افراد متخصص فرق بين خودروهاي دوكلاچه ومعمولي را مى دانند، در يك سيستم معمولي راننده با فشردن پدال كلاچ و استفاده از اهرم دست دنده ،دنده را تعويض مى كند و در سيستم اتوماتيك با استفاده از چند كلاچ و يك مبدل گشتاور و چرخ دنده هاى سياره اى همه عمليات تعويض دنده انجام مى شود. سيستم ديگرى مابين اين دو وجود دارد كه تركيبى از بهترين ويژگى هاى هر دو سيستم را فراهم مى كند. اين سيستم انتقال قدرت دو كلاچه است كه به آن ، سيستم انتقال قدرت شبه اتوماتيك ، سيستم دستى بدون كلاچ يا سيستم انتقال قدرت مكانيكي اتوماتيك شده هم گفته مى شود.
در خودرو هاى مسابقه اي استفاده از سيستم هاى شبه اتوماتيك مانند گيربكس دستى هميشگي است اما در خودروهاى معمولى تكنولوژى نسبتا جديدى است.
در اين گفتار ضمن آموختن نحوه عملكرد سيستم انتقال قدرت دو كلاچه، آن را با سيستم هاى ديگر مقايسه خواهيم كرد همچنين نياز سيستم انتقال قدرت آينده را بررسى خواهيم كرد. سيستم انتقال دو كلاچه كار دو گيربكس مكانيكي را با هم انجام مى دهد.براى درك بهتر اين موضوع بهتر است طريقه عملكرد گيربكس معمولى را مرور كنيم. وقتى راننده مى خواهد مبادرت به تعويض دنده كند، ابتدا بايد پدال كلاچ را بفشارد. در اين سيستم كلاچ رابطه بين موتور و گيربكس را قطع مى كند و از انتقال قدرت به چرخ ها جلوگيرى مى كند سپس راننده با دست، دنده مورد دلخواه را انتخاب مى كند. در اين مرحله حلقه دندانه داري به نام دور دو چرخ دنده را هماهنگ مي كند. اين اجزا ،مكانيزم هاي هماهنگ -synchronizer- كننده دور ناميده مى شوند. اين مكانيزم دنده ها را قبل از اين كه با هم درگير شوند هم سرعت مى كند تا از خرد شدن چرخ دنده ها جلوگيرى شود.وقتى كه چرخ دنده جديد درگير شد راننده پدال كلاچ را رها مى كند.با اين كار دوباره موتور به گيربكس وصل مى شود و نيرو مجددا به چرخ ها منتقل مى شود. پس در يك سيستم انتقال قدرت معمولى جريان دائمى قدرت از موتور به چرخ ها وجود ندارد. قطع و وصل شدن جريان قدرت پديده اى را به نام torque- interrupt يا- shift shock شوك ناشي از تعويض دنده- به وجود مى آورد. اگر راننده كار آزموده نباشد سرنشينان خودرو در ضمن تعويض دنده به جلو و به عقب پرتاب شده و تكان هاي شديدي به آن ها وارد مي شود كه مطلوب نيست. يك گيربكس دو كلاچه از دو كلاچ استفاده مى كند و در عين حال پدال كلاچ ندارد ،كنترلرهاى الكترونيكى و هيدروليكى پيچيده اى كلاچ ها را كنترل مى كنند در سيستم انتقال قدرت اتوماتيك هم گونه است. در DCT - سيستم انتقال قدرت دو كلاچه- كلاچ ها مستقل از هم عمل مى كنند.يك كلاچ چرخ دنده هاى فرد را كنترل مى كند و ديگرى چرخ دنده هاى زوج. با استفاده از اين شيوه دنده بدون قطع جريان نيرو از موتور به چرخ ها تعويض مى شود.اين سيستم به شكل زير عمل مى كند:
رانندگان مى توانند حالت اتوماتيك كامل را براى خودروي خود انتخاب كنند و تمام وظايف تعويض دنده را به كامپيوتر محول كنند.در اين حالت رانندگى بسيار شبيه به رانندگى با به DCT خودروي مجهز به گيربكس اتوماتيك است چون ترتيب يك چرخ دنده را درگير و ديگرى را از درگيري خارج مى كند. اين امر سبب كاهش شوك ناشي از تعويض دنده- shift shock- مي شود. مهم تر از همه تعويض دنده تحت نيرو انجام مى گيرد. يعنى يك جريان قدرت ثابت و پايدار بين موتور و چرخها همواره وجود خواهد داشت. مكانيزمي متشكل از دو شفت با جدا كردن چرخ دنده هاى فرد و زوج تمام موارد فوق را ممكن مى سازند. در ادامه در مورد اين دو شفت توضيح خواهيم داد.
