گیربکس یکی از مهم‌ترین بخش‌های هر خودرو به شمار می‌رود. این بخش از خودرو، وظیفه تغییر دنده و به دنبال آن، وظیفه تغییر سرعت خودرو را بر عهده دارد. در گذشته، شرکت‌های تولید کننده خودرو، تنها از گیربکس‌های محدودی می‌توانستند در خودروهای خود استفاده کنند. زیرا در دهه‌های قبل، تنها گیربکس‌های دنده‌ای وجود داشتند. بنابراین گزینه دیگری پیش روی شرکت‌های تولید کننده خودرو نبود. امروزه با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی، انواع مختلفی از گیربکس‌های خودرو طراحی و ساخته شده است. دو مورد از مهم‌ترین آنها، گیربکس های CVT و AT هستند. در ادامه این مطلب از وبسایت کاسپین رنت به تشریح هر یک از این گیربکس‌ها و همچنین بررسی تفاوت آنها با یکدیگر می‌پردازیم.
گیربکس چیست؟
قبل از این که به بررسی جداگانه هر یک از گیربکس های CVT و AT بپردازیم، ابتدا عملکرد و وظیفه کلی گیربکس را مورد بررسی قرار می‌دهیم. تفاوتی ندارد گیربکس مورد نظر ما از چه نوعی باشد، به طور کلی، تمامی گیربکس‌ها وظیفه انتقال نیرو را بر عهده دارند. البته باید در نظر داشت که در هر خودرو، بخش‌های مختلفی وجود دارند که در کنار یکدیگر، موجب انتقال نیرو می‌شوند. نیرویی که از آن صحبت می‌کنیم، نیروی پیشرانه خودرو است که توسط موتور خودرو تولید می‌شود.
این نیرو باید به سمت چرخ‌های خودرو انتقال پیدا کند. به طور کلی، سه بخش اصلی در خودرو وجود دارند که در کنار یکدیگر، موجب انتقال نیروی ایجاد شده توسط موتور به سمت چرخ‌ها می‌شود (البته بخش‌های دیگری نیز وجود دارند که موجب این انتقال نیرو می‌شوند). این سه بخش اصلی شامل دیفرانسیل، کلاچ و جعبه دنده (گیربکس) می‌شود. تمامی بخش‌های که در سیستم انتقال نیرو از سمت موتور به سمت چرخ‌ها فعالیت می‌کنند، از اهمیت زیادی برخوردار هستند.
اما در این میان، جعبه دنده یا همان گیربکس، از اهمیت بسیار ویژه‌ای برخوردار است. تعمیرات جعبه دنده نیاز به متخصص و تعمیرکار حرفه‌ای دارد. دلیل پر اهمیت بودن این بخش در سیستم انتقال نیرو، تنظیم و کنترل نیرویی است که توسط موتور خودرو تولید می‌شود. تمامی موتورهای خودروهای مختلف، توانایی تولید میزان مشخصی گشتاور و توان را دارند. اما باید توجه داشت که با استفاده از گیربکس، بدون افزایش گشتاور و دور موتور خودرو می‌توان به سرعت مورد نظر رسید.
وظایف گیربکس چیست؟
به طور کلی، گیربکس‌ها دارای دو نوع مختلف هستند. این دو نوع گیربکس، شامل گیربکس‌های دستی و گیربکس‌های اتوماتیک می‌شوند. هر یک از انواع گیربکس‌ها نیز دارای زیر مجموعه‌ها و انواع مختلفی هستند. به عنوان مثال، گیربکس های CVT و AT دو مورد از انواع گیربکس‌های اتوماتیک خودرو به شما می‌روند. گیربکس یکی از اصلی‌ترین بخش‌های هر خودرو است که وظایف مختلف و مهمی را بر عهده دارد. در این بخش بخ برخی از مهم‌ترین وظایف گیربکس اشاره می‌کنیم.
