برلیانس
سراتو
آریو
قطعات بدون دسته
همه محصولات
بررسی سیستم کلاچ اتوماتیک خودرو – کلاچ یکی از اجزای کلیدی سیستم انتقال قدرت در خودرو است که وظیفه دارد ارتباط بین موتور و گیربکس را برقرار یا قطع کند . در خودروهای دندهای، این کار با فشار پای راننده بر پدال کلاچ انجام میشود، اما در خودروهای مجهز به کلاچ اتوماتیک، این فرآیند کاملاً به صورت خودکار و بدون دخالت مستقیم راننده انجام میگیرد.
کلاچ اتوماتیک باعث میشود رانندگی در ترافیک و مسیرهای شهری سادهتر شود و نیاز به هماهنگی مداوم دست و پا برای تعویض دنده از بین برود.
کلاچهای اتوماتیک چگونه کار میکند؟
کلاچ اتوماتیک به کمک سنسورها، واحد کنترل الکترونیکی (ECU) و سیستمهای هیدرولیکی یا برقی، لحظه مناسب برای قطع یا وصل نیروی موتور به گیربکس را تشخیص میدهد . این سیستم بهگونهای طراحی شده است که تعویض دندهها بدون تکان شدید و با حداقل افت قدرت انجام شود.
مراحل عملکرد:
اول: دریافت اطلاعات از سنسورهای مختلف مانند سرعت خودرو، دور موتور، موقعیت پدال گاز و وضعیت دنده که به ECU ارسال میشوند.
دوم: پردازش دادهها توسط ECU برای محاسبه زمان مناسب درگیری یا آزادسازی کلاچ.
سوم: اجرای فرمان توسط عملگر برقی یا هیدرولیکی برای وارد یا برداشتن فشار از صفحه و دیسک کلاچ.
چهارم: انتقال نیرو از موتور به گیربکس و سپس به چرخها پس از درگیری کلاچ.
اجزای اصلی کلاچ اتوماتیک
واحد کنترل الکترونیکی (ECU): مغز سیستم که تصمیمگیریها را انجام میدهد.
سیستم عملگر (Actuator): شامل موتور برقی یا سیلندر هیدرولیکی برای اجرای فرمان ECU.
سنسورهای ورودی: سنسور پدال گاز، سرعت، دنده و دور موتور.
دیسک و صفحه کلاچ مخصوص: با طراحی مقاومتر نسبت به کلاچهای دستی.
مدار هیدرولیک یا برقی: برای انتقال نیرو به سیستم مکانیکی کلاچ.
تعامل کلاچ اتوماتیک با سایر بخشهای خودرو
- ارتباط با موتور خودرو: انتقال نرم نیرو از موتور به گیربکس باعث جلوگیری از لرزش و خاموشی ناگهانی میشود.
- ارتباط با گیربکس: هماهنگی کامل کلاچ با گیربکس از آسیب به دندهها جلوگیری میکند.
- ارتباط با سیستم انتقال قدرت: مانع از وارد شدن ضربات ناگهانی به دیفرانسیل و پلوسها میشود.
- ارتباط با سیستم ترمز: در توقف کامل، کلاچ اتوماتیک ارتباط موتور و گیربکس را قطع میکند.
- ارتباط با سیستم کنترل الکترونیکی: دقت بالای ECU تضمینکننده عملکرد روان است.
انواع سیستمهای کلاچ اتوماتیک
گیربکس AMT (دستی خودکار شده)
سیستم گیربکس AMT یا Automated Manual Transmission نوعی جعبهدنده است که در اصل ساختار یک گیربکس دستی معمولی را دارد، اما فرآیند کلاچگیری و تعویض دندهها بهطور خودکار توسط واحدهای الکترونیکی و مکانیکی انجام میشود . این فناوری را میتوان ترکیبی از مزایای گیربکس دستی و اتوماتیک دانست.
ساختار و نحوه عملکرد
گیربکس AMT همان دندههای مکانیکی، شفتها و مجموعه کلاچ یک گیربکس دستی را دارد، اما به جای آنکه راننده با پدال کلاچ و دستهدنده کار کند، یک واحد کنترل الکترونیکی (TCU یا ECU) به همراه محرکهای الکترومکانیکی یا هیدرولیکی وظیفه کنترل کلاچ و انتخاب دنده را برعهده دارند.
مراحل عملکرد
حسگرها سرعت خودرو، دور موتور و موقعیت پدال گاز را اندازهگیری میکنند.
ECU تصمیم میگیرد چه زمانی کلاچ را قطع یا وصل کرده و دنده را تغییر دهد.
عملگرهای برقی یا هیدرولیکی کلاچ را آزاد کرده و دنده مناسب را درگیر میکنند.