يك شفت دو قسمتى در مركز DCT قرار دارد. بر خلاف گيربكس هاى معمولى كه همه چرخ دنده ها روى ورودى قرار دارند، DCT يك شفت چرخ دنده هاى زوج و فرد را به وسيله دو شفت ورودى از هم جدا مى كند. شفت خارجى به صورتى سوراخ شده كه محفظه اى را براى شفت داخلى فراهم مى كند و شفت داخلى در آن قرار مى گيرد. شفت خارجى به چرخ دنده هاى دو و چهار وصل است و شفت داخلى به چرخ دنده هاى اول ،سوم و پنجم متصل است.
كه يك كلاچ چرخ دنده هاى دوم و چهارم را كنترل مى كند و كلاچ ديگر به صورت مستقل چرخ دنده هاى اول ،سوم و پنجم را كنترل مى كند.اين همان چيزى است كه تعويض برق آساى دنده ها را ممكن مى كند و در عين حال قدرت همواره به صورت ثابت به چر خها منتقل مى شود. سيستم انتقال اتوماتيك استاندارد نمى تواند اين نياز را برطرف كند زيرا در اين سيستم براى تمام چرخ دنده ها از يك كلاچ استفاده مى شود.
كلاچ هاى چند صفحه اى
از آن جايى كه سيستم دو كلاچه شبيه سيستم اتوماتيك است شايد تصور كنيد كه اين سيستم به مبدل گشتاور نياز داشته باشد چيزى كه در سيستم اتوماتيك مورد نياز است تا قدرت به چرخ ها منتقل شود، در حالى كه DCT به مبدل گشتاور نياز ندارد.به جاى آن DCT هايى كه هم اكنون در بازارند از كلاچ هاى چند صفحه اى تر استفاده مى كنند.كلاچ تر كلاچى است كه اجزاى آن در مايع غوطه ورند تا هم اصطكاك كم شود و هم از گرماى توليد شده بكاهد.توليد كنندگان در حال توسعه DCT هاى با كلاچ خشك هستند درست مانند سيستم هاى دستى اما خودروهايي كه مجهز به DCT هستند. از كلاچ خيس استفاده مى كنند. بسيارى از موتوسيكلت ها از يك كلاچ چند صفحه اى استفاده مى كنند. وقتى كه كلاچ درگير مى شود فشار هيدروليكى داخل پيستون فنر هاى حلقه شده را تحت فشار قرار مى دهد.با اين كار يك دسته از صفحه هاى كلاچ و ديسك هاى اصطكاكى به صفحه فشار كه ثابت است ،فشرده مى شوند.ديسك هاى اصطكاكى داراى دندانه هاى داخلى هستند و به گونه اى طراحى شده اند كه با دندانه هاى روى غلتكهاى كلاچ درگير شوند و اين غلتك ها هم به نوبه خود با چرخ دنده هايى كه نيرو را انتقال مى دهند درگير مى شوند.سيستم انتقال قدرت دو كلاچه خشك-Audi- داراي يك فنر حلقه اى كوچك ويك فنر بزرگ ميانى است.
به منظور آزاد كردن كلاچ ،از فشار روغن درون پيستون كاسته مى شود.با اين كار فنر هاى پيستون كه اعمال فشار روى مجموعه كلاچ و صفحات فشار را ممكن مى كنند به حالت آزاد بر مى گردند.
قبلا مشخص شد كه چرا DCT ها را جزء سيستم هاى انتقال قدرت دستى اتوماتيك شده مى دانند. در اصل DCT دقيقا مانند سيستم دستى كار مى كند.اين سيستم شامل شفت ورودى شفت جانبى در محفظه چرخ دند هها ،هماهنگ كننده ها و كلاچ است تنها چيزى كه ندارد پدال كلاچ است چون سيستم هاى هيدروليكى و بوبين ها كار تعويض دنده را انجام مى دهند. حتى در اين حالت نيز راننده مى تواند با استفاده از دكمه يا دسته تعويض دنده تعيين كند كه سيستم چه موقع عمل كند. با توجه به اين كه رفتن به دنده بالاتر ظرف هشت ميلى ثانيه انجام مى گيرد پس رانندگان در ضمن تعويض دنده يكى از چندين محاسن DCT ها را تجربه خواهند كرد و آن هم شتاب گيرى ديناميك و پيوسته آن است. تعويض دنده يكنواخت با حذف شوك -shift shock -كه در سيستم دستى و بعضى از سيستم هاى اتوماتيك وجود دارد_ حاصل مى شود.بهترين حسن DCTها اين است كه به راننده اين امكان را مى دهد كه با توجه به ميل خود عمل تعويض دنده را انجام داده يا كامپيوتر همه كارها را انجام دهد.
Audi TT Roadster يكى از چندين مدل Audiكه از سيستم انتقال دو كلاچه استفاده مى كند.
