مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

فهرست مطالب

 

 

عنوان

فهرست مطالب 1

 

1- فصل اول تاریخچه جعبه دنده 5 1-1- تاریخچه جعبه دنده 6

2-1- گیربکس های CVT 8

 

2- فصل دوم انواع CVT11

1-2- انواع CVT 12

2-2- چرخ وصفحه(Disc and Wheel) 13

3-2- مخروط وچرخ (Cone and Wheel) 14

4-2- مخروط چرخ مخروط ( (Cone &Wheel&Cone 14

5-2- تورونیدال یا چنبره ای((Toronidal 15

6-2- اکسترود( (Extroid 16

7-2-Van Doorne CVT 17

8-2- CVT های هیدرواستاتیکی 19

 

3- فصل سوم توصیف عملکردCVT21

1-3- توصیف عملکرد CVT 22

2-3-توصیف کلی CVT 23

3-3- انتقال قدرت اتوماتیکAT-انتقال قدرت پیوستهCVT 24

4-3- قوانین اساسی وکلی در CVT 25

5-3-تغییرحالت 26

6-3- کاربری درحالت پارک یا خنثی 28

7-3- عملکرد معمولی Normal operation 29

8-3- ضربه گیر پیچشی Torsional damper 30

 

 

9-3- یدک کش کردن وسیله نقلیه 30 10-3- تعویض روغن در CVT 31

11- 3- طرح پیاده شده دریک جعبه دنده 31

12-3- اجزاء تشکیل دهنده 31

13-3- گروه اول –جریان گشتاور پیچشی مکانیکی Mechanical Torque Flow 32

14-3- مجموعه چرخدنده های سیاره ای Planetary gear set 32

15 -3-کلاچ های چندصفحه ایMulti plate clutches 34

16-3- قرقره وتسمه فولادیPulley and Steel Belt 35

17-3- محور پنیون Pinion Shaft 37

18 -3- دیفرانسیل Diffrential 38

19-3- عملکرد مکانیکی Mechanical operation 38

20-3- اهرم ماهک دیفرانسیل در توقف یاخلاصی باشد 39

21-3- اهرم ماهک دیفرانسیل درحالت Drive 40

22-3- اهرم ماهک دیفرانسیل درحالت حرکت به عقب قرار دارد 41

23-3-گروه دوم- کنترل سیستم Control system 42

24-3- پمپ روغن Oil Pump 42

25-3- شیرالات Valves 43

26-3- سیستم Pitot 44

27-3-کفشک حسگر sensing shoe 45

28-3- سنسورحرارتی روغنOil temperature sensor 46

29-3-گروه سوم- اتصالات خروجی External Connection 47

30-3-Park/Neutrial switch 47

31-3- موقعیتهای روغن خنک کنندهOil cooler locations 48

32-3- سنسور سرعت انتقال ثانویه Transmission Secondary speed sensor49

33-3- محورهای انتخاب کنندهSelector Shaft 50

34-3- متصل کننده Connector 51

35-3- راهکارها 53

36-3- رفتاروعملکرد درحالات خاص 53

37-3- اهسته رانندگی کردن 53

38-3- حالت Take off/Pulling Away 53

 

 

39-3- شتاب دریچه گازدرحالت Sportیا Drive 54

40-3- پس زدن به سمت پایین در حالت SportیاDrive 55

41-3- توقف اضطراری 55

42-3- عقب رفتن 56

43-3- نرم افزار CVT 56

4- فصل چهارم مقایسه CVTوAT57

1-4- تحلیل داده ها 58

2-4- رفتاروسیله نقلیه برای Launch Feel61

3-4-کیفیت اطلاعات علمی 63

4-4- اطلاعات علمی مرتط با پارامتر اول قابلیت رانندگی 64

5-4-اطلاعات علمی مرتبط با پارامتر دوم قابلیت رانندگی 68

6-4-توسعه یک استراتژی کنترل کننده زودگذر جدید 70

 

5- فصل پنجم طراحی CVT 75

 

1-5- طراحی CVT 76

2-5- خلاصه 76

3-5- یادداشت 77

4-5- مقدمه 80

5-5- انتقال 81

6-5-کارهای قبلی 82

7-5- مکانیسم خسارت تسمه 86

8-5- هندسه تسمه 86

9-5- شناسایی مکانهای خسارت ها 88

10-5- سرعتهای وابسته بین اجزاء ترکیب کننده 88

11-5- نیروهایی که درگروه باند واجزاء فعالیت می کنند 92

12-5- نیروهایی که دریک بخش فعالیت می کنند 92

13-5- انالیزکردن زاویه پیچش کامل 94

14-5- نیروی نرمال فعال بین باندها 98

15-5- نیروی اصطکاکی که بین باندها فعالیت می کند 99

 

 

16-5- حسارت های طوق چنبره ای به خاطر لغزندگی باند 101

17-5- تاثیر تفاوت های کشش 101

18-5- توزیع های نیروی فشاروکشش 101

19-5- پیش گویی های خسارت باند 104

20-5- نتیجه گیری 106

21-5- کار آینده 106

 

منابع ومراجع 107

منابع اینترنتی 108

مقالات لاتین 109

مقالات فارسی 110

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

 

 

 

تاریخچه جعبه دنده

 

 

 

 

 

 

 

1-1- تاریخچه جعبه دنده

درسال 1889ودرسن 20سالگی لوئیس رنو سه چرخه ای را که خود با اضافه کردن یک چرخ ان رابه اتومبیلی با چهارچرخ تبدیل کرده بود برای اولین بار به یک جعبه دنده سه سرعته مجهز کرد . این خودرو اولین اتومبیل مجهز به جعبه دنده دردنیا بود.

