عصرخودرو: خودروهای قدیمی همگی در یک خصوصیت مشترک بودند و آن هم جعبه دندههای دوکلاچه یا دوپای آنها بود. همه آنها سیستم کلاچ دو پا داشتند و برای تعویض دنده لازم بود تا ۲ بار کلاچ را فشار دهیم. آنها سیستمهای روغنی داشتند که به همین خاطر باید مسیر لولههای روغن از فشار روغن انباشته میشد که برای این منظور باید کلاچ را ۲ بار فشار میدادیم و به همین خاطر به آنها میگفتیم کلاچ دو پا یا دو کلاچه. اما سیستم جعبه دندههای دو کلاچه امروزی که در خودروهای مدرن وجود دارد اصلا به این معنی نیست و از یک سیستم کلاچ و انتقال نیروی بسیار پیشرفته و سریع بهره میگیرند. این جعبه دندهها در ابتدا در خودروهای سوپر اسپرت و اسپرت پیادهسازی شدند و بعد از آن در خودروهای معمولیتر و سادهتر نیز میشود نشانههایی از آنها دید.
به گزارش پایگاه خبری «عصرخودرو»، جعبه دندهها امروزه به مدلهای مختلفی تقسیمبندی میشوند؛ از نمونههای ساده تعویض دستی که از قدیم پای ثابت خودروها بودهاند، خودکار قدیمی که راننده چندان در تعویض دنده آنها دخالتی نداشت، خودکارهای امروزی که راننده نیز میتواند در تعویض دنده مشارکت داشته باشد، جعبه دندههای سکوئنشال یا ترتیبی که مختص خودروهای مسابقهای است و نمونههای مشابه آنها را میتوان در جعبه دندههای خودکار CVT دید و... که جالبترین، دوستداشتنیترین و پیشرفتهترین آنها را باید جعبه دندههای دو کلاچه دانست. این جعبه دندهها و به طور کلی این شکل سیستم انتقال قدرت نامهای دیگری نیز دارد که چندان متداول نیست و اسامی چون سیستم دستی انتقال قدرت اتوماتیک، شبهاتوماتیک و دستی بدون کلاچ از آن جمله هستند.
چگونگی تعویض دنده در یک خودرو:
در یک خودرو معمولی با سیستم تعویض دنده دستی، برای تعویض دنده باید ابتدا پدال کلاچ را فشار دهیم. با این کار انتقال نیرو از موتور به جعبه دنده قطع میشود و میتوان بهراحتی دنده بعدی را انتخاب کرد. پس دسته دنده را حرکت داده و همان طور که پدال را زیر پا داریم، دنده بعدی را درگیر میکنیم. همان طور که میبینیم، در این تعویض دنده برای چند لحظه انتقال قدرت قطع میشود و اگر تعویض دنده نرم و درست صورت نگیرد، تکانهای آن قابل لمس خواهد بود. در سالهای اخیر نمونهای از سیستمهای تعویض دنده معرفی شدهاند که هر چند جدید و مدرن محسوب نمیشوند اما دارای کارکرد قابل قبولی هستند و آن هم سیستم کلاچ برقی یا کلاچ خودکار است که نام اولی صحیحتر است. در این سیستم، یک موتور برقی روی اهرم کلاچ جعبه دنده وصل میشود و برای تعویض دنده با گرفتن دکمه روی دسته دنده، به جای اینکه ما با پا پدال کلاچ را فشار دهیم، موتور برقی این کار را میکند. در گیربکسهای دوکلاچه نیز ساختاری شبیه به همین برای جانشینی پای راننده پیادهسازی شده است. این جعبه دندهها نیز دستی خودکار یا به عبارتی نیمه اتوماتیک هستند اما پدال کلاچ در آنها حذف شده و کلاچگیری به شکلی بسیار پیشرفته و سریع صورت میگیرد. اما نکته مهم دیگر در خصوص این جعبه دندهها، سیستم کلاچ دوگانه آنهاست.
