خوب است بدانید که گیربکس‌های CVT در اتومبیل های گوناگون به کار برده می شوند. این گیربکس ها برخلاف فواید خود به علت کم کردن لذت رانندگی مورد علاقه طرفداران اتومبیل نمی باشند.
باید بگوییم که CVT از جمله ناپسند ترین اصطلاحات در فرهنگ اتومبیل می باشد. این سه حرف دارای مخفف «فقدان هیجان» می باشد و هم طرفداران تندرو گیربکس‌های دستی و هم اشخاص معمولی از اتومبیل های دارای این نوع گیربکس متنفر می باشند. در این مقاله از سایت هشتیا قصد داریم تا در مورد گیربکس‌های CVT صحبت کنیم.
در هر صورت این گیربکس‌ها در تمامی بازار اتومبیل وجود دارند و گیربکس‌هایی که قبلا در اتومبیل های کوچک و کم قیمت به کار برده می شدند، در طول سالیان گذشته در سدان‌ها و شاسی‌بلندهای فول سایز قدرتمند استفاده می شوند. حتی اتومبیل های اسپرتی نظیر سوبارو WRX نیز گیربکس CVT به کار برده می شود و در خیلی از اتومبیل های هیبریدی این گونه گیربکس‌ها موسوم به e-CVT قابل مشاهده هستند که نیروی هردو موتور بنزینی و برقی را روی یک شافت خروجی ترکیب می‌کند؛ پس در هر صورت گیربکس CVT در صنعت اتومبیل سازی دوام خواهد داشت.
نحوه فعالیت گیربکس CVT
ابتدا باید تفاوت میان گیربکس‌های CVT و گیربکس‌های اتوماتیک سنتی را بیان کنیم. در گیربکس CVT هیچ گونه چرخدنده‌ای نیست و در عوض آن، دو پولی و یک تسمه جهت ارسال نیرو از پیشرانه به چرخ‌ها به کار برده می شود. یکی از این پولی‌ها، به میل‌لنگ موتور وصل می شود و به آن پولی ورودی یا Drive می گویند. پولی دوم نیز که به وسیله تسمه به پولی اول وصل می‌شود، نیرو را به میل‌گاردان یا چرخ‌ها ارسال می کند و به آن پولی خروجی یا Driven می گویند.
این پولی‌ها هرکدام دارای دو مخروط می باشند که نوک آن‌ها در مقابل هم است. این مخروط‌ها که به شکل هیدرولیکی تنظیم می‌شوند، بر اساس شیوه رانندگی به یکدیگر نزدیک شده یا از هم فاصله می‌گیرند. در سرعت‌های کم، دو مخروطی که پولی ورودی را شکل می‌دهند، خیلی از یکدیگر دور می باشند و می گذارند تا تسمه در باریک‌ترین قطر پولی ورودی قرار گیرد، این در حالی است که مخروط‌های پولی خروجی به یکدیگر خیلی نزدیک می باشند و تسمه در بزرگ‌ترین قطر پولی خروجی وجود دارد. در این حالت، شافت ورودی با سرعت بالاتری در مقایسه با شافت خروجی چرخیده و بیشترین گشتاور را به چرخ‌ها انتقال می دهد. این حالت نظیر دنده یک در گیربکس‌های اتوماتیک معمولی می باشد و نسبت دنده‌ای را جهت ایجاد بیشترین گشتاور فراهم می‌کند.
با زیاد شدن سرعت، مخروط‌های پولی ورودی به آهستگی به یکدیگر نزدیک می‌شوند و تسمه را بالا می‌برند که موجب زیاد شدن قطر پولی می شود و از طرف دیگر، مخروط‌های پولی خروجی از یکدیگر فاصله می‌گیرند. در این وضعیت، پولی ورودی سرعت چرخش کمتری در مقایسه با پولی خروجی خواهد داشت و بیشترین سرعت را با دور موتور کم در چرخ‌ها ایجاد می‌کند. اما در گیربکس‌های CVT اولیه، تنها پولی ورودی دارای دو مخروط بود و پولی خروجی ثابت بود ولی در نمونه‌های جدید، هردو پولی دارای دو مخروط می باشند تا ضرایب دنده خیلی بالاتری ایجاد شود.
پیشینه مربوط به گیربکس های CVT
باید بدانید که گیربکس‌های CVT قبل از ابداع اتومبیل ها، اختراع شدند. با وجود اینکه بنز موتورواگن دارای یک گیربکس CVT معمولی با تسمه و پولی بود ولی نخستین اتومبیل تولیدی با گیربکس CVT در سال ۱۹۲۳ به وسیله شرکت بریتانیایی کلاینو تولید شد. همچنین گیربکس‌های CVT نخستین قدرت تحمل اندکی داشتند و بنابراین، موفقیت کلاینو بیشتر به علت به کار بردن این گونه گیربکس در موتورسیکلت‌های دو تا پنج اسب بخاری بود. باید بدانید که در سال ۱۹۲۹ و در شروع رکود بزرگ کلاینو، ناگهان ورشکست شد و نتوانست اتومبیل های بسیاری با گیربکس CVT بسازد.