در24دسامبرهمان سال اوکه تعطیلات کریسمس رادرنزد دوستانش میگذراند ادعا کرد که خودروی او می تواند ازشیب13درصدی خیابانی درمونت مارته پارسی بالا برود.

دوستان اوخیلی زود مجبور شدند انچه راکه درابتدا غیرممکن می دانستند یاچشمان خود باورکنند. لوئیس رنو نه تنها موفق شدزاویه 5/7درجه ای خیابان راباخودرو خودبالا برودبلکه توانست اولین سفارش کارخود رانیز برای ساخت 12 دستگاه خودرو دریافت کند.

چند ماه بعد اواین اختراع خودرا به نام ((Direct Drive به ثبت رساند.اختراع اوبه سرعت سیستم انتقال نیرو به کمک چرخ دنده خورشیدی وزنجیر را تا آن زمان به کارمی رفت ازدور خارج کرد وتحولی را درصنعت خودروسازی به وجودآورد.

تمامی خودروها برای اینکه هم قدرت لازم رابرای حمل بار وسرنشین وبالا رفتن از سربالائی ها و ...... داشته باشند و هم اینکه بتوانند درمواقع لزوم باسرعت مناسب حرکت کنند ، نیاز به یک سیستم تبدیل گشتاوربه نام جعبه دنده دارند. دراین جعبه دنده که ازمجموعه ای چرخ دنده با اندازه های مختلف تشکیل شده است ، اگرچرخ دنده کوچکتر چرخ دنده ای بزرگتر را بچرخاند ، دنده بزرگتر دارای قدرت بیشتر وسرعت کمتروبرعکس ، اگردنده ای بزرگتر ، دنده های کوچکتر را به گردش دراورد ، قدرت چرخدنده کوچکتر کمتر وسرعت آن بیشتر خواهد بود.

 

درخودروها این سیستم به گونه ای طراحی وساخته می شود که راننده بتواند نسبت های مختلف دنده را یا به طور دستی با جابجا کردن دسته دنده درجای خود ویا به طوراتوماتیک تغییردهد.

همان طورکه گفته شد جعبه دنده ها درخودروها به دودسته کلی ، دستی واتوماتیک تقسیم می گردند . دردنده های دستی، عمل تعویض دنده ها با کمک دست وبه وسیله ا هرمی که دسته دنده نامیده می شود صورت گرفته ولی درگیربکس های اتوماتیک این عمل به کمک یک مبدل گشتاورهیدرولیکی ویک مجموعه خورشیدی با نسبت دنده های مختلف انجام می گردد. انواع اولیه جعبه دنده ها تا سال 1920بیشترازنوع لغزنده بوده اندتا اینکه دراین سال بابه کارگرفتن دنده های هم سرعت شونده یا سنکرونیزه در خودروهای سواری گام بزرگ دیگری درجهت پیشرفت خودروها برداشته شد.

دردنده های سنکرونیزه که اکنون درتمامی جعبه دنده های تولیدی خودروهای دنیا مورداستفاده قرار می گیرند ، دوردنده ها با یکدیگر هما هنگ شده وبه این ترتیب تعویض دنده ها با یکدیگر به نرمی وبدون سروصدا انجام می گردد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-1-گیربکس های CVT

 

پس از پیشرفت چشمگیر جعبه دنده های دستی وا توماتیک و بواسطه انها پیشرفت اتومبیل ها درا ستفاده ازتوا ن های متفاوت نیاز به یک تحول در راستای ا سایش وراحتی مسا فرین وراننده برداشته شود . برای اولین باردرابتدای دهه 1970میلادی شرکت هلندی طرحی برای گیربکس داد که بعد ها به گیربکس هایVanDoorne شهرت یافت.

این گیربکس بزرگترین ایراد جعبه دنده های معمولی (اعم ازاتوماتیک یا دستی) را مرتفع می کرد . این گیربکس انتقال قدرت را به کمک یک تسمه فولادی بین دوقرقره (پولی) انجام می دهد.

این جعبه دنده به گونه ای بود که بسیاری از شرکت های خودروسازی را مقهور خود کرد. بسیاری ازشرکت ها به دنبال بکار گیری این تکنولوژی خیره کننده بودند.