1.کمک به کار کردن موتور بدون حرکت کردن خودرو
حتماً برای شما پیش آمده است که نیاز به توقف‌های کوتاه مدت با خودروی خود داشته باشید. هنگام توقف‌های کوتاه مدت، ممکن است در نظر داشته باشید به دلایل مختلف (مانند استفاده از کولر در فصل گرما)، موتور خودروی خود را روشن بگذارید. در چنین شرایطی گیربکس به روشن نگه داشتن موتور خودرو کمک می‌کند. گیربکس به کمک توقف انتقال قدرت تولید شده توسط موتور به سمت چرخ‌ها، امکان روشن ماندن موتور هنگام توقف کامل خودرو را برای راننده فراهم می‌کند. این اتفاق علاوه بر گیربکس‌های دستی در گیربکس‌های اتوماتیک نیز رخ می‌دهد.
2.تنظیم جهتی که خودرو در آن حرکت می کند
پس از شنیدن این مورد ممکن است تعجب کنید که چگونه گیربکس خودرو می‌تواند در تغییر جهت خودرو نقش داشته باشد؟ درست است که فرمان خودرو به کمک کنترل کردن مسیر چرخ‌های خودرو موجب حرکت خودرو به سمت چپ یا سمت راست می‌شود، اما در صورتی که قصد داشته باشید به سمت عقب حرکت کنید نیاز به استفاده از دنده عقب خواهید داشت. به عبارتی دیگر، فرمان و گیربکس دو عاملی هستند که مسیر و جهت حرکت خودرو را مشخص می‌کنند. گیربکس حرکت رو به جلو یا به عقب خودرو و فرمان مسیر حرکت به چپ یا حرکت به راست خودرو را کنترل می‌کند.
3.جلوگیری از کاهش یا افزایش سرعت خودرو به صورت کنترل نشده
حتماً متوجه شده‌اید که هنگام رانندگی در سراشیبی، سرعت خودرو افزایش پیدا می‌کند. همچنین در هنگام سربالایی نیز سرعت خودرو به طور چشمگیری کاهش پیدا می‌کند. اگر مکانیزمی برای کنترل سرعت در چنین شرایطی محیا نباشد، سرعت خودرو از کنترل خارج می‌شود. گیربکس به کمک دنده‌های مختلفی که دارد، به راننده کمک می‌کند تا در چنین شرایطی بتواند سرعت خودرو را کنترل کند.
هر یک از دنده‌های قرار داده شده در گیربکس، برای سرعت‌های مختلفی طراحی شده‌اند. هر یک از این دنده‌ها، قدرت و سرعت مشخصی را به خودرو می‌دهند. به عنوان مثال هنگام رانندگی در سربالایی‌ها که خودرو نیاز به قدرت بیشتری برای حرکت کردن دارد، می‌توان از دنده‌ها سنگین‌تر (مانند دنده یک) استفاده کرد. هر چه دنده خودرو پایین‌تر باشد (مانند دنده 1 و 2) قدرت بیشتر و هرچه دنده خودرو بالاتر باشد (مانند دنده 3، 4 و 5) سرعت بیشتری در دسترس راننده خواهد بود.
نکات مهم گیربکس CVT
حال که با وظایف و عملکرد جعبه دنده خودرو آشنا شدیم، نوبت به بررسی گیربکس‌های CVT می‌رسد. لازم به ذکر است واژه CVT، مخفف شده عبارت (Continuously Variable Transmission) می‌باشد. معنای این عبارت، سیستم انتقال قدرت متغیر است. اولین شرکت خودروسازی که از این نوع جعبه دنده در خودروهای خود استفاده کرد، شرکت خودروسازی نیسان می‌باشد. شرکت‌های خودروسازی دیگر، زمانی که بازدهی این نوع جعبه دنده بر روی خودروهای شرکت نیسان را مشاهده کردند، تصمیم به استفاده از گیربکس CVT برای خودروهای خود گرفتند.
شرکت‌های خودروسازی که پس از شرکت نیسان شروع به استفاده از این نوع جعبه دنده کردند، شرکت‌های آئودی و میتسوبیشی هستند. شروع استفاده از گیربکس CVT به اوایل سال 2000 باز می‌گردد. شرکت خودروسازی نیسان، یک شرکت خودروسازی ژاپنی است. بنابراین می‌توان گفت اولین کشوری که شرکت‌های خودروسازی آن شروع به استفاده از این نوع گیربکس کردند، شرکت ژاپن می‌باشد. جالب است بدانید گیربکس CVT برای اولین بار در سال 1986 به ثبت رسیده است. اما به دلایل مختلف، شروع استفاده از این نوع جعبه دنده، از سال 2000 بوده است.
