شفت ورودی گیربکس لیفان X50 اتومات CVT

شفت ورودی گیربکس لیفان X50 ليفان X50 AT(اتومات)

1) گیربکس CVT معمولی

گیربکس Cvt ؛ طراحی ساده:

در مقایسه با سیستم‌های گیربکس دستی یا اتوماتیک، گیربکس CVT طراحی ساده‌تری دارد. زیرا تعداد قطعات استفاده شده در آن کم‌تر است. همچنین بر اساس هماهنگی و حرکات قرقره‌ها عمل می‌کند. در این سیستم قطعات اصلی قرقره‌های ورودی با قطر متغیر، قرقره‌های خروجی و کمربند V شکل است.

در گیربکس CVT معمولی، قطر قرقره‌ها را می‌توان با حرکت دادن قرقره‌های مخروطی تغییر داد. ارتباط بین قرقره‌ها در این گیربکس از طریق تسمۀ V شکل است. در واقع تسمه با قرار گرفتن در بین این دو قرقره باعث می‌شود یک طرف قرقره بالاتر برود و طرف دیگر پایین بیاید. پس در تغییر قطر آن‌ها نقس مهمی دارد.

توجه داشته باشید که فاصله قرقره‌ها و طول تسمه تغییر نمی‌کند. بنابراین هر دو قرقره باید به طور همزمان تنظیم شوند و حرکت کنند تا مقدار کشش بر روی تسمه حفظ شود.

شفت ورودی گیربکس لیفان X50 اتومات

تسمه‌های V شکل در گیربکس CVT معمولی:

تسمه‌های V شکل در گیربکس CVT معمولی، باید در جهت حرکت محوری قرقره بسیار سفت باشند تا در هنگام حرکت قرقره‌ها به داخل و خارج، تنها حرکات شعاعی کوتاهی انجام دهند. ضخامت قرقره و حرکت شعاعی تسمه باعث ایجاد حداکثر نسبت دنده و گشتاور در این گیربکس می‌شود.

برای حرکت متناسب قرقره‌ها و حرکت شعاعی کمربند، هر یک از عناصر این زنجیره باید دارای کناره‌های مخروطی شکل باشند. با حرکت زنجیره‌ها به سمت قرقره، منطقۀ تماس کوچک‌تر می‌شود. از آنجا که ناحیۀ تماس متناسب با تعداد اجزا است، کمربندهای زنجیره‌ای به عناصر با اندازه‌هایی بسیار کوچک نیاز دارند.

طراحی این کمربند در گیربکس CVT، توانست 88 درصد بازدهی مؤثر ایجاد کند. بنابراین موتور این گیربکس در هنگام فعال شدن بدون در نظر گرفتن سرعت خودرو، در بهترین RPM کار می‌کند.

در این سیستم از گیربکس CVT، عناصر زنجیره‌ای باید حدود 12 نوار فولادی را تثبیت کنند. این نوارها نازک هستند و به راحتی خم می‌شوند. نوارهای بیرونی در کنار یکدیگر می‌لغزند و برای عملکرد بهتر به روغن نیاز دارند، اما نوارهای مرکزی برای اتصال زنجیره استفاده می‌شوند.

قرقره‌های مخروطی:

قرقره‌های مخروطی هم در سطح خود دارای شیارهای شعاعی هستند که برای مطابقت داشتن با الگوی حرکت، به جلو و عقب حرکت می‌کنند. قرقره‌ها با توجه به به قفل شدن سطوح، گشتاور قابل توجهی را منتقل می‌کنند، بنابراین برای کاربردهای صنعتی بسیار مفیدند.

شفت ورودی گیربکس لیفان X50 اتومات

صفحات کشویی در بین این قرقره‌ها، با گذر زمان فرسوده می‌شوند، تنها راه‌حل آن روغن کاری مداوم است البته در هر بار روغن کاری این محفظه تا حدی از روغن پر می‌شود.

2) گیربکس CVT چنبره‌ای

طراحی این نوع سیستم در گیربکس CVT کمی متفاوت‌تر از قسمت قبل است. قطعات موجود در گیربکس CVT چنبره‌ای، غلتک‌ها و دیسک‌ها هستند. در واقع به جای قرقره و تسمه، دو دیسک و دو غلتک در این نوع گیربکس وجود دارد.

نسبت دنده در گیربکس CVT چنبره‌ای، با استفاده از یک مکانیزم مبتکرانه که شامل ترتیب خاصی از دیسک‌ها و غلتک‌ها است، تغییر می‌کند. غلتک‌ها پراکندگی گشتاور را کنترل می‌کنند و نسبت دنده را در حالت تعادل قرار می‌دهند.

دیسک‌های موجود در گیربکس CVT چنبره‌ای را می‌توان به صورت دو قسمت تقریباً مخروطی شکل در نظر گرفت. کناره‌های این دیسک‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند حفره مرکزی یک توروس (چنبره) را پر کنند.

این گیربکس یک دیسک ورودی و دیگری دیسک خروجی دارد. بین دیسک‌ها، غلتک‌هایی وجود دارد که نسبت و اندازه آن‌ها متفاوت است و قدرت را به قسمت‌های مختلف منتقل می‌کنند. هنگامی که محور غلتک عمود بر محور دیسک‌ها است، قطر موثر برای دیسک‌های ورودی و دیسک‌های خروجی یکسان است.