اما هرگاه لغت CVTرابیان می کنید به طورنا خوداگاه نام شرکت Nissanبه ذهن انسان جاری می شود. شرکت خودروسازی Nissan ازاولین شرکت هایی بود که به سمت این تکنولوژی گرایش پیدا کرد. ا لبته به پیروی از این شرکت دیگرشرکت های ژاپنی نیز به این سو کشیده شدند ، مانند شرکتهایAudi،Kavazaki، Mitsobishiنام برد اما نام نیسان نام دیگری است.

این شرکت ازابتدای دهه1970 شروع به مطالعه گسترده برروی این جعبه دنده کرد. ا لبته درادامه انواع مختلف CVTرا برایتان نمایش می دهیم چرا که CVTدارای انواع بسیاری می باشد وهرشرکت به نوعی خاص ازاین تکنولوژی دست پیداکرده است.

بین سالهای 1970 تا1991با تحقیقات گسترده ای که نیسان انجام داد توانست CVT ارائه کند که بتواند از همه جوانب خواسته های شرکت سازنده را براورده کند وتوجیه اقتصادی نیزداشته باشد.شکل1-1نمایش این نوع است.

 

پیشرفتتکنولوژیدرساختارمتالوژیقطعاتوروشهایتولید،را ندمانمکانیکیایننوعگیربکسهاراازنظرطرحومکانیزمافزایشدادهاست . اصلیترینشاخصهایننوعگیربکسهادربینگیربکسهایاتوماتیکدیگرایناستکه به موتوروگیربکس و ECU اجازهمیدهد،راندمانبهینهرادرشرایطمختلفرانندگیخودرواعمالنماید . بدلیلاین مشخصهعمده گیربکس های CVT ،بطورمیانگینباعثبهبود

10-20 درصددرمصرفسوختخودروودرنتیجهکاهشسطحآلایندههایحاصلهمیشوند.داشتنعکسالعملسریعنسبتبهشرایطحاکمازطرفجادهوتغییربسیارنرمنسبتدندهدرمکانیزمتعویضدندهدرایننوعگیربکسهاباعثشدهبسیاریازپدیدههایارتعاشوتکانموجوددرمکانیزمهایچرخدندهایحذفگردد. دراروپاتولیدوبکارگیریگیربکسهایCVTتاسال 2010 به5%افزایشخواهدیافتوهمچنینرشداستفادهازگیربکسدرخودروهایسواریژاپنینیزتاسال 2010 بهمرز CVT 14%کلتولیدخواهدرسید . البتهدراینبینکشورهاییچونکرهنیزبهدنبالاستفادهگستردهازایننوعسیستمانتقالقدرتدرخودروهایخودمیباشند .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل1-1

 

این را می توان اولین CVTارائه شده ای دانست که برروی خودرو بکارگرفته شده بود وتوجیه اقتصادی نیزداشت.

درسال 2004 میلادی شرکت خودروسازی AUDI یک نوع خاص دیگر این تکنولوژی را ارائه کردکه مدنظر دراین مجموعه قرارگرفته شده است.شکل1-2 نمونه ای ازاینCVT رانشان می دهد.

 

 

شکل1-2

 

به خاطر مزایای فراوانی که گیربکس های CVTدارند اغلب کشورهای دنیا وشرکت های خودروسازی درتلاش برای استفاده بهتر ازاین تکنولوژی هستند.

دراین مجموعه سعی برآن شده است که بیشتر به معرفی این تکنولوژی وپارا مترهای طراحی ان پرداخته شود،امید است که مورد استفاده علاقه مندان قرارگیرد.

 

 

 

 

فصل دوم

 

 

 

 

 

 

 

انواعCVT

 

 

 

 

 

 

 

1-2- انواعCVT

 

برای اشنایی بهتر و درک درست تراز CVT دراین فصل سعی می شودکه به اختصار تعدادی از متدا ول ترین انواعCVT را دراین فصل معرفی می شود.

CVT کلمه اختصاری Continuously Variable Transmission است ،یا درواقع به زبان ساده میتوان بیان کردکهCVTیعنی تغییرات انتقال قدرت به طور پیوسته.

حال امکان دارد این تغییرات درانتقال قدرت به چند صورت انجام گیردکه به تمامی آنها CVTگفته می شود ، از مشهورترین انواع آن میتوان به نمونه های زیر اشاره کرد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-2-چرخ وصفحه( (Disc and Wheel

 

 

شکل2-1

Tmax= Cf ×FN×RO

: Cf ضریب اصطکاک بین چرخ ودیسک است.

: FN ( : (Normal forceنیرویی که به طور عمودی ازدیسک به چرخ وارد می شود.

: RO شعاع دیسک که چرخ دران شعاع قرارگرفته است

این نوع CVTهمان طور که مشاهده می کنید به چرخ ودیسک معروف است. هرچه چرخ محرک به سمت مرکز دیسک متحرک پیش رود سرعت دوران محورخروجی بیشتر خواهد بود. درواقع رابطه بیان شده نسبت بین گشتاور پیچشی ورودی وخروجی رابیان می کند.

 

 

 

 

 

3-2- مخروط وچرخ (Cone and Wheel)

همان گونه که درشکل 2-2 مشاهده می شود با تغییر مکان چرخ برسطح مخروط نسبت دور تغییر خواهدکرد.