تفاوت اصلی که جعبه دنده CVT با سایر جعبه دنده‌ها دارد، قسمت‌های تشکیل دهنده آن است. در طراحی این نوع جعبه دنده، از قرار دادن اجزایی مانند دنده‌های فیزیکی و دنده‌های خورشیدی خودداری شده است. قسمت‌های اصلی تشکیل دهنده گیربکس‌های CVT، سه بخش مجزا هستند. این سه بخش در کنار یکدیگر، تمامی وظایف مربوط به یک جعبه دنده را انجام می‌دهند.
سه بخش اصلی تشکیل دهنده جعبه دنده های CVT
- پولی خروجی (بخش متحرک)
- تسمه مخصوص (می‌تواند از جنس پلاستیک یا فلز باشد)
- پولی ورودی (بخش محرک)
همان طور که ذکر شد، به طور کلی جعبه دنده‌ها به دو نوع مختلف (دنده اتوماتیک و دستی) تقسیم بندی می‌شوند. اما هر یک از دو نوع جعبه دنده نیز دارای انواع مختلفی هستند. جعبه دنده CVT یک جعبه دنده از نوع اتوماتیک به شمار می‌رود. دنده‌های به کار برده شده در گیربکس CVT، تفاوت‌های بسیار زیادی با دنده‌های به کار برده شده در سایر گیربکس‌های دستی یا اتوماتیک دارند. دلیل این امر، استفاده از اجزای متفاوت نسبت به سایر گیربکس‌ها است.
در گیربکس های CVT از مجموعه‌ای از قرقره‌ها، سنسورها و تسمه‌های ویژه برای تغییر دنده استفاده می‌شود. همان طور که ذکر شد، تغییر دنده در این نوع جعبه دنده، اتوماتیک است. گیربکس cvt با استفاده از اجزایی که ذکر شد، نسبت به بار و سرعت خودرو، دنده را تغییر می‌دهد. سنسورهای بسیار دقیق و باکیفیتی به تشخیص وزن و سرعت خودرو کمک کرده و جعبه دنده را در انتخاب دنده مناسب یاری می‌دهند.
مجموعه‌ای از اجزا که درون گیربکس CVT به کار برده شده‌اند، موجب افزایش بازدهی موتور می‌شوند. این امر به کمک قرار دادن موتور در محدوده‌ای از فعالیت خود که پربازده‌ترین و کارآمدترین محدوده فعالیت آن به شمار می‌رود انجام می‌شود. این اتفاق به دلیل افزایش بازدهی موتور، موجب کاهش مصرف سوخت و بهینه شدن مصرف آن می‌شود. همچنین شتاب گیری خودرو نیز به صورت نرم‌تر و بهتری انجام می‌گیرد. در حقیقت گیربکس CVT به موتور خودرو این اجازه را می‌دهد تا بیشترین چرخش ممکن در دقیقه را در بازه‌های سرعتی مختلف داشته باشد.
اگر در نظر دارید خودرویی را خریداری کنید که از نظر راندمان سوخت، بهترین عملکرد را داشته باشد، انتخاب یک خودرو که جعبه دنده آن از نوع CVT است می‌تواند بهترین انتخاب باشد. البته در نظر داشته باشید که افزایش راندمان سوخت و بهینه مصرف شدن آن به عوامل دیگری (مانند کیفیت سوخت و عدد اکتان آن) نیز بستگی دارد. لازم است بدانید نسبت به گیربکس‌های AT، یافتن قطعات گیربکس‌های CVT کمی سخت‌تر است.