در نتیجه نسبت درایو 1:1 ایجاد می‌شود. برای سایر نسبت‌ها، غلتک‌ها در امتداد محور دیسک‌ها حرکت می‌کنند و در نتیجه غلتک‌ها با دیسک‌ها در قسمتی که قطر بزرگ‌تر یا کوچک‌تر دارند در تماس با یکدیگر قرار می‌گیرند و نسبت‌هایی غیر از 1:1 را ایجاد می‌کنند.

3) گیربکس CVT هیدرواستاتیک

این نوع سیستم از گیربکس CVT، از پمپ‌ها و موتورهای هیدرواستاتیک به عنوان اجزای تشکیل دهنده استفاده می‌کند. توزیع گشتاور از طریق جا به جایی سیال‌ها امکان پذیر است و شما می‌توانید طیف وسیعی از نسبت دنده‌ها را داشته باشید.

مشکلات گیربکس CVT در این سیستم به دلیل استفاده از هیدرولیک و کاهش مقدار اصطکاک در اثر تماس اجزا با یکدیگر، به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می‌کند.

شفت ورودی گیربکس لیفان X50 اتومات

اجزای اصلی در این گیربکس موتور هیدرولیکی و پمپ‌ها هستند. بنابراین این گیربکس فشار هیدرولیک را به چرخش محوری تبدیل می‌کند. گیربکس CVT هیدرواستاتیک از پمپ‌های جا به جایی مثبت، کوپلینگ‌های سیال مانند مبدل‌های گشتاور و پمپ‌های روتودینامیکی برای انتقال گشتاور استفاده می‌کند.

مزایای گیربکس CVT هیدرواستاتیک:

1) می‌تواند ظرفیت گشتاور را که توسط یک موتور هیدرولیک بدست می‌آید را افزایش دهد.

2) قدرت از طریق شیلنگ‌های انعطاف پذیر به چرخ‌ها منتقل می‌شود که سیستم تعلیق انعطاف پذیرتری را ایجاد می‌کند.

3) گیربکس CVT هیدرواستاتیک، به گیربکس آرام معروف است زیرا می‌تواند سرعت‌های خود را با استفاده از یک اهرم کنترل کند.

به طور کلی گیربکس CVT هیدرواستاتیک در مقایسه با سایر گیربکس‌ها بسیار گران‌تر است. البته مایع هیدرولیک در این گیربکس‌ها به علت ایجاد گشتاورهای بالا در مدت زمان طولانی، نیاز به خنک شدن دارد.

شفت ورودی گیربکس لیفان X50 اتومات

4) گیربکس CVT الکتریکی

گیربکس CVT الکتریکی یا خودروهای برقی هیبریدی (HEV)، دارای سه تا چهار عنصر اصلی هستند که در ادامه با آن‌ها آشنا می‌شویم.

اجزای اصلی این گیربکس

منبع تغذیه (Power Source)

ژنراتور (دینام)

موتور الکتریکی

باتری

عملکرد اصلی گیربکس CVT الکتریکی مشابه گیربکس CVT هیدرواستاتیک است. که در آن منبع تغذیه هنگامی که موتور الکتریکی به شفت خروجی متصل می‌شود، ژنراتور (دینام) الکتریکی را به حرکت در می‌آورد.

ژنراتور و موتور توسط یک مدار هیدرواستاتیک به گیربکس CVT الکتریکی متصل می‌شوند. اما گیربکس الکتریکی برخلاف گیربکس هیدرواستاتیک، با افزودن یک بسته باتری می‌تواند انرژی اضافی که در حین کار کردن خودرو هدر می‌رود را ذخیره کند.

ژنراتور (دینام) در این گیربکس قدرت و نیروی موتور را از طریق نوعی کنترل سرعت الکترونیکی تامین می‌کند.

گیربکس CVT الکتریکی، خاصیت انعطاف پذیری دارد، زیرا ژنراتور در این گیربکس می‌تواند در هر فاصله یا جهتی از موتور قرار بگیرد. علاوه بر این هرگونه نیروی اضافی که تولید می‌شود را در باتری ذخیره می‌کند تا در مواقع ضروری یا حمل بارهای زیاد از آن استفاده کند.

5) مخروط‌ها (گیربکس CVT مخروطی)

در نوعی از گیربکس‌‌های CVT، مخروط‌ها عنصر اصلی محسوب می‌شوند که اصطلاحاً به آن گیربکس مخروطی می‌گویند. در واقع در این گیربکس با حرکت کمربند به بالا و پایینِ محور غلتک‌ها به کمک مخروط‌ها، نسبت حرکت تغییر می‌کند.

ساده‌ترین نوع گیربکس CVT مخروطی، نسخۀ تک مخروطی آن است که از چرخ‌هایی که در امتداد شیب مخروط‌ها است، استفاده می‌کند. با این کار تنوع زیادی در بین قطرهای باریک و گسترده مخروط ایجاد می‌کند.

6) گیربکس CVT سیاره‌ای

در گیربکس CVT سیاره‌ای (Epicyclic)، نسبت چرخ‌دنده‌ها با کج شدن محورهای کره به صورت مداوم تغییر می‌کند و شعاع تماس متفاوتی را ایجاد می‌کند. این کار باعث هدایت دیسک‌های ورودی و خروجی می‌شود.

در این گیربکس نسبت پایین درایو هنگامی تولید می‌شود که سرعت چرخش محور خروجی برابر با تفاوت دو سرعت دیگر در گیربکس CVT باشد.  در این شرایط CVT به عنوان تنظیم کنندۀ سرعت در هر سه سیستم عمل می‌کند. از این گیربکس در تویوتا پریوس که در سال 1997 از آن رونمایی شد، استفاده شده است.