 

شکل2-2

4-2- مخروط چرخ مخروط (Cone&Wheel&Wheel)

به گونه ای که مشاهده می شود مدلی پشرفته تر ودارای مزیت بیشتری نسبت به مدل قبلی دارد در ورواقع ما ازدومخروط بطور همزمان استفاده کردیم تا یک گستره بیشتری ازنسبت انتقال را داشته باشیم.

 

شکل2-2

 

 

 

5-2- توروئیدال یا چنبره ای((Toroidal

 

 

شکل2-4

 

دراین نمونه تغییرزاویه دیسک های وسط باعث تغییر درنسبت انتقال می شود . دراین نمونه می توان توان های زیاد تری را انتقال داد. درشکل 5-2نمونه ای دیگر ازاین را مشا هده می کنیدکه درراستای عمودی کار می کند.

 

 

 

 

 

 

 

6-2- اکسترودExtroid

این مدل درشکل 6- 2نشان داده شده است محصول شرکت نیسان است.

 

 

شکل2- 5

نوع ديگري از cvt است كه در آن، تسمه و پولي‌ها باديسك‌ها و غلطك‌ها جايگزين شده است.
گرچه اين سيستمبسيار متفاوت به نظر مي‌رسد، اما تمامي اجزاي آن قابل مقايسه با تسمه و پولي بوده ونتيجه‌اي يكسان دارد. ترتيب طرز كار اين سيستم عبارت است از:

1-ديسكي به موتور متصلشده كه معادل پولي محرك است2-ديسك ديگري به ميل گاردان متصل شده كهمعادل پولي مقاوم يا متحرك است3-غلطك‌ها و يا چرخ ‌ها، بين دو ديسكقرار داشته و همانند تسمه، نيرو را از ديسكي به ديسك ديگر منتقلمي‌كنند.چرخ ‌ها مي‌توانند در دو جهت ، حول محور افقي وبه سمت بالا و پايين، حركت كنند. اين حالت، به چرخ‌ ها اجازه مي‌دهد تا در وضعيت ‌هايمختلف، با ديسك تماس داشته باشند. وقتي چرخ ‌ها با ديسك محرك در نزديكي مركز در تماسباشند ، با ديسك مقاوم در نزديكي لبه آن در تماس هستند . اين امر باعث كاهش سرعتوافزايش گشتاور مي‌شود (دنده سنگين). وقتي چرخ‌ها با ديسك محرك در لبه آن تماسداشته باشند، بايد با ديسك مقاوم نزديك مركز در تماس باشند كه اين امر باعث افزايشسرعت و كاهش گشتاور مي‌شود (دنده سبك). به اين ترتيب، حركت ساده چرخ‌ها نسبت دندهرا به صورت لحظه‌اي و ملايم تغيير مي‌دهد.

 

 

7-2- Van Doorne CVT

این همان مدلی است که دراین مقا له به طورمفصل به ان خواهیم پرداخت.به شکل 2-7 توجه کنید.

 

شکل2-7

 

