرقره به دلیل حرکت نوارهای آنها تغییر می کند. وقتی اندازه یکی از قرقره ها کاهش می یابد، اندازه دیگری افزایش می یابد و بالعکس.
- این تغییر مداوم در اندازه قرقره به یک تغییر بدون درز در قطر تبدیل می شود و در نتیجه طیف پیوسته ای از نسبت دنده ایجاد می کند.
بیایید نحوه عملکرد این سیستم را بررسی کنیم:
در سرعت کم: هنگامی که خودرو به گشتاور بیشتری نیاز دارد، اما لزوماً به سرعت نیاز ندارد، همانطور که اغلب در هنگام شتاب گیری اولیه اتفاق می افتد، سیستم CVT وارد عمل می شود. تسمه قرقره ها را هل می دهد و باعث می شود که قرقره متحرک قرقره اولیه یا محرک از قرقره ثابت دور شود و در نتیجه قطر کمتری برای قرقره محرک ایجاد می شود. به طور همزمان، قطر قرقره ثانویه یا محرک افزایش می یابد و در نتیجه گشتاور بیشتری در موقعیت شروع خودرو ایجاد می شود.
در سرعت بالا یا دنده بالا: برعکس، در حین شتاب گیری، زمانی که خودرو به سرعت بیشتر اما نه به همان اندازه نیاز دارد، قطر قرقره ثانویه کاهش می یابد (قطر کوچکتر معادل دورهای بیشتر است). این کاهش قطر زمانی اتفاق میافتد که نوار متحرک از نوار استاتیک دور میشود. به طور همزمان، قطر قرقره اولیه یا محرک افزایش می یابد و نسبت دنده خاصی بین آنها ایجاد می شود. در این سناریو، یک دور در قرقره محرک معادل چهار دور در قرقره محرک است.
چگونه حرکت شیو رخ می دهد
در داخل نوار مخروطی، غلتکهای استوانهای وجود دارند. این غلتکها در معرض نیروی گریز از مرکز هستند ، که جیب شیار را در امتداد غلتکها به حرکت در میآورد و باعث میشود که با تجربه نیروی گریز از مرکز در داخل و خارج حرکت کند. با افزایش یا کاهش دور موتور موتور، این غلتک ها جیب را به سمت داخل یا خارج فشار می دهند و تغییرات دینامیکی در قطر قرقره را تسهیل می کنند.
تفاوت بین گیربکس CVT و اتوماتیک
گیربکس های متغیر پیوسته (CVT) نسبت دنده های بدون درز را ارائه می دهند، در حالی که گیربکس های اتوماتیک دارای دنده ها و تعویض دنده های ثابت هستند. CVT ها شتاب نرم تری را ارائه می دهند که به طور بالقوه بهره وری سوخت را بهبود می بخشد، اما برخی برای آشنایی، اتومات سنتی را ترجیح می دهند. جدول زیر مقایسه ای بین گیربکس های CVT و اتوماتیک را نشان می دهد.