شايد بزرگ ترين حسن DCT ها صرفه جويى در مصرف سوخت باشد .از آن جايى كه در ضمن تعويض دنده انتقال قدرت از موتور به چرخ ها قطع نمى شود مصرف سوخت به صورت قابل ملاحظه اى كاهش مى يابد.بعضى از متخصصان مى گويند يك سيستم شش دنده DCTدرمقايسه با يك سيستم اتوماتيك پنج دنده افزايش 10 درصدى بازده نسبى سوخت و كاهش مصرف آن را به دنبال دارد.
بسيارى از توليد كنندگان خودرو به DCT ها علاقه مند شده اند و اين در حالى است كه توليد كننده گان موتور ها از هزينه اى كه بايد صرف تغييراتى در خطوط توليد موتور شود نگرانند. اين امر باعث افزايش قيمت خودرو هايى مي شود كه مجهز به DCTهستند و ممكن است خريداران مطلع را از خريد اين خودروها منصرف كند.
به علاوه امروزه توليد كنندگان بيشتري در تكنولوژى هاى مربوط به سيستم هاى انتقال قدرت متناوب سرمايه گذارى مى كنند و اين يكى از موارد مورد توجه سيستم تعويض دنده پيوسته است -CVT-.
يكى از انواع سيستم هاى CVTاتوماتيك است كه از يك سيستم پولى و يك تسمه ويا يك زنجير به منظور تنظيم نسبت چرخ دنده ها استفاده مى كند.
CVT ها همچنين شوك هنگام تعويض دنده را هم كاهش مى دهند و بازده سوخت را به ميزان قابل ملاحظه اى افزايش مى دهند اما CVT ها نمى توانند نسبت به گشتاورهاى بالاى مورد نياز در خودروهاى با توان بالا پاسخ گو باشند.
DCT ها اين مشكلات را ندارند و براى خودروهاى با توان بالا ايده آل هستند. در اروپا بيشتر، سيستم انتقال قدرت دستى به خاطر عملكرد خوب و بازده سوخت ترجيح داده مى شود
تاريخچه و آينده DCT ها
Adolphe Kégresse آدولف كگرس فردى كه ،گيربكس اتوماتيك را ابداع كرد يكى از پيشگامان مهندسى خودرو بود. بيشتر شهرت كگرس به خاطر خودروهاى معروف نظامى-half-track- اوست.نوعى از خودرو هايى كه مجهز به چرخ هاى خاصى هستند و امكان رانندگى در هر نوع ناهموارى زمين را فراهم مى كنند.
در سال 1939 كگرس طرح استفاده از سيستم دو كلاچه را مورد توجه قرار داد و اميدوار بود در خودروي افسانه اى مخصوص بكسل سيتروئن به كار رود اما متاسفانه شرايط ناسازگار تجارى مانع پيشرفت بيشتر در اين زمينه شد.
هم Audi هم Porsche مفهوم دو كلاچه را درطرح هاى خود مد نظر قرار دادند هرچند كه استفاده اين شركت ها از سيستم دو كلاچه تنها به خودرو هاى مسابقه محدود شد.
سال 1986 پورشه 962 در مسابقه 1000 كيلومترى مونزا كه بين خودروهاى برتر در سطح جهان برگزار مى شود موفق به كسب مقام اول شد. اين اولين پيروزي خودروهاي مجهز به PDKنيمه اتوماتيك بود . اين مدل به وسيله پدال عمل تعويض دنده را انجام مي داد. در سال1985 Audi هم تاريخ ساز شد ، زماني كه يك خودروي S1 كواترو مجهز به سيستم انتقال قدرت دو كلاچه در مسابقه بالا رفتن از تپه از يك كوه به ارتفاع چهارهزارو300متر بالا رفت و موفق به كسب مقام اول شد.
تا سال هاي اخير خودروهاي مجهز به سيستم دو كلاچه وارد بازار نشدند طبق اجازه نامه BorgWarner's DualTronic فولكس واگن از پيشگامان سيستم انتقال قدرت دو كلاچه است. خودروهاي اروپايي كه از اين سيستم استفاده كرده اند شامل مدل هاي زير است:
Volkswagen Beetle Golf
Touran Jetta Audi TT A3
Toledo Leon Octavia Skoda
Altea Seat
فورد ،دومين توليد كننده سيستم هاي انتقال قدرت دوگانه است كه اين كار با همكاري فورد اروپا و سرمايه گذاري50/50خود توليد كننده سيستم انتقال قدرت_گتراگ فورد(GETRAG_FORD )انجام مي پذيرد. اين شركت يك سيستم دو كلاچه شش دنده را تحت عنوان سيستم پاور شيفت(Power shift)سال 2005 در نمايشگاه بين المللي فرانكفورت به نمايش گذاشت با اين وجود محصولات آن ها دو سال بعد به اولين نسل پاور شيفت ها مجهز شدند.