کلاچ دوگانه در جعبهدندههای دوکلاچه:
این جعبهدندهها به خاطر داشتن دو مجموعه کلاچ به این نام شناخته میشوند. البته این نام یک نام کلی است و هر کمپانی برای جعبهدندههای خودش یک نام مجزا دارد که از آن جمله میتوان به PDK پورشه، DSG فولکس واگن و... اشاره کرد که البته نام کلی DCT را اکثر کمپانیها به کار میبرند. این سیستم انتقال قدرت توسط یک فرانسوی به نام Adolphe Kégresse قبل از جنگ دوم جهانی طراحی و ساخته شد که البته هرگز به مرحله کاربردی آن نرسید.
بعدها در سالهای ابتدایی دهه 80 میلادی، خودروهایی مثل پژو 205، فورد فیستا نسل اول و فورد رنجر، نمونههای اولیهای از آنها را آزمایش کردند تا اینکه گروه فولکس واگن به طور حرفهایتری به آزمایش و توسعه آنها پرداخت و در سال 2003 اولین خودرو تولید سری دنیا با جعبه دنده دوکلاچه، فولکس واگن گلف نسل چهارم R32 معرفی شد.
این جعبهدندهها را میتوان در حالت تمام خودکار نیز قرار داد که در این حالت خودرو با نمونههای اتوماتیک معمولی تفاوتی نخواهد داشت و از طرفی کارکرد آن در عین سریع بودن، نرمتر نیز خواهد بود.
در این جعبه دندهها، دو کلاچ در گلدانی گیربکس وجود دارد. به عبارتی دو صفحه کلاچ هم مرکز هستند و صفحه بزرگتر، صفحه کوچکتر را احاطه کرده است.
برای روشنتر شدن موضوع میتوان اینگونه گفت که دو دایره هم مرکز را فرض کنیم با این شرط که یکی از دیگری شعاع بیشتری دارد.
هر کدام از این کلاچها دارای یک شافت مجزا هستند که شافتها نیز به صورت هم مرکز و هممحور، درون همدیگر قرار دارند و یکی داخل دیگری است. یک شافت به همراه یک صفحه کلاچ به دندههای زوج متصل است و یک شافت به همراه صفحه کلاچ دوم، با دندههای فرد ارتباط دارد.
دندههای زوج به همراه دندههای فرد، نیروی دریافتی را توسط یک شافت به طرف دیفرانسیل و چرخها منتقل میکنند. با درگیری هر کدام از کلاچها، دندههایی که با آن در ارتباط هستند وارد مدار میشود و نیروی دریافتی را تغییر داده و منتقل میکنند.
از طرفی چون هر دو کلاچ آماده درگیری سریع با محور خروجی از موتور هستند، سرعت تعویض دنده به نحو بسیار زیادی افزایش مییابد که مثلا این زمان در خودرویی مثل مرسدس بنز SLS AMG در حدود 100 میلی ثانیه است و این میزان در مکلارن MP4-12C به نصف کاهش یافته است!
در این سیستم تعویض دنده، واحدی به نام مبدل گشتاور وجود ندارد، اما کلاچها و صفحات آن نیز مثل سیستمهای دنده دستی معمولی نیستند.
کلاچهای چندصفحهای در اینجا به شکل خشک نیستند و چون درون مایع هیدرولیکی قرار دارند، اصطلاحا خیس (wet) نامیده میشوند. این مایع باعث میشود تا هم اصطکاک مالشی قطعات کلاچ کم شود و هم گرمای تولید شده به نحوی دفع و منتقل شود. البته از آنجایی که این ساختار باعث افزایش استهلاک و مشکلات رایج سیستمهای هیدرولیکی میشود و از طرفی وزن مجموعه را افزایش میدهد، تولیدکنندگان جعبه دندهها، در حال تحقیق برای ساخت کلاچهای خشک هستند.
البته نیروی لازم برای درگیری صفحات کلاچها، مثل خودروهای قدیمیتر که دارای کلاچهای هیدرولیکی هستند، باز هم نیروی هیدرولیکی است. در واقع یک صفحه که میتوان آن را شبیه به فلایویل دانست و همیشه در جای خود ثابت است، با هر دو صفحه کلاچ ارتباط دارد.
وقتی فشار مایع هیدرولیکی یک صفحه کلاچ را به جلو فشار میدهد، فنرهای پشت آن فشرده شده و صفحه کلاچ را به صفحه ثابت درگیر میکند و این حالت تا زمان درگیری صفحه کلاچ بعدی و آزاد شدن فنر کلاچ قبلی ادامه دارد.