بنابراین چندین دهه گذشت تا گیربکس‌های CVT در صنعت اتومبیل سازی به موفقیت تجاری رسیدند. شرکت هلندی داف که در حال حاضر به علت تولید کامیون‌هایش معروف است، در سال ۱۹۵۸ اتومبیل شهری ۶۰۰ را با گیربکسی به اسم واریوماتیک به بازار ارائه کرد. این یک گیربکس CVT اولیه بود که پولی‌های بزرگ و تسمه لاستیکی در آن به کار برده شده بود و همچنین در محور عقب ادغام شده بود. این تسمه با گذشت زمان کش می‌آمد ولی پیشرانه ۵۹۰ سی‌سی هوا خنک داف با تنها ۲۲ اسب بخار قدرت، تنش بسیاری به گیربکس اعمال نمی‌کرد.
باید بدانید که اتومبیل ۶۰۰ به خاطر استفاده سوخت خیلی کم و اندازه کوچک در اروپا به موفقیت رسیده است. این اتومبیل حتی در دهه ۶۰ به صوررت محدودی در آمریکا ارائه شد ولی به علت این که گیربکس آن حالت پارک نداشت، به صورت قانونی در ایالات‌متحده منع شد. سپس تا سال ۱۹۸۹ و ارائه سوبارو جاستی زمان برد تا آمریکایی‌ها مجددا قادر باشند رانندگی با اتومبیل CVT را تجربه نمایند. این گیربکس خیلی جدیدتر از نمونه داف بود و موجب گسترش استفاده از گیربکس‌های CVT شد. به خاطر طراحی کامپیوتری و پیشرفت در علم مواد، گیربکس‌های CVT جدید قادر بودند تا توانایی خیلی بیشتری را بدون صدمه دیدن تسمه تحمل نمایند. سپس در اوایل دهه ۲۰۰۰، هوندا، نیسان، سوبارو و تویوتا در همه ی اتومبیل های خود از این گیربکس استفاده کردند.
فواید گیربکس های CVT
علت طرفدار داشتن گیربکس CVT در میان اتومبیل سازان، خصوصا در اتومبیل های اقتصادی، دو مورد می باشد. این گیربکس‌ها دارای اجزای کوچکتری در مقایسه با گونه های اتوماتیک معمولی می باشند که هزینه ساخت آن ها را کم تر می کند. فایده دوم نیز پایین آمدن میزان استفاده سوخت می باشد. با توجه به این که در گیربکس CVT ضرایب دنده به طور نامحدود و همیشگی تغییر می کنند، پیشرانه همواره در بهترین دور موتور فعالیت خواهد کرد. با زیاد شدن سرعت هم پولی‌های ورودی و خروجی طوری هماهنگ می‌شوند که پیشرانه را در دور ایده آلی نگه دارند. به علاوه در گیربکس CVT تکان و وقفه‌های تغییر دادن دنده که در گیربکس‌های اتوماتیک معمولی مشاهده می کنیم نیز وجود ندارد و تغییر ضرایب در آن ها به آهستگی انجام می شود.
با توجه به این که گیربکس‌های CVT نخستین به علت اصطکاک و حرارت بسیار عملکرد خوبی نداشتند ولی انواع جدید آن ها خیلی پیشرفته بوده طوری که بعضی از این گیربکس‌ها به تازگی بازده انتقال نیرو را به بالای ۹۰ درصد رسانده‌اند. این عدد در مقایسه با بازده ۸۵ درصدی گیربکس‌های اتوماتیک سنتی بسیار خوب می باشد.
علت محبوب نبودن گیربکس های CVT
با توجه به تمامی این فواید باز هم گیربکس‌های CVT محبوبیت ندارند. همانگونه که پیش تر نیز گفتیم این گیربکس‌ها در زمان شتاب گیری، دور موتور را ثابت نگه می‌دارند. این خصوصیت موجب پایین آمدن استفاده از سوخت می‌شود ولی باعث ایجاد صدای یکدست و آزاردهنده در پیشرانه می شوند و احساس عوض کردن دنده به راننده نمی‌دهد که موجب کم شدن درگیری رانندگی می‌شود. اما بعضی از اتومبیل سازان، گیربکس‌های CVT را بطوری برنامه‌ریزی کرده اند که عوض کردن دنده مجازی داشته باشند. در این گونه از گیربکس‌های CVT، مخروط‌های پولی‌های ورودی و خروجی در عوض تغییر وضعیت آرام، قطر پولی‌ها را تا ردلاین ثابت نگه داشته و بعد به صورت هم‌زمان وضعیت را تغییر می‌دهند تا دور موتور کم شود.
با این کار، تعویض دنده‌های یک گیربکس اتوماتیک سنتی شبیه‌سازی می شود. در بعضی از اتومبیل ها نظیر سوبارو WRX، حتی قابلیت عوض کردن دندهٔ دستی با کمک پدال‌های پشت فرمان نیز وجود دارد. با این کار، اتومبیل سازان همچنان از فواید گیربکس CVT یعنی کم شدن استفاده از سوخت و هزینه‌های تولید سود می برند بدون اینکه لذت رانندگی را از دست دهند.