جنبه | CVT | گیربکس اتوماتیک |
اصل عملیات | از یک سیستم تسمه و قرقره برای ارائه تعداد بی نهایت نسبت دنده استفاده می کند و دنده های ثابت را حذف می کند. | متکی به مجموعه ای از دنده ها با نسبت های خاص است که به طور خودکار بر اساس سرعت و بار تعویض می شوند. |
نسبت دنده | نسبت های بی نهایت متغیر؛ بدون دنده متمایز | ضرایب دنده ثابت و متمایز (به عنوان مثال، 1، 2، 3، و غیره). |
صافی | تجربه رانندگی نرمتر و بدون درز بدون تعویض دنده را ارائه می دهد. | ممکن است تعویض دنده قابل توجهی داشته باشد، به خصوص در هنگام شتاب . |
بهره وری سوخت | به طور کلی بازده سوخت بهتری را به خصوص در شرایط رانندگی در شهر فراهم می کند. | معمولاً به دلیل تعویض دنده و تلفات مبدل، بازده سوخت کمتری دارد. |
عملکرد | کارآمد برای بهینه سازی قدرت موتور ؛ RPM بهینه را حفظ می کند. | می تواند در حفظ RPM بهینه موتور عقب بماند و ممکن است عملکرد کمی داشته باشد. |
تعمیر و نگهداری | معمولاً به دلیل قطعات متحرک کمتر به تعمیر و نگهداری کمتری نیاز دارد. | ممکن است به دلیل پیچیدگی دنده ها و کلاچ ها نیاز به نگهداری بیشتری داشته باشد . |
ظرفیت بکسل | معمولاً برای کاربردهای بکسل سنگین یا گشتاور زیاد مناسب نیست. | برای بکسل کردن و جابجایی بارهای با گشتاور بالا مناسب تر است. |
هزینه | اغلب در اتومبیل های جمع و جور یافت می شود و گزینه های مقرون به صرفه ای را ارائه می دهد. | ممکن است در طیف گسترده ای از وسایل نقلیه، با هزینه های متفاوت بر اساس نوع و برند، یافت شود. |
احساس رانندگی | برخی از رانندگان به دلیل عدم وجود تعویض سنتی دنده، آن را کمتر درگیر می کنند. | تجربه رانندگی آشناتری را برای کسانی که از اتومات های سنتی استفاده می کنند ارائه می دهد. |
سطوح نویز | موتور را در دور ثابت نگه می دارد و نوسانات نویز را کاهش می دهد. | می تواند صدای قابل توجهی در هنگام تعویض دنده ایجاد کند. |
مزایای گیربکس CVT
مزایای مختلف گیربکس CVT عبارتند از:
- انتقال نسبت دنده بدون درز.
- بهره وری سوخت بهبود یافته است.
- تجربه رانندگی روان تر
- کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری
- ایده آل برای رانندگی در شهر.
- بهینه سازی توان موتور پیشرفته
معایب گیربکس CVT
محدودیت های گیربکس CVT عبارتند از:
- ظرفیت بکسل محدود
- پتانسیل کاهش دوام
- تجربه رانندگی کمتر جذاب برای برخی.
- پیچیدگی می تواند منجر به هزینه های بالاتر تعمیر شود.
- ممکن است در حین کار صدای قابل توجهی ایجاد کند.
علائم خرابی گیربکس CVT
برخی از علائم خرابی گیربکس CVT عبارتند از:
- گرمای بیش از حد: یکی از مشکلات رایج گرمای بیش از حد است که اغلب به دلیل تنظیم مداوم نسبت دنده از طریق دو سیستم قرقره یا یک سیستم خنک کننده نادرست ایجاد می شود. گرمای بیش از حد ممکن است به صورت بوی سوختگی در خودرو ظاهر شود.
- نشت مایع: نگرانی دیگر نشت مایع است. گیربکس های CVT به مایع گیربکس متکی هستند و یک مایع قرمز رنگ با رایحه شیرین نشان دهنده مشکلات احتمالی است. سطح پایین مایع انتقال می تواند منجر به آسیب قطعات شود و منجر به تاخیر در حرکت و مشکلات در نقاط از پیش تعیین شده شود. آلودگی مایع گیربکس به کثیفی نیز میتواند بر عملکرد خودرو تأثیر بگذارد و باعث شود که خودرو جهشهای غیرمعمول، لرزشها و پرشها را نشان دهد.
- نویز: خرابی CVT همچنین می تواند صداهای عجیب و غریب ایجاد کند، حتی زمانی که خودرو در حالت خنثی است. این صداها ممکن است نشان دهنده ساییدگی و پارگی مکانیکی قطعات گیربکس یا ناکافی بودن مایع انتقال باشد.
- از دست دادن ناگهانی شتاب: در برخی موارد، یک گیربکس CVT ممکن است دچار کاهش ناگهانی شتاب شود، به ویژه زمانی که سیستم بیش از حد گرم می شود.
- لغزش دنده: لغزش دنده هنگام رانندگی یکی دیگر از نشانه های مشکلات CVT است.
- چراغ موتور را بررسی کنید: اگر چراغ چک موتور خودرو شما روشن شود، ممکن است نشان دهنده مشکلات جزئی یا عمده در گیربکس CVT باشد.
بدون دیدگاه