نظام ناقل الحركة الأتوماتيكي Cvt

[Ahmed I Kamel]

نظام الــــCVT الجديد

هل حدث و ركبت سيارة أوتوماتيك جديدة (مثل اللانسر أو الألتيما) الجديدتين واندهشت عندما لم تسمع صوت النقلات؟

هل تخيلت أنك مخطئ أو أن صوتها منخفض بحيث لم تسمعه؟
فلننس النقلات

هل لاحظت في نفس السيارة أن عداد (RPM) يزيد بثبات بعكس باقي السيارات التي يصعد العداد ويهبط مع كل نقلة؟

أو على الـRPM العالي يثبت المؤشر في حين أن سرعة السيارة في تزايد؟

إذا كنت قد مررت بأحد هذه المواقف ولم تجد التفسير لهذه الأشياء

فاقرأ هذا المقال حتى تجد التفسير

انه بكل بساطة الـCVT
Continuously Variable Transmission

وهو صندوق التروس الأوتوماتيكي الجديد

والسبب في أنك لم تسمع صوت النقلات هو بكل بساطة أيضا أنه لا توجد نقلات أساسا .

هل تتساءل كيف تتغير التروس بدون نقلات؟؟؟

الجواب في كلمتين (لايوجد تروس).

إذا كيف تتغير نسبة السرعة أو عدد اللفات الخارجة من المحرك والذاهبة إلى العجلات؟

للرد على هذا السؤال يجب أن نشرح طريقة عمل الـCVT

وهذا ما سنفعله الآن

في البداية يجب أن نتعرف على مكونات هذا النظام ووظيفة كل جزء

والكونات بسيطة جدا وقليلة جدا ، فبعكس صناديق التروس التقليدية والتي تحتوي على عشرات المكونات والأجزاء الـCVT يتكون من ثلاثة مكونات رئيسية ؛ وهي:

1- سير قوي V-Belt (مطاطي أومعدني).

2- بكرة متغيرة القطر (variable pulley) موصلة مع القدرة الداخلة.
3- بكرة متغيرة القطر (variable pulley) موصلة مع القدرة الخارجة.

ويحتوي أيضا على عدد من المعالجات (Microprocessors) والمجسات (sensors) والتي تعطينا الدقة في الحساب السرعة المطلوبة ، ولكن المكونات الأساسية هي ما ذكرناها مسبقا وهي (بكرتين وسير).

وقبل أن أبدأ بالشرح يجب أن تشاهد هذه الصورة المتحركة حتى تستطيع أن تتخيل طريقة العمل(حتى أنك من الممكن ألا تحتاج إلى شرحي بعد ذلك).

تعتبرالبكرة متغيرة القطر هي الأساس في فكرة عمل الـCVT ، كل بكرة تكون مكونة من مخروطين كل مخروط مائل بزاوية 20 درجة وكل منهما في لاصق للآخر كما شاهدنا، ويوضع السير في الفراغ مابين المخروطين - لذلك يفضل السير على شكل V أو (V-belt) في حالة السيور المطاطية - .

أمابالنسبة لطريقة العمل ؛ فالفكرة هي نفس فكرة صندوق التروس العادي:

عندما نريد تقليل السرعة القادمة من المحرك نضع ترس صغير على العمود المتصل بالمحرك وترس كبير على العمود المتصل بالعجل

وفي الـ CVT:

عندما نريد تقليل السرعة القادمة من المحرك نصغر البكرة المتصلة بالمحرك ونكبر البكرة المتصلة بالعجل، وبالتالي نحصل على نسبة التقليل التي نحتاجها .

وفي حالة الحصول على سرعة مطابقة لسرعة المحرك أو سرعة أكبر نطبق نفس النظرية .

والبكرة المتصة بالمحرك تسمى البكرة القائدة (Drive pulley) وتكون متصلة بعمود الكرنك ، أما البكرة المتصلة بالعجل تسمى البكرةالمُقادة (Driven pulley) .
http://www.vibratesoftware.com/image...ew%20Small.jpg

وبما أن البكر متغيرالقطر فإن لدينا عدد لانهائي من الأقطار وبالتالي عدد لانهائي من النسب التي نستخدمها للحصول على القدرة القصوى من المحرك دون أن نضر به. ولتغيير أقطار البكرات نستطيع استخدام نظام هيدروليكي أو نظام الطَّرد المركزي (centrifugal force ) أوالزنبرك ، ولكن أفضلهم هو النظام الهيدروليكي بالطبع لأنه يعطينا دقة كبيرة جدا.