نکات مهم گیربکس AT
نوع دیگری از گیربکس‌ها که در خودروهای بسیار متنوعی به کار برده می‌شود، گیربکس‌های AT هستند. حروف AT مختصر شده عبارت (Automatic Transmission) هستند. این نوع از گیربکس‌ها دارای چند چرخ دنده مختلف هستند. هر یک از این چرخ دنده‌ها دارای زبانه‌های مختلفی می‌باشند. جالب است بدانید تعداد چرخ دنده‌های در نظر گرفته شده برای هر جعبه دنده AT، تعداد دنده‌های این نوع گیربکس را مشخص می‌کند.
به عبارتی دیگر اگر خودروی شما دارای گیربکسی از نوع AT باشد و اگر تعداد دنده‌های در نظر گرفته شده برای گیربکس خودروی شما 5 دنده مختلف باشد، به این معنا است که گیربکس خودروی شما دارای 5 چرخ دنده مختلف است. به طور معمول خودروهای شهری که دارای گیربکس AT هستند، دارای 4 الی 6 دنده می‌باشند.
گیربکس‌های AT نیز جزء خانواده گیربکس‌های اتوماتیک قرار می‌گیرند. به همین دلیل، عملکرد این جعبه دنده از لحاظ تغییر دنده، شباهت زیادی به گیربکس‌هایCVT دارد. یعنی گیربکس‌های AT مانند گیربکس‌های CVT، با تغییر سرعت خودرو (کاهش یا افزایش سرعت)، دنده خودرو را به صورت اتوماتیک تغییر می‌دهند. البته گیربکس‌های AT از لحاظ اجزای تشکیل دهنده و سایر موارد (مانند سرعت‌های تعیین شده برای تغییر دنده به صورت اتوماتیک)، تفاوت‌های مختلفی با گیربکس‌های CVT دارند.
نحوه عملکرد گیربکس‌های AT به این گونه است که فرآیند تغییر اتوماتیک دنده خودرو، به کمک فشار سیال انجام می‌شود. این فشار سیال توسط مبدل گشتاور تولید می‌شود. فشار سیالی که به کمک مبدل گشتاور ایجاد می‌شود، موجب جداشدن یا درگیر شدن چرخ دنده‌های قرار گرفته در گیربکس می‌شود. زمانی که یک چرخ دنده به اصطلاح درگیر می‌شود، به معنا است که دنده‌ای متناسب با سرعت خودرو انتخاب شده و به سیستم انتقال قدرت گیربکس (انتقال نیروی تولید شده توسط موتور به سمت چرخ‌ها) متصل شده است.
هر یک از چرخ دنده‌های در نظر گرفته شده برای گیربکس AT، در سرعت‌های مختلف کاربرد دارند. این جمله به این معنا است که در نهایت در سرعت‌های مختلف، تمامی دنده‌های گیربکس AT به نوبت و به صورت جداگانه، درگیر می‌شوند. جملات ذکر شده در این دو پاراگراف اخیر مربوط به درگیر شدن دنده‌های مختلف این نوع گیربکس در اثر اعمال فشار توسط سیال است. اما همان طور که ذکر شد، فشار سیال موجب جدا شدن دنده‌ها از مجموعه انتقال قدرت گیربکس نیز می‌شود. اما دلیل این امر چیست؟
چرا فشار سیال موجب جدا شدن دنده ها از مجموعه انتقال قدرت گیربکس می شود؟
همان طور که مشخص است، برای تغییر دنده در گیربکس‌های دستی، راننده باید پیش از اقدام برای تغییر دنده، پدال کلاچ را تا آخر فشار دهد. دلیل این امر جدا شدن چرخ دنده‌ای است که به سیستم انتقال قدرت گیربکس متصل است. زمانی که چرخ دنده درگیر از دور خارج شود، نیروی تولید شده توسط موتور خودرو به سمت چرخ‌های خودرو منتقل نمی‌شود. اما فایده این کار چیست؟
توجه داشته باشید که برای تغییر دنده، باید دنده قبلی از سیستم انتقال قدرت جدا شود. زیرا دو چرخ دنده نمی‌توانند به صورت همزمان عملکرد انتقال قدرت را انجام دهند. در گیربکس‌های اتوماتیک هم دقیقاً همین قوانین برقرار است. در گیربکس AT، فشار سیال نقش پدال کلاچی را بازی می‌کند که راننده در هنگام تغییر دنده از آن استفاده می‌کند. با کمک این فشار، چرخ دنده درگیر از دور خارج شده و جا برای قرار گرفتن چرخ دنده دیگر در سیستم انتقال نیرو باز می‌شود.
