0 تا 200 کیلومتر بر ساعت بدون تغییر دنده!

مبنای گیربکس

اگر شما تا کنون مطالعاتی در حوزه عملکرد و ساختار گیربکس ها داشته باشید خواهید دانست که وظیفه و کار اصلی گیر بکس ها ایجاد اختلاف سرعت چرخشی بین موتور و چرخ های خودرو است؛ به عبارت دیگر بدون گیر بکس خودروها فقط از یک حالت سرعت برخوردار بودند که همان سرعت موتور است. خودروهای قدیمی از شتاب خوبی (از حالت توقف کامل)  برخوردار بودند و قادر به حرکت با سرعت کمی درسربالایی های  تند بود. از سوی دیگر خودروهای امروزی با همین گیربکس داخل بزرگراه در سرعت 80 مایل در ساعت تمایل به پرواز کردن دارد و فقط شتاب آنها از حالت ایست کامل برای بالا رفتن از سربالایی ها زیاد نیست.

بنابراین نتیجه می گیریم که گیربکس ها از محدوده دنده ها (کمترین تا بیشترین) برای استفاده مفید از گشتاور موتور در حالت های مختلف رانندگی بهره می جوید،  تعویض دنده ها می تواند به صورت دستی یا اتوماتیک باشد.

در گیربکس های اتوماتیک قدیمی چرخ دنده های به هم پیوسته ای و دقیقی وجود داشتند که به انتقال و اصلاح دور و گشتاور کمک می کردند .در این طرح ترکیبی از چرخ دنده های سیاره ای تمام نسبت های مختلف دنده را به گونه ای ایجاد می کردند که توانایی تولید مثلا 4 دنده مستقیم و 1 دنده ی عقب را داشت.

وقتی سیکل کاری گیربکس از بین دنده ها می گذرد و عمل تعویض دنده انجام می شود،  راننده احساس تکان خوردگی می کند.

مبنای CVT   

اگر از اینکه در توضیح CVT از لغت دنده استفاده شده تعجب می کنید،  باید به این نکته توجه کرد که نسبت دور موتور تا چرخ ها دائما در حال تغییر است. اگر چه CVT این تغییر دور را بدون استفاده از چرخ دنده انجام می دهد اما در توضیح برای درک بهتر از اصطلاح دنده سبک و دنده سنگین استفاده می شود حال آنکه در CVT اصلا چرخ دنده وجود ندارد.

در واقع از اولین CVT که در1886 ثبت شده تاکنون تکنولوژی آن بهبود پیدا کرده است، امروزه چندین کارخانه خودروسازی از جمله جنرال موتورز، آئودی، هوندا و نیسان در حال طراحی CVT های خود هستند.

CVT هایی بر اساس پولی

به جعبه دنده اتوماتیک توجه کنید،  در آن دنیایی از چرخ دنده ها،  ترمز ها،  کلاچ ها و دستگاه های کنترل را خواهید دید در مقابل CVT  به سادگی قالب مطالع است،  بیشتر CVT ها فقط سه جزء اساسی دارند:

* یک تسمه محکم فلزی یا لاستیکی

*  یک پولی متغییر محرک - ورودی

*  یک پولی خروجی

بعلاوه CVT ها انواع مختلفی از ریزپردازنده ها و حسگر ها را دارا می باشند اما سه جزء که در بالا توضیح داده شده اند اجزای اصلی اند که به این سیستم اجازه کار می دهند.

پولی های با شعاع متغیر قلب CVT هستند،  هر پولی از دو مخروط با زاویه راس 2  درجه که رو در روی یکدیگر قرار دارند تشکیل شده است،  تسمه ای در شیار بین دو مخروط قرار دارد،  در صورت لاستیکی بودن تسمه ها از تسمه های V شکل استفاده می شود،  تسمه های V شکل از آنجا نام خود را می گیرند که سطح مقطع V شکل دارند که اصطکاک تسمه با پولی را افزایش می دهد.

وقتی دو مخروط از هم فاصله بگیرند،  یعنی ضخامت پولی بیشتر شود،  تسمه در شکاف پایین تر می رود و شعاع تسمه حلقه شده دور پولی کاهش می یابد و وقتی دو مخروط به هم نزدیک می شوند، یعنی ضخامت پولی کاهش می یابد، تسمه در شکاف بالا تر رفته و شعاع تسمه حلقه شده دور پولی افزایش می یابد CVT می تواند از فشار هیدرولیکی یا نیروی گریز از مرکز و یا کشش فنر به منظور تولید نیروی مورد نیاز برای تنظیم دو نیمه پولی استفاده کند.

پولی ها با قطر متغیر همیشه به صورت دوتایی به کار می روند یکی از پولی ها که به عنوان پولی محرک شناخته می شود، به میل لنگ موتور متصل است، پولی محرک، پولی ورودی هم نامیده می شود زیرا جایی است که انرژی موتور وارد سیستم انتقال قدرت می شود، پولی دوم پولی گردنده نامیده می شود زیرا پولی اول آن را می چرخاند، به عنوان پولی خروجی، پولی گردنده انرژی را به محور چرخها منتقل می کند.

زمانی که دو پولی ضخامت خود را نسبت به یکدیگر تغییر می دهند، بینهایت نسبت دنده مختلف بوجود می آید، از کم به زیاد، شامل همه نسبت های مابین، برای مثال وقتی شعاع تسمه در پولی محرک کم و در پولی خروجی زیاد باشد، سرعت دوران پولی خروجی کاهش می یابد که دنده پایین تری را ایجاد می کند و وقتی شعاع تسمه در پولی محرک زیاد و در پولی خروجی کم باشد، سرعت دوران پولی خروجی افزایش می یابد و دنده بالا تری را ایجاد می کند، بنابراین در تئوری یک CVT بینهایت دنده را شامل می شود و می تواند در هر زمانی و با هر دور موتوری کار کند.

طبیعت ساده و بدون گسستگی CVT ها آنها را به یک سیستم انتقال قدرت ایده آل برای تمام ماشین ها و وسایل، نه فقط خودرو ها، تبدیل کرده است.CVT ها سالهای زیادی در ابزار های قدرتی و مته ها بکار می رفتند، همچنین از آنها در وسایل نقلیه مختلفی اعم از تراکتور ها و ماشین های برف رو و اسکوتر های موتوری استفاده می شود، در تمام این کاربرد ها این در نوع سیستم انتقال قدرت از تسمه هایی با لاستیک فشرده استفاده می شود که می تواند کشیده شده یا سر بخورد و در نتیجه باعث هدر رفتن انرژی و کاهش کارایی شود.

اختراع ماده های جدید CVT ها را مطمئن تر و کارآمد تر از قبل می سازد، یکی از مهمترین پیشرفت ها طراحی و توسعه ی تسمه های فلزی برای متصل کردن دو پولی بوده است،  این تسمه های انعطاف پذیر از چندین،  عموما 9 یا 12،  نوار نازک فولادی که تکه های فلزی پاپیونی شکل بسیار مقاوم را کنار هم نگه می دارد ساخته شده است.

تسمه های فلزی سر نمی خورند و بسیار با دوام اند که به CVT اجازه ی انتقال گشتاور بیشتری را می دهند، در ضمن آرام تر از تسمه های لاستیکی هستند.

برگرفته از آکا ایران