نگاهی به آینده جعبه دنده در خودروسازی
در دنیای خودروسازی همواره عملکرد پیشرانه‌ها در کانون توجهات بوده است و این امر سبب شده تا به جعبه‌دنده‌ها آن‌طور که شایسته است بها داده نشود. در حقیقت بسیاری از افراد بدون در نظر گرفتن نقش جعبه‌دنده‌ها و تأثیرشان بر کیفیت سواری خودرو، تنها پیشرانه‌ها را مورد نقد و بررسی قرار می‌دهند. با ظهور استفاده‌ی گسترده از انرژی الکتریکی در خودروها بالاخره فرصتی طلایی برای شرکت‌های فعال در زمینه‌ی فناوری انتقال قدرت پدید آمده است تا بتوانند جعبه‌دنده‌ها را در کانون توجهات قرار دهند.
در جعبه‌دنده‌های هیبریدی امروزی بیشتر قسمت‌ها نسبت به نمونه‌های به‌کار رفته در خودروهای معمولی دست‌نخورده باقی مانده است و تنها تفاوت را می‌توان در به‌کارگیری یک ژنراتور الکتریکی درون جعبه‌دنده دانست.
شرکت ZF که در زمینه‌ی تولید جعبه‌دنده‌های مختلف سرآمد است، چند سالی است که سبد محصولات خود را گسترش داده تا تنوعی از جعبه‌دنده‌های نوین را برای پاسخ‌گویی به نیازهای تازه‌ی بازار خودروسازی تولید کند. محصولات جدید ZF به خودروسازان اجازه می‌دهد تا از میان انتخاب‌های گوناگون مناسب‌ترین گزینه را انتخاب کنند. این محصولات عملکردی مشابه جعبه‌دنده‌های معمولی دارند، اما مبدل گشتاور در آن‌ها جای خود را به یک موتورالکتریکی داده است.
ظاهر جعبه‌دنده‌های جدید ZF تقریباً مشابه نمونه‌های قبلی است و به همین دلیل ابعادشان تغییری نکرده است و خودروسازان برای به‌کارگیری آن‌ها در محصولات خود با مشکل مواجه نمی‌شوند. حس و حال منتقل شده توسط جعبه‌دنده‌های جدید مانند نمونه‌های CVT نیست، بلکه مشابه جعبه‌دنده‌های معمولی تغییر دنده توسط راننده حس می‌شود. این جعبه‌دنده‌ها می‌توانند از طریق سیستم‌های بازیاب انرژی ترمز، انرژی الکتریکی تولید کنند و در زمان مورد نیاز با تولید گشتاور اضافی به پیشرانه کمک کنند.
جعبه‌دنده‌های هیبریدی ZF شامل نمونه‌های کوچک نیمه هیبریدی با ۴۸ ولتی با قدرت ۲۰ اسب‌بخار، نمونه‌های تمام هیبریدی با قدرت ۵۴ و ۱۲۱ اسب‌بخار و نمونه‌های ولتاژ بالا با قدرت ۱۳۴ اسب‌بخار و گشتاور ۴۰۰ نیوتن‌متر است که می‌توانند در سیستم‌های انتقال قدرت چهار چرخ محرک و محور عقب محرک مورد استفاده قرار گیرند. ارتباط نمونه‌های تمام هیبریدی با پیشرانه می‌تواند در هنگام رانندگی تمام الکتریکی کاملاً قطع شود و انرژی الکتریکی تولیدی صرف به جریان انداختن و گردش مایعات در مکانیزم‌های هیدرولیکی پیشرانه شود، به‌علاوه قابلیت اعمال تغییرات برای هماهنگی با پیشرانه‌ها را دارند.
جعبه‌دنده‌های مورد استفاده در خودروهای الکتریکی بسیار ساده‌ترند. این جعبه‌دنده‌ها به‌طور معمول تک سرعته‌اند که برای کاهش سرعت چرخش موتور الکتریکی از حوالی ۱۲ هزار دور بر دقیقه تا سرعت‌های مناسب برای به حرکت درآوردن چرخ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در بعضی خودروهای الکتریکی برای صرفه‌جویی در وزن و فضا از موتورهای الکتریکی کوچکتر با گشتاور تولیدی کمتر که و کارکرد ۲۰ هزار دور بر دقیقه ستفاده می‌شود. برای کاهش سرعت کارکرد این موتورها باید از جعبه‌دنده‌های دو سرعته استفاده شود. با وجود سادگی جعبه‌دنده‌های تک سرعته، اما بازهم مهندسی پیچیده‌ای در پس طراحی آن‌ها نهفته است. در این جعبه‌دنده‌ها سرعت چرخش در دو مرحله کاهش می‌یابد که نمونه‌ای از آن‌ها را می‌توان در فولکس‌واگن ID3 یافت.
برای کاهش سرعت دورانی شفت موتور و انتقال آن به چرخ‌ها، سرعت باید تا ۱۰ برابر کاهش یابد. تحقق این امر تنها با یک جفت چرخ‌دنده به این معنا است که قطر یکی از چرخ‌دنده‌ها نسبت به چرخ‌دنده‌ی دیگر بسیار بزرگتر است. در عمل استفاده از این حالت به دلیل محدودیت فضا امکان‌پذیر نیست، درنتیجه مهندسان کاهش سرعت را توسط دو جفت چرخ‌دنده و در دو مرحله انجام می‌دهند. اگرچه این سیستم‌ها از لحاظ الکترونیکی پیچیده هستند، اما در مقایسه با جعبه‌دنده‌های قبلی پیچیدگی کمتری دارند و این امر بیانگر آن است که برخی قطعات مهندسی نه‌تنها اهمیت خود را از دست نمی‌دهند، بلکه با گذشت زمان بر میزان حیاتی بودنشان افزوده می‌شود.
از دیگر پیشرفت‌های صورت گرفته می‌توان به جعبه‌دنده‌های سکوئنشال اشاره کرد. در این جعبه‌دنده‌ها برای تسریع روند تعویض دنده، کلاچ و قطعات مربوط به همسان‌سازی سرعت چرخ‌دنده‌ها حذف شده و به‌جای آن سیستم‌های الکترونیکی با اتصال به واحد کنترل الکترونیکی (ECU) خودرو در کسری از ثانیه گشتاور انتقالی را برای تعویض دنده حذف کرده و پس از تعویض دوباره اتصال گشتاور را برقرار می‌کنند.
نظرات