فرآیند بدون دخالت مستقیم راننده انجام میشود، اما با همان ساختار مکانیکی گیربکس دستی.
مزایا
- مصرف سوخت کمتر نسبت به گیربکسهای اتوماتیک هیدرولیکی، به دلیل استفاده از ساختار دستی.
- هزینه تولید و تعمیر کمتر نسبت به گیربکسهای اتوماتیک کامل (AT یا CVT).
- امکان استفاده از حالت نیمهدستی، یعنی راننده میتواند با حرکت دستهدنده، تعویض را کنترل کند.
- مناسب برای خودروهای اقتصادی و شهری به دلیل کاهش استهلاک و قیمت تمامشده.
معایب
- تاخیر در تعویض دنده (Shift Lag) که ممکن است در شتابگیری محسوس باشد.
- نرمی کمتر نسبت به گیربکسهای اتوماتیک پیشرفته.
- در برخی مدلها، تعویض دندهها ممکن است همراه با تکان یا ضربه باشد، بهخصوص در دندههای پایین.
کاربردها
سیستم AMT بیشتر در خودروهای اقتصادی و کلاس شهری دیده میشود . بسیاری از خودروسازان آسیایی و اروپایی در مدلهای کوچک و میانرده از آن استفاده میکنند، چون هزینه ساخت پایین و بهرهوری سوخت خوبی دارد.
گیربکس AT (اتوماتیک سنتی)
گیربکس AT یا Automatic Transmission به معنی جعبهدنده تماماتوماتیک است که فرآیند کلاچگیری و تعویض دنده را به طور کامل بدون دخالت راننده انجام میدهد . این سیستم برخلاف AMT، ساختار آن از پایه با گیربکس دستی متفاوت بوده و برای اتوماتیک بودن طراحی شده است.
ساختار و نحوه عملکرد
گیربکس AT معمولاً شامل این اجزا است:
- مبدل گشتاور (Torque Converter): جایگزین کلاچ در گیربکسهای دستی شده و وظیفه انتقال قدرت بین موتور و گیربکس را با استفاده از مایع روغن گیربکس (ATF) بر عهده دارد.
- مجموعه چرخدندههای سیارهای (Planetary Gear Sets): مکانیزمی که نسبت دندههای مختلف را فراهم میکند.
- سیستم هیدرولیکی و کنترل الکترونیکی: فشار روغن را برای درگیر کردن کلاچها و باندها (Bands) کنترل میکند تا دنده مناسب انتخاب شود.
مراحل عملکرد:
مبدل گشتاور نیرو را از موتور گرفته و با استفاده از روغن به گیربکس منتقل میکند.
ECU یا واحد کنترل هیدرولیکی بسته به سرعت خودرو، دور موتور و موقعیت پدال گاز، دنده مناسب را انتخاب میکند.
چرخدندههای سیارهای با کمک کلاچها و باندها، نسبت دنده را تغییر میدهند.
مزایا
- تعویض دنده نرم و بیصدا به دلیل استفاده از مبدل گشتاور.
- راحتی رانندگی به دلیل حذف پدال کلاچ و تغییر دنده خودکار.
- عملکرد بهتر در ترافیک و مسیرهای شهری.
- دوام و عمر بالا در صورت نگهداری صحیح.
معایب
- مصرف سوخت بیشتر نسبت به گیربکس دستی (هرچند در مدلهای مدرن این اختلاف کمتر شده).
- هزینه تولید و تعمیر بالاتر به دلیل پیچیدگی مکانیزم.
- وزن بیشتر نسبت به گیربکس دستی یا AMT.
کاربردها
این نوع گیربکس در بسیاری از خودروهای سواری، شاسیبلند و حتی وانتها استفاده میشود . با پیشرفت فناوری، گیربکسهای AT مدرن با تعداد دندههای بیشتر (۶، ۸، ۱۰ سرعته) و سیستمهای قفل مبدل گشتاور (Lock-Up)، کارایی بسیار بالایی پیدا کردهاند.
گیربکس CVT (بدون دنده ثابت)
گیربکس CVT یا Continuously Variable Transmission نوعی جعبهدنده اتوماتیک است که بهجای استفاده از دندههای ثابت، از یک سیستم انتقال قدرت با نسبت دنده متغیر پیوسته استفاده میکند . این ویژگی باعث میشود تغییر سرعت و توان موتور کاملاً نرم و بدون ضربه احساس شود.
ساختار و نحوه عملکرد
گیربکس CVT معمولاً از اجزای اصلی زیر تشکیل شده است:
- دو پولی مخروطی شکل (Drive Pulley و Driven Pulley).
- یک تسمه یا زنجیر فولادی با انعطاف بالا که این دو پولی را به هم متصل میکند.