به طور کلی، گیربکس‌های AT بیشتر از گیربکس‌ها CVT مورد استفاده قرار می‌گیرند و استفاده از آنها در خودروهای مختلف، رایج‌تر است. همان طور که ذکر شد، قطعات جایگزین این نوع گیربکس‌ها راحت‌تر از قطعات جایگزین گیربکس‌های CVT یافت می‌شوند. همچنین مکانیک‌ها و متخصص‌های بیشتری برای گیربکس‌های AT وجود دارد. از این نظر، استفاده از خودروهایی که دارای گیربکس‌های AT هستند می‌تواند دردسرهای کمتری را (از لحاظ تعمیرات گیربکس) برای صاحب خودرو در پی داشته باشد.
مزایای گیربکس های AT
- یکی از بزرگترین مزایایی که گیربکس‌های AT برای رانندگان فراهم کرده‌اند، امکان تغییر دنده خودرو به صورت دستی است. ممکن تعجب کنید که چگونه ممکن است دنده یک گیربکس اتوماتیک را به صورت دستی تغییر داد. اما لازم است بدانید گیربکس‌های AT، این امکان را به صورت محدود، برای رانندگان فراهم کرده‌اند. منظور از محدود بودن این مزیت این است که قابلیت تغییر دنده گیربکس‌های AT به صورت دستی، تنها برای کاهش دنده خودرو به یک دنده پایین‌ت امکان پذیر است.
- از دیگر مزایای مربوط به این نوع گیربکس‌ها، تحمل گشتاورهای بالایی است که توسط موتورهای بزرگ تولید می‌شوند. هر چند طبق موارد ذکر شده، گیربکس‌های CVT دارای شتاب‌گیری نرم‌تر و بازدهی سوخت بهتری نسبت به گیربکس‌های AT هستند، اما قابلیت تحمل گشتاورهای بالا توسط گیربکس‌های AT، یکی مزیت غیر قابل چشم پوشی است که موجب استفاده گسترده از این نوع گیربکس در خودروهای مختلف شده است.
بررسی تفاوت گیربکس های CVT و AT
در بخش‌های قبلی، هر یک از گیربکس های AT و CVT به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفتند. در این بخش با توجه به موارد ذکر شده در بخش‌های قبلی، به بررسی تفاوت‌های اصلی گیربکس‌های CVT و AT می‌پردازیم. این گیربکس‌ها در زمینه‌های مختلفی دارای شباهت‌ها و تفاوت‌های متعددی هستند. اما در این بخش، تنها سه مورد از اصلی‌ترین تفاوت‌های این دو نوع گیربکس اتوماتیک مورد بررسی قرار می‌گیرند.
ضریب های در نظر گرفته شده برای دنده های هر یک از این دو نوع گیربکس
ضریب دنده مولفه‌ای است که موجب می‌شود تا راننده متوجه تغییر دنده در گیربکس شود. اینکه راننده متوجه شود دنده خودرو تغییر پیدا کرده است امری ضروری و حیاتی نیست. برخی از افراد ترجیح می‌دهند مکانیزم یا صدایی وجود داشته باشد که به کمک آن بتوانند متوجه تغییر دنده خودرو شوند. برخی دیگر از افراد نیز تمایلی به وجود این صدا یا مکانیزم ندارند و رانندگی کم سر و صداتر را ترجیح می‌دهند. البته صدایی که هنگام تعویض دنده ایجاد می‌شود صدایی بلند یا آزاد دهنده نیست. راننده صرفاً می‌تواند حس کند که دنده خودرو دچار تغییر شده است.
