گیربکس دبل کلاچ یا DCT

گیربکس های اتوماتیک AT معروف ترین و پرکاربرد ترین نوع گیربکس های اتوماتیک هستند که از قدیم الایام روی بسیاری از خودرو ها مورد استفاده قرار می گرفتند. این گیربکس ها ساختار کاملا متفاوتی با گیربکس های دنده دستی و یا دو کلاچه دارند و نحوه عملکرد آن ها نیز کاملا متفاوت است. در این مقاله قصد داریم تا گیربکس اتوماتیک را تشریح کنیم، تاریخچه ساخت این گیربکس ها را بیان کنیم، اجزای مختلف این گیربکس را معرفی کرده و نحوه عملکرد آن ها را بیان کنیم و در نهایت، ضمن بیان مزایا و معایب این گیربکس ها نکات نگهداری از گیربکس اتوماتیک را نیز آموزش دهیم.
گیربکس اتوماتیک AT چیست؟
گیربکس اتوماتیک AT یا همان Automatic Transmission، یک مدل از انواع گیربکس اتوماتیک و معروف ترین آن ها است که تمام خودروسازان از دهه های انتهایی قرن بیستم به طور گسترده از آن استفاده می کردند. با وجود اینکه امروزه گیربکس های CVT و DCT نیز جای خود را در بازار خودرو باز کرده اند اما همچنان گیربکس های AT به دلیل عملکرد عالی و بی نقص خود، محبوب ترین گیربکس در میان رانندگان هستند

در این گیربکس ها عمل تعویض دنده به صورت خودکار انجام می شود و دیگر خبری از پدال کلاچ در کابین خودرو نیست. به جای دنده های مختلف که در گیربکس دستی با گرفتن پدال کلاچ قابل تعویض بود، در گیربکس اتوماتیک چند حالت مختلف رانندگی وجود دارد که با فشردن پدال ترمز می توان میان آن ها جابجا شد. این حالات عبارتند از:
حالت پارک (Park – P)
این حالت تنها برای پارک کردن خودرو مورد استفاده می گیرد و هنگامی که لیور دنده در این حالت قرار بگیرد، گیربکس با قفل کردن شفت خروجی خود مانع از حرکت خودرو خواهد شد.
حالت دنده عقب (Reverse – R)
در این حالت خودرو روی دنده عقب قرار خواهد گرفت و به سمت عقب حرکت می کند.
حالت خلاص (Neutral – N)
حالت خلاص گیربکس؛ با قرار دادن لیور در این حالت هیچ دنده ای درگیر نخواهد بود و خودرو به صورت آزادانه می تواند حرکت کند.
حالت حرکت (Drive – D)
حالت عادی رانندگی؛ در این حالت دنده ها درگیر شده و با برداشتن پا از روی پدال ترمز خودرو شروع به حرکت کرده و به صورت خودکار دنده ها را تعویض می کند.
حالت دنده سنگین (Low – L)
در این حالت گیربکس در سنگین ترین دنده یعنی دنده 1 قرار می گیرد و تا زمانی که لیور در این حالت باشد عمل تعویض دنده انجام نخواهد شد. این حالت برای حرکت در سربالایی های سنگین، سراشیبی های تیز و مواردی از این قبیل کاربرد دارد.
این حالت اکثرا در مدل های قدیمی تر گیربکس های اتوماتیک وجود دارد و این روزها جای خود را به حالت دستی یا تیپ ترونیک داده است، این حالت در بازار ایران در خودروهایی مانند هیوندای آوانته، نیسان ماکسیما و… وجود داشت.
حالت دستی (Manual – M)
حالت دستی؛ این حالت تنها در گیربکس های اتوماتیک مجهز به تیپ ترونیک وجود دارد و در واقع جایگزین حالت L است. تیپ ترونیک به راننده اجازه می دهد که با حرکت دادن لیور و یا شیفتر های پشت فرمان تعویض دنده ها را به صورت دستی انجام دهد. حالت M گیربکس در مواردی مانند رانندگی در ترافیک، رانندگی در سربالایی یا سرپایینی و رانندگی اسپرت کاربرد دارد

گیربکس دو کلاچه DCT چیست؟
شماتیک گیربکس دو کلاچه DCT

نام گیربکس دوکلاچه این حس را به شنونده می‌دهد که احتمالا این گیربکس نمونه دستی دارای دو صفحه کلاچ است، اما خیر. جعبه دنده DCT در خانواده گیربکس‌های اتوماتیک توربینی (دارای مبدل گشتاور/ Torque Convertor) قرار می‌گیرد. به این معنا که انتقال نیرو از پیشرانه به ورودی گیربکس همانند گیربکس اتوماتیک معمولی و جعبه دنده CVT، از طریق توربین روغنی و با ساختار ارتباط سیالی (Viscose Coupling) انجام می‌شود.

اصل تمایز اما در داخل گیربکس است. در گیربکس‌های اتوماتیک معمولی (AT) مجموعه‌ای از چرخ دنده‌های سیاره‌ای (Planetary) وجود دارد که هر گروه از دنده‌های سیاره‌ای قابلیت ایجاد ۳ ضریب دنده متمایز دارند. مجموعه پک کلاچ‌های روغنی یا تَر (Wet Clutch Packs) با فشار روغن یا به دستور TCU (کامپیوتر گیربکس) به ترتیب قفل می‌شوند و گروه دنده‌های سیاره‌ای را به نوبت درگیر یا رها می‌کنند تا ترتیب دنده‌های انتخابی راننده یا ECU (کامپیوتر خودرو) تامین شود.