بيشترcvt ها فقط سه جزء اساسيدارند:1- يك تسمه محكم فلزي يا لاستيكي2-يك پولي متغير محرك )ورودی)3- يك پولي خروجي .گرچه cvtهاشامل انواع مختلفي از ريزپردازنده ‌ها و حسگرها هستند ، اما سه جزئي كه در بالا نامبرده شد، اجزاي اصلي هستند كه به اين سيستم اجازه كار مي‌دهند.
پولي‌هاي داراي شعاع متغير، قلب cvt تلقيمي‌شوند. هر پولي ، از دو مخروط با زاويه رأس 20 درجه كه رو در روي يكديگر قراردارند ، تشكيل شده است. تسمه‌اي در شيار بين د و مخروط قرار دارد. در صورت لاستيكيبودن تسمه ‌ها ، از تسمه‌هاي v شكل استفاده مي‌شود. تسمه‌هاي v شكل، سطح مقطع v شكلي دارند كه باعث افزايش اصطكاكتسمه با پولي مي‌شود . وقتي دو مخروط پولي از هم فاصلهبگيرند ، يعني ضخامت پولي بيشتر شود ، تسمه به شكاف پايين‌تر مي‌رود و شعاع تسمه حلقهشده دور پولي كاهش مي‌يابد. وقتي دو مخروط پولي به هم نزديك مي‌شوند، يعني ضخامتپولي كاهش مي‌يابد، تسمه به شكاف بالاتر رفته و شعاع تسمه حلقه شده دور پولي افزايشمي‌يابد cvt . مي‌تواند از فشارهاي هيدروليكي ،نيروي گريز از مركز و يا كشش فنر به منظور توليد نيروي مورد نياز براي تنظيم دونيمه پولي استفاده كند . پولي‌هاي داراي قطر متغير،هميشه به صورت زوجي به كار مي‌روند. يكي از پولي‌ها كه پولي محرك شناخته مي‌شود، بهميل‌لنگ موتور متصل است. پولي محرك، پولي ورودي هم ناميده مي‌شود زيرا جايي قراردارد كه انرژي موتور وارد سيستم انتقال قدرت مي‌شود. پولي دوم، پولي گردنده يامتحرك ناميده مي‌شود زيرا پولي اول آن را مي‌چرخاند. پولي گردنده به مثابه پوليخروجي، انرژي را به محور چرخ‌ها منتقل مي‌كند. وقتي يكپولي، در راستاي محوري ضخامت خود را افزايش مي‌دهد، دومي از ضخامت خود مي‌كاهد تاتسمه در حالت كشيده باقي بماند. زماني كه دو پولي ضخامت خود را نسبت به يكديگرتغيير مي‌دهند، بي‌نهايت نسبت دنده از كم به زياد و شامل همه نسبت‌هاي مابين بهوجود مي‌آيد. مثلاً ، وقتي شعاع تسمه در پولي محرك كم و در پولي خروجي زياد باشد،سرعت دوران پولي خروجي كا هش مي‌يابد و نسبت دنده پايين‌تري را ايجاد مي‌كند . وقتيشعاع تسمه در پولي محرك زياد و در پولي خروجي كم باشد، سرعت دوران پولي خروجيافزايش مي‌يابد و نسبت دنده بالاتري را ايجاد مي‌كند. بنابراين، يك cvt ازلحاظ نظري شامل بي‌نهايت نسبت دنده مي‌شود و مي‌تواند در هر زماني و با هر دورموتوري كار كند .طبيعت ساده و بدون گسستگي cvtها ،آنها را به سيستم انتقال قدرت ايده‌آلي براي تمام ماشين‌ها و دستگاه‌ها- نه صرفاًخودروها- تبديل كرده است cvt .ها سال‌هاي متمادي درابزار قدرتي و مته‌ها به‌كار رفته‌اند. از آنها در وسايل نقليه مختلفي اعم ازتراكتورها و ماشين‌هاي برف رو گرفته تا اسكوترهاي موتوري استفاده مي‌شود. در تماماين كاربردها ، از تسمه‌ هايي با لاستيك فشرده در نوع سيستم انتقال قدرت استفادهمي‌شود كه ممكن است كشيده شده يا سر بخورد و در نتيجه ، باعث هدر رفتن انرژي و كاهشكارايي شود. توليد و ساخت ماده‌هاي جديد ، cvtها رامطمئن‌تر و كارامدتر از قبل كرده است . يكي از مهمترين پيشرفت‌ها ، طراحي و توسعهتسمه‌هاي فلزي براي متصل كردن دو پولي بوده است. اين تسمه ‌ها انعطاف‌پذير از چندين(عموماً 9 يا 12) نوار نازك فولادي كه تكه ‌هاي فلزي پاپيوني شكل بسيار مقاوم راكنار هم نگه مي‌دارد ، ساخته شده‌اند . تسمه‌ هاي فلزي به اين دليل كه سر نمي‌خورند وبسيار با دوامند اجازه انتقال گشتاور بيشتري را به cvt مي‌دهند. در ضمن، اين تسمه ‌ها مناسب‌تر از تسمه‌هاي لاستيكيهستند.

 

 

8-2- CVT هاي هيدرواستاتيكي

 

 

شکل2- 8

هر دو نوع cvt پولي- تسمه‌اي و مارپيچي، از گروه cvtهاي اصطكاكي هستند كه باتغيير دادن شعاع نقطه بين تماس دو بخش چرخنده يا دوار، كار مي‌كنند . نوع ديگر cvtها، هيدرواستاتيكي است كه در آن، از پمپ‌ هاي جابه‌جايي متغير استفادهشده تا جريان مايع ورودي به موتور هيدرو استاتيكي را تغيير دهد. در اين نوع انتقالقدرت، حركت چرخشي موتور، يك پمپ هيدرواستاتيكي را در طرف محرك به كار مي‌اندازد. پمپ، حركت چرخشي را به جريان سيال تبديل مي‌كند . سپس، يك موتور هيدرواستاتيكي كه درطرف مقاوم قرار دارد ، جريان سيال را دوباره به حركت چرخشي تبديلمي‌كند.انتقال قدرت هيدرواستاتيكي معمولاً با يك دستهدنده سياره‌اي و كلاچ‌ ها تركيب مي‌شود تا يك سيستم دوگانه به نام انتقال قدرتهيدرومكانيكي را تشكيل دهد. انتقال قدرت هيدرومكانيكي نيرو را بهسه روش ذيل به چرخ ‌ها منتقل مي‌كند:
1- در سرعت‌هاي پايين به صورتهيدروليكي
2- در سرعت‌هاي بالا به صورت مكانيكي
3- بين اين دو حد، به صورت هيدروليكي -مكانيكي
انتقال قدرت هيدروليكي، براي كارهاي سنگينمناسب ا ست و به همين علت، معمولاً در تراكتورهاي كشاورزي و وسايل نقليه‌اي كه رويهر سطحي حركت مي‌كنند، به كار مي‌رود.