در خودروهایی که دارای گیربکس CVT هستند، راننده خودرو فرآیند تغییر دنده را حس نکرده و متوجه آن نمی‌شود. این امر به این دلیل است که این نوع گیربکس‌ها دارای ضریب دنده خاصی نیستند. به همین دلیل، به طور کلی نمی‌شود برای دنده‌های این گیربکس CVT عدد خاصی را تعیین کرد. در مقابل، راننده‌ای که در حال رانندگی با خودرویی است که دارای گیربکس AT می‌باشد، متوجه تغییر دنده می‌شود. زیرا این نوع گیربکس‌ها دارای دنده‌هایی هستند که عددگذاری شده‌اند و در سرعت‌های مشخص، به طور اتوماتیک تغییر پیدا می‌کنند.
تجربه رانندگی با خودروهایی که مجهز به هر یک از این دو نوع گیربکس هستند
این تفاوت تا حد زیادی به تفاوت قبلی که ذکر شد بستگی دارد. از آنجا که راننده هنگام رانندگی با خودروی مجهز به گیربکس CVT، تغییر دنده را احساس نمی‌کند، می‌تواند با آرامش و تمرکز بیشتری به رانندگی بپردازد. البته برخی از اشخاص رانندگی با این نوع خودروها را کسل کننده می‌دانند. برخی دیگر تصور می‌کنند که گیربکس‌های CVT کند هستند؛ این تصور کاملاً اشتباه است.
مکانیزم گیربکس‌های CVT به شکلی است که هنگام تغییر دنده، تکانه یا صدای خاصی را ایجاد نمی‌کنند که راننده متوجه آن شود. بنابراین این مورد تا حد زیادی بستگی به سلیقه راننده دارد که کدام یک از گیربکس‌ها را برای رانندگی مناسب‌تر بداند (از لحاظ تولید تکانه یا صدای قابل تشخیص در هنگام تغییر دنده).
میزان مصرف سوخت
همان طور که در بخش‌های قبلی این مطلب ذکر شد، گیربکس‌های CVT دارای مصرف سوخت کمتری نسبت به گیربکس‌های AT هستند. این مزیت، یک مزیت بسیار بزرگ برای این نوع دنده‌ها به شمار می‌رود. زیرا این گونه حتی در سرعت‌های بالا نیز فشار خیلی زیادی به موتور خودرو وارد نمی‌شود. بنابراین گیربکس‌های cvt می‌توانند نقش بسیار مهمی در افزایش طول عمر موتور خودرو نیز داشته باشند (از طریق کاهش فشار اعمال شده بر روی موتور).
اما گیربکس‌های AT به دلیل فشار بالاتری (نسبت به گیربکس‌های CVT) که در سرعت‌ها و دنده‌های بالاتر به موتور خودرو وارد می‌کنند، می‌توانند موجب کاهش عمر موتور خودرو شوند. این نوع گیربکس‌ها همچنین از مصرف سوخت نسبتاً بالایی نیز برخوردار هستند.
بررسی کلی
در این مطلب، در ازتباط با هر یک از گیربکس‌های AT و CVT، مطالب مختلفی ذکر شد. با توجه به نکات ذکر شده می‌توان به این نتیجه رسید که امروزه شرکت‌های مختلف تولید کننده خودرو، از هر دو نوع گیربکس ذکر شده در این مطلب (گیربکس‌های AT و CVT) برای خودروهای خود استفاده می‌کنند. البته در این بین، گیربکس‌های AT توانسته‌اند سهم بیشتری را (از لحاظ به کار برده شدن در خودروهای متنوع‌تر) نسبت به گیربکس‌های CVT از آن خود کنند.
با نگاهی به مزایا و معایبی که در ارتباط به هر یک از گیربکس‌های CVT و AT ذکر شد می‌توان به این نتیجه رسید که هر یک از این نوع گیربکس‌ها، بسته به سبک رانندگی و نیازهای راننده، می‌توانند عملکردهای مناسبی را از خود نشان دهند. با توجه به نکات ذکر شده و تفاوت‌های اصلی این دو نوع گیربکس که در آخر همین مطلب مورد بررسی قرار گرفت، شما می‌توانید گیربکس مناسب با سبک رانندگی و نیازهای خود را انتخاب کرده و خودرویی را در نظر بگیرید که دارای گیربکس مورد نظر شما است.
بسیار عالی