المسافة من مركز البكرة حتى نقطة تلامس السير مع البكرة تسمى نصف قطر الخطوة.

وهذه المسافة تزيد بزيادة قطر البكرة وتقل عندما يقل قطر البكرة ، ونحصل على النسبة النهائية لصندوق التروس بقسمة نصف قطر الخطوة للبكرة القائدة على نصف قطر الخطوة للبكرة المُقادة.

ويأتي هنا دورالـ Controller أو وحدة التحكم لحساب النسبة المطلوبة من الصندوق التروس في كل لحظة تتحرك فيها السيارة ، وذلك لأن النسب في الـ CVT تتغير كل ثانية تقريبا.

طبعا أنت تتعجب الآن لماذا مازلنا نسميه "صندوق تروس" رغم عدم احتوائه على تروس مطلقا. هل نسينا أنه لايوجد به تروس أم أنها غلطة مطبعية؟

لا لم أنسَ بل هو فعلا يصنف كصندوق تروس ؛ لا تتعجب فالترس في الميكانيكا يشير إلى نسبة التغيير في السرعة إما بالتكبير أو التصغير ، والـCVT يعطينا هذه النسب بكفاءة تامة إذاً فهو صندوق تروس.

والان بعد أن تعرفنا إلى الـCVT وإلى طريقة عمله، يجب أن نذكر تاريخه :

بالتأكيد أثناء قراءتك لطريقة عمله تساءلت لماذا لم يخترعوه منذ زمن بالرغم من أن فكرته في غاية البساطة؟

لقد اخترعوه منذ زمن فعلا وأقدم مما تتصور ، ففكرة الـCVT ترجع إلى ليوناردو دافنشي عام 1490 . أي منذ أكثر من 500 عام.

ولكن لم ينتبه أحد لهذا الاختراع حتى عام 1886 عندما طوره عالم آخر وأخذ أول براءة اختراع عن الـCVT الحلقي ولكن لم يفكر أحدا باستخدامه على السيارات وقتها لأن صناعة السيارات كانت في بدايتها ، ثم في 1935 طوره أديل دودج وتم تسجيل براءة اختراع باسمه في الولايات المتحدة ولكن المعادن في ذلك الوقت كانت محدودة ولم يكن هناك سبائك مثل اليوم وبالتالي لعمل CVT يتحمل عزم محرك السيارة بهذه المعادن سيكون كبيرا جدا وثقيلا جدا ولذلك تم استخدامه في الأجهزة الكهربية والمعدات الصغيرة والتي لا تتطلب قوة كبيرة ، ثم في 1958 تم عمل أول CVT في سيارة وكان ذلك في هولندا ولكنه لم ينجح أيضا لأنه كان يعمل بسير مطاطي ومع الوقت يتغير حجم السير وبالتالي تكون النسب غير سليمة ، وفي عام 1989 أنتجت شركة سوبارو اليابانية أول سيارة تعمل بصندوق تروس CVT وهي Subaru Justy GL ولكن السوق لم يتقبلها جيدا وذلك لعدم قدرة المستهلك على الثقة في هذه التقنية .

ومع التطور العلمي المستمراستطاع العلماء عمل سير معدني (****l Belt) وهو في نفس ليونة المطاط وبالتالي يستطيع تغيير نصف قطره مع البكرات وفي نفس الوقت فهو صلب جدا وبالتالي يتحمل مقدار العزم الكبير الذي يأتي من المحرك دون أن يتأثر ، وهو يتحمل عزم حتى 350Nm ومازال هناك تطوير حتى يستطيع تحمل أكثر من هذا الرقم .

وبذلك تم تحقيق المعادلة الصعبة والتي كانت العائق الوحيد في طريق نجاح الـCVT ، ومنذ ذلك الوقت بدأت الشركات في تطوير الـCVT واستخدامه في السيارات وخصوصا الشركات اليابانية وذلك لاهتمامهم بالتكنولوجيا وأيضا لصغر محركاتهم وبالتالي لاتخرج عزم كبير ، رغم أن شركة نيسان أضافت الـCVT مؤخرا إلى المورانو والتي تمتلك محرك سعته 3500CC وتعتبر هذه السيارة أكبر سيارة تعمل بتكنولوجيا الـCVT .