خودروهای هیبریدی

صنعت خودروسازی در جهان حال حاضر به دلیل مشکلات زیست محیطی و مسئله گرمای جهانی ، روز به روز به سمت پیشرفت و مصرف کمتر از ذخایر سوختی پیش می رود و در حال حاضر تمرکز بخش عظیمی از این صنعت پر کاربرد در تولید خودروهای هیبریدی است .

ابتدایی ترین چیزی که کاملا مشخص و مبرهن است این موضوع است که خودروهای هیبریدی در بخش فنی به طور کامل با خودروهای احتراق داخلی تفاوت دارند . یک نمونه از این بخش ها که موضوع بحث امروز ما نیز می باشد بخش گیربکس یا همان جعبه دنده می باشد .

توجه داشته باشید که در خودروهای احتراق داخلی از جعبه دنده های چند سرعته استفاده می شود ولی در خودروهای هیبریدی این موضوع به یک یا در حال حاضر دو سرعته تقلیل می یابد .

شاید این سوال برایتان ایجاد شود که با توجه به افزایش سرعت خودروهای روز دنیا و نیاز آنها به جعبه دنده هایی با تعداد دنده های بیشتر ، چرا خودروهای هیبریدی تنها از جعبه دنده های یک یا بعضا دو سرعته استفاده می کنند ؟ جواب سوال شما اینجاست !

ابتدا بگذارید توضیحی اجمالی از فراینده کاری جعبه دنده خدمتتان ارائه کنم :

وظیفه جعبه دنده (GEARBOX) در خودروها ، انتقال قدرت به چرخ های جلو و همپنین تغییر مقدار گشتاور لازم به منظور بهره بری بهتر می باشد . در موتور های سوختی یا به اصطلاح احتراقی ، میزان قدرت و گشتاور خودرو در دور موتور خاصی بدست می آید و هر چه دور موتور بالاتر رود ، شتاب ، قدرت و گشتاور خودرو بیشتر خواهد شد . البته اگر تا به حال پشت فرمان ماشین قرار گرفته باشید خواهید دانست که در هر دنده مجزا در خودروهای احتراقی ، ماکسیمم دور موتوری وجود دارد که از آن فراتر نخواهد رفت و دیگر گشتاور و قدرت موتور تغییری نخواهد کرد و ثابت خواهد ماند . برای مثال حداکثر میزان گشتاور در خودروهای احتراقی بر روی مقدار 3000 تا 3500 اتفاق می افتد و برای حداکثر میزان قدرت نیز ، دور موتور می بایست روی مقدار 4500 دور بر دقیقه قرار بگیرد .

با توجه به این قضیه می توان دریافت که خودروهای احتراقی دور موتوری بین 1000 تا 10000 دور بر دقیقه خواهند داشت که بسته به نوع موتور تفاوت می کند . با عنایت بر این موضوع می توان فهمید که در صورتی که دور موتور زیر حداقل موجود باشد پیشرانه خودرو به دلیل اصطکاک بین قطعات و عدم توانایی برای غلبه بر آن خاموش خواهد شد . علاوه بر این در صورت عبور دور موتور از حداکثر قدار مجاز ، موتور با عمل کات آف اجازه افزایش بیش از اندازه دور موتور را نمی دهد و مقدار آنرا تقریبا قابت نگه خواهد داشت .

در حقیقت وقتی دور موتور خودرو پایین باشد قدرت و گشتاور خروجی بسیار پایین بوده و نمی توان بدون تغییر گشتاور اصلی موتور ، خودرو را به حرکت درآورد . در این صورت با تغییر ضریب دنده گشتاور خروجی از موتور تغییر کرده و در نتیجه نیروی چرخشی وارد شده به چرخ ها بیشتر می شود و موتور با میزان توان خروجی ثابت می تواند خودرو را به حرکت بیاندازد . و در صورت افزایش سرعت ، نیاز به بالا بردن گشتاور موتور کمتر می شود و در نتیجه جعبه دنده با دنده سبک تر می تواند با سرعت بیشتری چرخهای خودرو را بچرخاند .

جعبه دنده تک سرعته

خودروهای هیبریدی و الکتریکی ، بدلیل نبود اصطکاک و عوامل بازدارنده حرکت موتور ، تمامی گشتاور از همان ابتدا شروع کار موتور در بیشترین حد ممکن است و در نتیجه پیشرانه خودرو از همان اول ، بدون نیاز به تغییر گشتاور موتور بوسیله جعبه دنده قادر است خودرو را به حرکت در بیاورد و به صورت تئوری نیازی به وجود جعبه دنده نیست !