 

انچه دراین فصل ارائه شدجهت اشنائی بیشتربا مفهوم CVTبوده است ، لذا ازگفتن جزئیات بیشتر پرهیز شده است وبه نشان دادن شکل ان بسنده شده است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل سوم

 

 

 

 

 

 

توصیف عملکردCVT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1- 3- توصیف عملکردCVT

 

 

شکل3-1

 

دراین فصل سعی بران شده است که بطور مختصرشیوه عملکرد CVTراتوصیف کنیم وبه مقایسه ان با جعبه دنده های اتوماتیک AT بپردازیم.

شایان ذکراست که شیوه کارکرد CVTدرخودرو یا شیوه عملکرد موتورسیکلت دارای تفاوت هائی ا ست که درجای خود به تفاوت های ان اشاره کمی خواهد شد.لذا مد نظر خوانندگان محترم شیوه کارکرد ان درخودرو ها باشد.

 

 

 

 

 

2-3- توصیف کلیCVT

الگوی تغییرات بدون پله (پیوسته)انتقال قدرت،یک رانندگی راحت وبدون تکان رابرای را ننده وسرنشینان فرا هم می کند.عملکرد وسیله نقلیه درهرزمان ومکانی بسیارخوب وعالی خواهدبود.

اما بهتران است که برای درک بهتر ابتدا برتری های CVT رانسبت به جعبه دنده های اتوماتیک AT به اختصار بیان شود.این مزایا رامی توان به شرخ ذیل بیان کرد:

1- پایین بودن تکان های خودرو درسرع ثابت

2- کنترل بهترمصرف سوخت

3- کم صداوارتعاش بودن سیستم

4- شتاب ملایم ونرم

5- رانندگی انعطاف پذیردرجاده های کوهستانی

 

شکل3-2

 

 

 

3-3- انتقال قدرت اتوماتیکAT.انتقال قدرت پیوستهCVT

درنمودارهای شکل 3-3 یک Variogramsازیک جعبه دنده اتوماتیک معمولی AT درمقایسه با یک CVTتهیه شده است.بایک جعبه دنده اتوماتیک معمولی AT حداکثر 6نسبت انتقال، ودر اغلب وارد نسبت انتقال کمتری راداریم.زمانی تغییرات به سمت ازدیاد (Upshift)صورت می گیرد، سیستم ATمجبوراست درنمودارسمت چپ ازالگوی خط پررنگ ویا ازالگوی نقطه چین ان پیروی کندواین به میزان فشاردادن پدال گازبستگی دارد.اما با CVTتمام نسبت های بین دوخط Low to Overdrive دردسترس می باشد.بگونه ایکه درنمودارسمت راست مشاهده می کنید.

شکل3-3

نقطه تغییر درهردونمودار به میزان فشاردادن پدال گازبستگی دارد.بطوری که اگرفشاردادن پدال گاز بیشتر باشد تغییرات به سمت بالا ( (Upshiftدرسرعت بیشتری اعمال می گردد . درانتقال قدرت معمولی به وضوح می توان دریافت که اگرازیک چرخ دنده بزرگتر استفاده شود سرعت موتور به ارا می ونرمی بیشتری به سمت عقب (کاهش) بازمی گردد.ا لبته این موضوع برای CVTصادق نیست چرا که درCVT افزایش Upshift دریک سرعت ثابت موتور وبه کمک قرقره های متحرک خواد بود که دربخش های بعدی به تفصیل به ان خواهیم پرداخت.

 

4-3- قوانین اساسی وکلی درCVT

جعبه دنده های اتوماتیک معمولی AT،معمولا نسبت انتقال محدوددارند،بطور معمول 4یا 5یا 6نسبت انتقال رادارند.اما در CVTهمانطورکه ازاسمش پیداست.انتقال قدرت بطور پیوسته وبا بی نهایت نسبت انتقال صورت می گیرد.قرقره محرک ازقطرکم به قطرزیاد شروع به حرکت می کند.به شکل های 3-4 و3-5 توجه کنید.

 

شکل3-4

شکل3- 5

 

درCVTازیک قرقره اولیه (Primary Pulley) ویک قرقره ثانویه (Secondary Pulley) استفاده می شود.درهردو قرقره یک نیمه ثابت ویک نیمه متحرک است که تحت فشار سیال روغن محکم درکنارهم قرارگرفته اند. حا لت تسمه Vشکل فلزی برروی قرقره ها نسبت حرکت راتعیین می کند. وقتی که نیمه متحرک به نیمه ثابت نزدیک می شود ، تسمه را وادار می کندکه درراستای عمودی به سمت بالا حرکت کند، درواقع با انجام این کارباعث افزایش قطرقرقره می شود.زمانی که فاصله بین دونیمه افزایش پیدا می کند باعث پایی امدن تسمه درراستای عمودی شده ودرواقع می توان گفت که قطرقرقره کا هش پیداکرده است.

اگربه یک نسبت سرعت کم احتیاج داشته باشیم لازم است که قرقره اولیه باز شودیعنی نیمه متحرک قرقره به سمت عقب حرکت کند، ودرهمین زمان قرقره ثانویه باید بسته شود یعنی نیمه متحرک ان به سمت جلوپیشروی کند وقطر قرقره ثانویه افزایش پیدا کند.