- واحد کنترل الکترونیکی و هیدرولیکی برای تغییر فاصله بین مخروطها و در نتیجه تغییر نسبت انتقال قدرت.
مراحل عملکرد
پولیها میتوانند باز و بسته شوند تا قطر مؤثر آنها تغییر کند.
وقتی قطر پولی ورودی بزرگتر و قطر پولی خروجی کوچکتر میشود، نسبت دنده بلند (سرعت زیاد) ایجاد میشود.
برعکس، وقتی قطر پولی ورودی کوچکتر و خروجی بزرگتر است، نسبت دنده کوتاه (قدرت بیشتر) ایجاد میشود.
این تغییرات پیوسته انجام میشود، نه پلهای مثل AT یا AMT.
مزایا
- تعویض دنده بدون ضربه و وقفه، رانندگی نرم و آرام.
- بهرهوری سوخت بالا به دلیل حفظ دور موتور در بازه بهینه.
- مناسب برای رانندگی شهری و مسیرهای کمشیب.
- وزن سبکتر نسبت به گیربکس AT سنتی.
معایب
- احساس مصنوعی رانندگی برای برخی رانندگان، چون خبری از تعویض دندههای مشخص نیست.
- توان کشش محدود، به همین دلیل در خودروهای پرقدرت یا سنگین کمتر استفاده میشود.
- در صورت خرابی، هزینه تعمیر بالا به دلیل حساس بودن تسمه یا زنجیر.
- عملکرد نهچندان ایدهآل در شتابگیری شدید یا مسیرهای سربالایی طولانی.
کاربردها
CVT بیشتر در خودروهای اقتصادی، کراساوورهای کوچک و خودروهای هیبریدی به کار میرود . بسیاری از برندها مانند نیسان، تویوتا، هوندا، میتسوبیشی و سوبارو از این فناوری استفاده میکنند و هرکدام نسخه اختصاصی خود را دارند.
گیربکس DCT (دو کلاچه)
گیربکس DCT یا Dual Clutch Transmission به معنی جعبهدنده دوکلاچه است که ترکیبی از سرعت و کارایی گیربکس دستی و راحتی گیربکس اتوماتیک را ارائه میدهد . این سیستم با استفاده از دو کلاچ مجزا، دندهها را بسیار سریع و تقریباً بدون وقفه تعویض میکند.
مراحل عملکرد
- دو مجموعه کلاچ: یکی برای دندههای زوج (۲، ۴، ۶ و . . .) و دیگری برای دندههای فرد (۱، ۳، ۵ و . . .).
- شفتهای ورودی تو در تو: شفتی که داخل شفت دیگر قرار گرفته تا بتواند دندههای فرد و زوج را همزمان آماده نگه دارد.
- واحد کنترل الکترونیکی (TCU): هماهنگکننده عملکرد کلاچها و زمانبندی تعویض دنده.
روش کار به شکل ساده:
فرض کنید خودرو در دنده ۲ است . کلاچ اول فعال است و نیرو را منتقل میکند.
همزمان، دنده ۳ توسط کلاچ دوم آماده درگیر شدن است.
هنگام تعویض، کلاچ اول آزاد و کلاچ دوم تقریباً بهصورت آنی درگیر میشود.
نتیجه: تعویض دنده فوقالعاده سریع و بدون افت محسوس نیرو.
مزایا
- سرعت بسیار بالا در تعویض دنده (به ویژه در نسخههای خشک و اسپرت).
- بهرهوری سوخت بهتر نسبت به گیربکس AT، به دلیل انتقال مستقیمتر نیرو.
- شتابگیری روان و بدون وقفه محسوس.
- امکان رانندگی اسپرت با حس گیربکس دستی ولی بدون پدال کلاچ.
معایب
- هزینه تعمیر و نگهداری بالا به دلیل پیچیدگی مکانیزم.
- حساسیت به شرایط رانندگی: استفاده زیاد در ترافیک سنگین یا توقف–حرکت مداوم میتواند باعث داغ شدن کلاچهای خشک شود.
- در نسخههای قدیمیتر یا اقتصادی، تکانهای محسوس در سرعت پایین یا شروع حرکت.
- نیاز به سرویس منظم روغن مخصوص DCT.
کاربردها
گیربکس DCT در خودروهای اسپرت، پریمیوم و حتی برخی مدلهای اقتصادی استفاده میشود . برندهایی مانند Volkswagen (DSG)، Ford (Powershift)، Hyundai/Kia (7DCT)، BMW، Mercedes-AMG و Porsche (PDK) از این سیستم بهره میبرند .