معایب و محاسن سیستمهای انتقال قدرت دو کلاچه :
مهمترین امتیاز این سیستم در این است که چون زمان تعویض دنده بسیار کوتاه است، شتابگیری به نحو سریع و مطلوبی خواهد بود و افت دور موتور کاهش چشمگیری خواهد داشت. از طرفی راننده نیز میتواند خود در تعویض دنده شرکت کند که لذت رانندگی را افزایش خواهد داد.
چون تعویض دنده بسیار دقیق و توسط کامپیوتر کنترل میشود، عمر قطعات داخلی گیربکس افزایش پیدا میکند. مشکل بزرگ این جعبه دندهها وزن بیشتر و حجم بالاتر آنهاست. ضمن اینکه پیچیدگی بالاتری نیز دارند که تعمیر و نگهداری آنها را در طول زمان مشکلتر خواهد کرد، اما چون حالت رانندگی یکنواختتر است، مصرف سوخت نیز کاهش مییابد. هر چند این جعبه دندهها، میتوانند قدرتهای بالایی را دریافت و منتقل کنند اما چون کار تعویض دنده با کامپیوترها صورت میگیرد، تقویت این خودروها کمی سختتر و هزینهبرتر خواهد بود.
ضمن اینکه گیربکسهای CVT رقیب اصلی این جعبه دندهها به شمار میروند و تنها نکتهای که قدرتنمایی آنها را در برابر دوکلاچهها کم میکند، ضعف آنها در دریافت توانهای بالا و کسلبودن رانندگی با آنهاست که استفاده از آنها را در خودروهای اسپرت کمرنگ کرده است.
نقطه ضعف دیگر این جعبه دندهها در این است که محصولات ساخته شده از هر کدام از کمپانی تولیدکننده، نهایتا قادر به تحمل میزان مشخصی از نیرو هستند که همین محدودیت، باز هم دست تیونرها را بستهتر خواهد کرد.
این جعبه دندهها چون دارای کلاچ خیس هستند، مشکلات سیستمهای هیدرولیکی را به همراه خواهند داشت که صد در صد به مرور زمان و با کارکرد بالاتر آنها، خود را نشان خواهد داد که البته با ساخت کلاچهای خشک این نقص نیز بر طرف خواهد شد.
سازندگان دو کلاچهها
سازندگانی زیادی نیستند که جعبه دندههای دو کلاچه را برای دیگر خودروها میسازند. اکثر کمپانیهای دنیا از این سازندگان تغذیه میشوند و تنها شرکتی که در زیرمجموعههای خود اقدام به تولید جعبه دندههای دو کلاچه با نام خود میکند، کمپانی فیات است. BorgWarner یکی از بزرگترین تولیدکنندگان این جعبهدندههاست که محصولات خود را با نام DualTronic معرفی میکند و خانواده فولکس واگن مشتری اصلی آن به حساب میآید. البته نیسان GTR نیز از این جعبه دنده استفاده میکند. Fiat Powertrain Technologies که با همکاری ماگنت مارلی ایتالیا و بورگ وارنر جعبه دندههای خود را با نام Euro Twin Clutch محصولات خود را عرضه میکند. FEV دیگر شرکتی است که جعبه دندههای 6 و 7 سرعته خود را میسازد و حتی نمونهای از 10سرعته را نیز رونمایی کرده است. گتراگ یکی از معروفترین سازندگان در بین رقباست. جعبه دندههای ساخت این شرکت روی خودروهای معروفی چون مرسدس بنز SLS AMG، بامو M3، فراریهای کالیفرنیا، 458 ایتالیا و لافراری تا فورد فوکوس، رنو مگان، مدلهای مختلف ولوو و لنسر Evo نسل دهم نصب شده است. Graziano از بقیه سازندگان جعبه دندههای دو کلاچه فعالیت کمتری دارد اما در کارنامه خود سوپراسپرت مکلارن MP4-12C را دارد. LUK نیز از دیگر سازندگان این سیستم انتقال قدرت است که برای فولکس واگن جعبه دندههای DSG را میسازد. ریکاردرو نیز یک شرکت انگلیسی است که جعبه دنده 7 سرعته بوگاتی ویرون از ساختههای آن است و ZF که معروفترین سازنده سیستمهای انتقال قدرت در دنیاست، گیربکسهای معروف PDK پورشه را میسازد.