حال اگر بخواهیم به یک نسبت سرعت بیشتری دست پیدا کنیم ، قرقره اولیه بایدبسته شودیعنی نیمه متحرک قرقره به سمت جلو حرکت کند تا قطرقرقره اولیه افزایش پیدا کند ودرهمین هنگام نیمه متحرک قرقره ثانویه باید به سمت عقب حرکت کندتا قطرقرقره ثانویه کاهش یابد . دراین حالت درهردورزدن قرقره اولیه ، قرقره ثانویه دوونیم (5/2) دور می زند.

 

5-3- تغییر حالت

حالت های ممکن برای تغییرکردن شامل : پارک کردن(Park) ،به عقب راندن ( (Reverse، حالت خنثی ( (Neutral، رانندگی عادی ((Drive ونهایتا حالت دستی/ ورزشی (Sport/manual) می باشد.دررانندگی عادی اتومبیل درحالت استانداردCVT حرکت خواهد کرد.دورموتور تقریبا به rpm4500محدود میباشد، مگراینکه ازدنده معکوس استفاده شودکه دراین حالت دورموتور به rpm5500 خواهدرسید.

درحالت دستی/ ورزشی خودرو درمدل ورزشی CVT حرکت خواهد کرد.دورموتور rpm5000 خواهد بود، مگرازدنده معکوس استفاده شودکه دراین صورت دورموتور به rpm5500 خواهد رسید.ا لبته دورموتورهای مختلف دیگر هم امکان دارد.

درحالت ورزشی انتقال قدرت با حالت عادی متفاوت خواهد بود، انتقال قدرت درحالت معکوس درسرعت بیشتر وبا مانور بیشتر رانندگی همراه خواهد بود. ا لبته دربررسی رانندگی ورزشی طراحی نسبت به را ننده حسا ستر خواهد بود.شکل 3- 7ماهک اهرم جعبه دنده وحالت های خاص ان را نشان می دهد.دراین شکل:

1. Illuminated gear position

2.Gear selector lever

 

شکل3-7

اگرماهک جعبه دنده درحالت دستی/ ورزشی قرارگیرد ، سیستم بطوردستی هدایت می شود.دراین حا لت ما 6 نسبت انتقال یا بیشتر خواهیم داشت. سیستم چرخ دنده باتوجه به موقعیت جاده وشرایط رانندگی انتخاب خواهد شد.برای تعویض به بالا ، راننده باید ماهک (Gear lever) را درجهت (+) حرکت دهد وبرای کاهش ماهک راباید درجهت (-) حرکت دهد.

اگردرسرعت بالا راننده بخواهد یک تغییر نابهنجار انجام بدهد ، نرم افزارCVTاین اجازه را نخواهد داد ویا اگردرجائی لازم به تغییر باشد ولی راننده این کار را انجام ندهد ، بازهم نرم افزار CVTاین کاربه طور خودکار انجام می دهد.

 

6-3- کاربری درحالت پارک یا خنثی

موتورتنها درجعبه دنده اتوماتیک معمولی ATقادراست درجا کارکند.چراکه این عمل توسط کلاچ صورت می گیرد.اما در CVTکاربه شیوه دیگری است.

یک فنر، مخروط قفل های ضامن خودکار قرقره ثانویه را درحالتی که ماهک دروضعیت پارک است بکار می اندازد.اگرماهک دنده دروضعیت پارک باشد وموتور با rpmبالائی کارکند ، ازموتور یک صدای ناخوشایند تلق وتلوق خواهد امد.این صداکم نمی شود مگراینکه سرعت موتور کاهش پیدا کند وبه حدود km/h5 برسد.

 

 

 

 

شکل3- 8

1- ضامن پارک کردن

2- قرقره ثانویه

 

 

 

 

7-3- عملکرد معمولیNormal operation

عملکرد گیربکس ،درزمان رانندگی قابل مقایسه با جعبه دنده اتوماتیک نیست . در CVTانواع تنظیمات امکان دارد. یکی ازحالت های ممکن این است که پدال شتاب دهنده (پدال گاز) بطور سریع افول کند ، دورموتور به میزان قابل توجه نسبت به سرعت وسیله نقلیه بیشتر خواهد بود . (برای مثال درهنگام ترمزگرفتن) این حالت درعمل برای CVTمعمولی وعادی خواهد بود،اما ممکن است راننده نا آشنا غافلگیر شود.حالتهای خاص دیگری نیزوجوددارد.

شکل 3- 9 سیستم ماهک گیربکس را با اجزای ان نشان می دهد.