مقایسه انواع سیستمهای کلاچ اتوماتیک
هر یک از سیستمهای کلاچ اتوماتیک ویژگیها و کارایی خاص خود را دارند . اگر نرمی تعویض دنده معیار اصلی باشد، گیربکسهای AT و CVT بهترین عملکرد را دارند، CVT با حذف دنده ثابت تغییر سرعتی کاملاً پیوسته و بدون ضربه ایجاد میکند و AT با مبدل گشتاور، نرمی بالایی ارائه میدهد . AMT در این زمینه کمی خشکتر است و گاهی هنگام تعویض دنده تکان محسوسی دارد، در حالی که DCT نرم است اما حس اسپرت آن باعث میشود تغییر دنده کمی محسوستر باشد.
از نظر مصرف سوخت، گیربکسهای CVT، DCT و AMT معمولاً بهینهتر هستند و AT مصرف بیشتری دارد . در بحث هزینه نگهداری، AMT کمهزینهترین است، AT و CVT هزینه متوسط تا بالا دارند و DCT به دلیل پیچیدگی مکانیکی، گرانترین تعمیرات را دارد.
برای رانندگی در ترافیک، AT و CVT بهترین گزینه هستند چون نرمی و واکنش روانی دارند . AMT نیز مناسب است ولی در ترافیک سنگین کمی تکان دارد. DCT هم در ترافیک خوب عمل میکند اما در توقفهای مکرر حساسیت بیشتری نشان میدهد.
از نظر حس اسپرت، DCT بهترین عملکرد را دارد، AMT در جایگاه دوم است، AT عملکردی متوسط دارد و CVT کمترین حس اسپرت را منتقل میکند.
علائم خرابی کلاچ اتوماتیک
لرزش یا تکان هنگام شروع حرکت
لغزش کلاچ و افت شتاب
تأخیر در واکنش خودرو به گاز
بوی سوختگی ناشی از داغ شدن صفحه کلاچ
خاموش شدن ناگهانی در توقف کامل
نکات مهم استفاده و نگهداری
از شتاب ناگهانی پرهیز کنید.
در سربالایی از ترمز دستی استفاده کنید.
در توقفهای طولانی، دنده را در حالت N قرار دهید.
سرویس دورهای سیستم هیدرولیک یا برقی را انجام دهید.
به علائم هشداردهنده سریع واکنش نشان دهید.
جمعبندی
سیستم کلاچ اتوماتیک یکی از فناوریهای مهم در صنعت خودروسازی است که وظیفه قطع و وصل نیروی موتور به گیربکس را بدون دخالت مستقیم راننده انجام میدهد. این سیستم با ترکیب سنسورها، واحد کنترل الکترونیکی و عملگرهای هیدرولیکی یا برقی، فرآیند تعویض دنده را نرمتر، سریعتر و هماهنگتر میکند. نتیجه این عملکرد، رانندگی راحتتر بهویژه در ترافیک شهری و کاهش خستگی راننده است.
انواع مختلف کلاچ اتوماتیک شامل گیربکسهای AMT، AT، CVT و DCT هستند که هرکدام مزایا، معایب و کاربردهای خاص خود را دارند:
- AMT ارزانتر، اقتصادیتر و مناسب خودروهای شهری است اما نرمی کمتری دارد.
- AT نرمی بالا و دوام خوب دارد اما مصرف سوخت و هزینه نگهداری آن بالاتر است.
- CVT تعویض دنده کاملاً پیوسته و مصرف سوخت بهینهای ارائه میدهد، ولی برای خودروهای پرقدرت ایدهآل نیست.
- DCT سریعترین تعویض دنده و حس اسپرت را دارد، اما نگهداری آن گرانتر و حساستر است.
انتخاب بهترین سیستم بسته به اولویت راننده متفاوت است: اگر نرمی و راحتی مهم باشد، AT یا CVT پیشنهاد میشود، اگر کارایی و مصرف سوخت اهمیت دارد، DCT یا CVT گزینه بهتری هستند، و اگر هزینه ساخت و نگهداری پایین مدنظر باشد، AMT مناسبتر است.
با وجود مزایا، کلاچ اتوماتیک نیز دچار فرسودگی میشود و علائمی مثل لرزش در حرکت، لغزش کلاچ، تأخیر در شتابگیری، بوی سوختگی و خاموش شدن ناگهانی را نشان میدهد. رعایت نکات نگهداری مانند پرهیز از شتاب ناگهانی، استفاده از ترمز دستی در سربالایی، قراردادن دنده در حالت N در توقفهای طولانی، انجام سرویس دورهای و توجه به هشدارها میتواند عمر سیستم را افزایش دهد.
بهطور کلی، کلاچ اتوماتیک ترکیبی از راحتی رانندگی و پیشرفت فناوری است که با انتخاب صحیح نوع گیربکس و رعایت اصول استفاده، میتواند تجربهای ایمن، نرم و اقتصادی برای راننده فراهم کند.