اما درون گیربکس DCT بسیار شبیه به جعبه دنده دستی است. به این معنا که خبری از گروه دنده‌های سیارهای نیست و شباهت ترکیب دنده‌ها بسیار بیشتر شبیه نوع ساختار درونی گیربکس دنده دستی و به روش دو شفت متقابل ورودی و خروجی است. با این تمایز که دنده‌ها در ترکیب زوج و فرد + دنده عقب از یکدیگر جدا هستند و به صورت مستقل عمل می‌کنند. در حقیقت گیربکس دو کلاچه DCT نمونه اتوماتیک‌شده گیربکس دستی با عملکرد هوشمند کامپیوتری دو گروه مجزا از کلاچ‌های اصطکاکی است.

اما این استقلال میان دنده‌های زوج و فرد + دنده عقب از طریق دو گروه مجزا از پک کلاچ تامین می‌شود. به این ترتیب که یک پک کلاچ وظیفه درگیری یا رهاسازی شفت دنده‌های زوج و پک دیگر وظیفه درگیری و رهاسازی دنده‌های فرد و دنده عقب را بر عهده دارد. در این گیربکس انتخاب دنده مورد نظر از طریق TCU و به روش الکترومکانیکی انجام می‌شود. اما درگیر کردن یا رهاسازی شفت مورد نظر بر عهده پک کلاچ‌های متناظر است.

به عنوان مثال، در آغاز حرکت از حالت سکون، تکلیف گیربکس تقریبا مشخص است. یا دنده ۱ برای حرکت رو به جلو یا دنده R برای حرکت رو به عقب مورد انتخاب است. زمانی که راننده حالت D یا ۱ (در حالت ترونیک) را برای حرکت رو به جلو انتخاب می‌کند، گیربکس دنده مورد نظر را برمی‌گزیند و برای درگیر کردن شفت ورودی گیربکس (از موتور خودرو) و اتصال آن به شفت خروجی (به سمت چرخ‌ها) تنها کافی است که مجموعه کلاچ‌های شفت دنده‌های فرد + دنده عقب را درگیر کند.

در این حالت شفت دنده‌های زوج دنده ۲ را برگزیده است، اما پک کلاچ‌های دنده‌های زوج در انتظار دستور TCU برای اعمال درگیری کلاچ‌ها است. زمانی که دستور استفاده از دنده ۲ فرا می‌رسد، TCU به صورت همزمان پک کلاچ‌های شفت دنده‌های فرد را رها و بلافاصله پک کلاچ‌های دنده‌های زوج را درگیر می‌کند.

در این مرحله اگر سرعت خودرو رو به افزایش باشد، یعنی گیربکس باید روی شفت دنده‌های فرد، دنده ۳ را انتخاب کند و آماده درگیری پک کلاچ شفت فرد باشد. اما اگر بنا به هر دلیل سرعت خودرو کم شود، گیربکس دنده ۱ را انتخاب می‌کند و آماده درگیری پک کلاچ دنده‌های فرد می‌شود. چرا که دنده‌های ۱ و ۳ هر دور روی شفت دنده‌های فرد قرار دارند.

اما این توصیف پیچیده و گیج‌کننده دقیقا به چه معنا است؟ به عبارت ساده‌تر، جعبه دنده دو کلاچه DCT با تکیه بر اطلاعات ورودی ECU و TCU و با در نظر گرفتن فاکتورهایی چون دور موتور، سرعت خودرو، سرعت حرکت چرخ‌ها، فشار روغن و ده‌ها فاکتور دیگر، به خوبی می‌داند که دنده مورد نظر بعدی کدام دنده از کدام شفت (زوج یا فرد) خواهد بود. از این رو دنده مورد نظر به سرعت انتخاب می‌شود و پک کلاچ‌های شفت متناظر در انتظار درگیری یا رهاسازی است.

به صورت کلی دو نوع گیربکس DCT وجود دارد که تمایز میان آن‌ها تنها بر اساس نوع طراحی و عملکرد مجموعه کلاچ‌های دوگانه تعیین می‌شود. این دو نمونه شامل دوکلاچه (DCT) خشک (Dry DCT) و دو کلاچه (DCT) تر یا خیس (Wet DCT) است.

در گیربکس DCT خشک، مجموعه پک کلاچ‌های دوگانه (کلاچ‌های شفت فرد و زوج)، سیستم روان‌کاری و خنک‌کاری (فاقد روغن) ندارد. به این معنا که همانند سیستم کلاچ خودروهای دنده دستی، این پک کلاچ‌ها کاملا خشک عمل می‌کنند.

اما در گیربکس دو کلاچه تر، مجموعه پک کلاچ‌های دوگانه با تکیه بر وجود پمپ روغن داخلی، به کمک روغن گیربکس هم روان‌کاری می‌شوند و هم خنک‌کاری. درست همانند پک کلاچ‌های موتورسیکلت‌های دنده‌ای در بازار کشور.