 

 

شکل3-9

دراین شکل اجزاء باتوجه به شماره روی تصویر به شرح ذیل می باشند:

1- اهرم ماهک گیربکس (Gear selector lever)

2- گیره اهرم ماهک((Gear selector lever detent

3- قفل تغییر(Shift lock)

4- میله تغییردهنده ماهک ( (Gear change selector rod

 

 

 

 

 

 

8-3- ضربه گیر پیچشیTorsional damper

موتور به یک محور ورودی انتقال ازطریق یک ضربه گیر پیچشی متصل است.این ضربه گیر بجای مبدل گشتاور درجعبه دنده های اتوماتیک معمولی ATمی باشد . این ضربه گیر بخشی ازانتقال محسوب نمی شود.شایان ذکراست که ما برای جلوگیری ازاشتباه ازهمان اصطلاح مبدل گشتاور استفاده می کنیم . به شکل 3-10 توجه کنید.

شکل3-10

1-Drive plate gearbox side

2-Engine side

 

9-3- یدک کش کردن وسیله نقلیه

وسیله نقلیه ای باانتقال قدرت را نباید یدک کش کرد . زیرا به هنگام یدک کش کردن فشارروغن پشت قرقره اولیه وجودندارد . درواقع این کاردر CVTامکان پذیر نمی باشد چراکه با خاموش کردن خودرو ،پمپ روغن نیزخاموش خواهد بود لذانمی تواند برای درگیری قرقره ها فشاری ابجادکند ودرواقع این یعنی اینکه هردوکلاچ خلاص می باشند و هیچ درگیری بین موتور وقرقره ها نیست. مگراینکه وسیله برروی زمین بلغزد یا ازروی زمین جداشودکه بتوان ان رایدک کش نمود.

 

 

10-3- تعویض روغن درCVT

بعدازهرKm4500 طی مسافت باید روغن گیربکس عوض شود.برای این منظور جعبه دنده به یک پبچ تخلیه ویک درپوش مجهز شده است.

 

11-3- طرح پیاده شده دریک جعبه دنده

12-3- اجزاء تشکیل دهنده

CVTازتعداداجزاء مختلف تشکیل شده است که با توجه به نوع کارانها به سه دسته تقسیم می شوند:

1-گروه اول: جریان گشتاورمکانیکی(Mechanical torque Flow)

2-گروه دوم: سیستم کنترل(Control System)

این امکان رامیدهد که توان ارسالی باتوجه به شرایط رانندگی ودرخواست راننده باشد.

3-گروه سوم: ارتباطات خروجیExternal connectons))

عضوهای سازنده ارتباط انتقال قدرت بابیرون می باشند.بعضی ازاین عضوها درون جعبه دنده هستندوقادرهستنددرصورت نیاز، فوری متصل شوند و تعدادی دیگر می تواند بخشی ازسیستم باشد،اما درمکان دیگری ازوسیله نقلیه باشد.

 

 

 

 

 

 

 

13-3- گروه اول : 1-گروه اول:جریان گشتاورمکانیکی(Mechanical torque Flow)

14-3- مجموعه چرخدنده های سیاره ای Planetary Gear Set

مجموعه چرخدنده های سیاره ای درانتقال این امکان رامی دهند که یک گشتاورپیچشی محرک اماده،دردوجهت جلووعقب عمل کند.گشتاورپیچشی موتورهمواره توسط محورورودی ناقل سیاره (بازوی انتقال سیاره)انتقال داده می شود.این بازوی انتقال مستقیما به چرخدنده خورشیدی توسط بستن صفحه کلاچ متصل می شود.وقتی مجموعه چرخدنده خورشیدی می چرخد،گشتاورپیچشی موتورمستقیما به قرقره اولیه فرستاده می شود.اما چرخدنده های سیاره گشتاور پیچشی را انتقال نمی دهند، بنابراین هیچ اتلاف انرژی مکانیکی درمجموعه چرخدنده های سیاره ای رخ نمی دهد وقرقره اولیه با همان rpm موتورکارمی کند.این به پیش بردن اتومبیل است.

 

شکل3-11

 

درمدل وارونه یا برعکس ، تاج مجموعه چرخدنده های سیاره به وسیله وارونه بستن صفحه کلاچ ثابت نگه داشته می شود . سه چرخدنده سیاره ای توسط بازوی انتقال سیاره ، چرخدنده خورشیدی را وادار به چرخیدن درجهت عکس چرخیدن موتور می کند.این را هکاربرای به عقب راندن ماشین بکارمی رود . دراین حال نسبت انتقال 1:1.1 است به شکل 3-12 توجه کنید.

 

 

 

 

شکل3-12

 

 

 

 

 

 

15-3- کلاچ های چندصفحه ایMultiplate Clutches

دراینجا دودسته کلاچ چندصفحه ای وجوددارد،یکی برای راندن به جلو ودیگری برای راندن به عقب است.درهردودسته سه صفحه اصطکاکی ، درواقع شش سطح اصطکاکی دارد.فرامین فشار روغن براساس فشرده شدن چدال گاز ارسال می شود. بعدازاینکه چرخدنده محرک به کمک کنترل کردن تسمه Vشکل متوقف شد، وسیله نقلیه ساکن می شود.روغن توسط هدایت کننده هائی سطح کلاچ را اغشته می کنندتا ازبیش ازحدگرم شدن کلاچ ها جلوگیری کند.