ولی اینجا مشکلی پدید خواهد آمد که لزوم استفاده از جعبه دنده را آشکار می کند . موتورهای خودروهای الکتریکی قادر هستند تا گشتاوری به مقدار 20000 دور بر دقیقه را ایجاد کنند و در صورت نبود جعبه دنده چرخ های خودرو می تواند تا همین میزان در دقیقه به چرخش دربیایند که از نظر عملی کاملا محال است . بنابراین وجود جعبه دنده در این سری از خودروها الزامیست ولی این جعبه دنده ها بدلیل ثابت بودن گشتاور تولیدی نیازی به دنده های بیشتر ندارند و می توانند با افزایش دور موتور ، سرعت را افزایش داده و در صورت کاهش دور موتور ، سرعت را تقلیل کنند .

البته یک شرکت اتریشی در شهریور ماه سال 1397 موفق به تولید نوعی خاص از گیربکس ها شده که دارای 2 دنده میباشند و دو سرعته هستند . مهندسین شرکت کریزل الکتریک اولین جعبه دنده 2 سرعته جهان را برای خودروهای برقی ابداع کردند .

این شرکت ، اولین سری از این مدل گیربکس ها را بر روی خودرو PORSCH 910 امتحان کردند و موفق شدند در 2.5 ثانیه سرعت خودرو را از صفر به 100 برسانند که نهایت سرعت این خودرو نیز 300 کیلومتر بر ساعت بیان شده است .

خودروی طراحی شده توسط شرکت کریزل حدود یک میلیون دلار قیمت گذاری شده و برای اولین بار به سیستم جعبه دنده دو سرعته مجهز شده که آنرا از بقیه خودرو های الکتریکی که تا کنون ساخته شده است متمایز می کند .

جعبه دنده های CVT

CVT  یا همان (CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION  ) به معنی سیستم انتقال قدرت متغیر است که اولین مدل آن در سال 1986 به ثبت رسید . چندین کارخانه ماشین سازی مطرح دنیا از جمله جنرال موتورز ، آئودی ، نیسان و … هم اکنون در حال گسترش دادن این نوع از جعبه دنده ها هستند .

هنگامی که راننده در حین حرکت خودرو اقدام به تعویض دنده میکند ( چه به صورت اتوماتیک و چه به صورت دستی ) ، باعث درگیر شدن دو چرخ دنده با اندازه ها و تعداد دندانه های مختلف می شود که باعث تغییر میزان گشتاور تولید شده خواهد شد .

این چرخ دنده های متفاوت با بوجود آوردن ضریب دنده های گوناگون که با تعداد دندانه و قطر چرخ دنده متناسب است گشتاور و دور را به چرخ ها منتقل می کند .

در نمونه اتوماتیک ، این نسبت دنده ها بوسیله درگیر شدن چرخ دنده های خورشیدی و سیاره ای و قفسه نگهدارنده و چرخ دنده ی رینگی ایجاد می شود .

اجزا تشکیل دهنده سیستم انتقال قدرت CVT  شامل پولی ورودی ( محرک ) ، پولی خروجی ( متحرک ) و تسمه مخضوضی از جنس فلز یا پلاستیک می باشند .هر کدام از این پولی های ورودی و خروجی از دو مخروط تشکیل شده اند که این مخروط ها می توانند در راستای محوری که در آن نصب شده اند حرکت کنند .

زمانی که دو مخروط به یکدیگر نزدیک می شوند ، به دلیل سطح شیبدار مخروط ها تسمه بر روی سطح حرکت کرده و به سمت بالا رانده می شود . و زمانی که دو مخروط از یکدیگر فاصله می گیرند عرض پولی بیشتر شده و تسمه پایین میاید و بین دو سر مخروط قرار میگیرد .

زمانی که دو پولی که هرکدام از دو مخروط متحرک تشکیل شده‌اند عرض خود را از طریق جابجایی مخروط‌ها تغییر می‌دهند، بینهایت شعاع پولی ایجاد می‌شود و همانطور که میدانیم نسبت میان شعاع پولی ورودی و خروجی سبب ایجاد بینهایت ضریب دنده می‌شود به همین دلیل زمانی که خودرو در حال حرکت است با افزایش یا کاهش سرعت عرض این پولی‌ها کم و زیاد شده و و نسبت دنده‌ای را متناسب با وضعیت حرکتی خودرو ایجاد می‌کند.

به همین دلیل است که این نوع از جعبه دنده ها بر خلاف سایر مدل آنها تعداد محدودی ضریب دنده تولید می کنند . در جعبه دنده های CVT  بی نهایت نسبت دور تولید می شود که باعث از بین رفتن شوک و تغییر دورهای ناگهانی ناشی از تعویض دنده می شود و به طور پیوسته و متغیر در هر لحظه ضریب دنده مناسب انتخاب می شود .

 

 

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.