گیربکس دستی اتوماتیک (AMT)

در یک وسیله نقلیه سواری، نقش گیربکس تطبیق مشخصه گشتاور موتور اصلی ( موتور احتراق داخلی یا موتور الکتریکی) با بار جاده است. برای درک بهتر نحوه عملکرد گیربکس و اینکه چرا باید آنها را در خودرو قرار دهیم، مقالات زیر را بخوانید:

گیربکس دستی چگونه کار می کند

چرا به چرخ دنده نیاز داریم؟

گیربکس یک وسیله نقلیه معمولاً شامل دستگاه کوپلینگ ( کلاچ یا مبدل گشتاور )، گیربکس چند سرعته ، شفت پروانه (برای محرک چرخ عقب )، دیفرانسیل و محورهای محرک است. گاهی اوقات در ادبیات فنی از کلمه انتقال برای توصیف گیربکس استفاده می شود.

بسته به اینکه چه کسی برای تعویض دنده تصمیم می گیرد و نوع حرکت کلاچ و دنده ها، چندین نوع گیربکس وجود دارد:

گیربکس های دستی

گیربکس های کلاچ الکترونیکی

گیربکس های اتوماتیک/اتوماتیک (دستی).

در یک وسیله نقلیه گیربکس دستی (MT)  راننده تصمیم می گیرد که چه زمانی دنده را تعویض کند و همچنین کلاچ و دنده را فعال می کند.

در گیربکس کلاچ الکترونیکی (بدون پدال کلاچ)، تصمیم به تعویض دنده نیز توسط راننده گرفته می شود. با این تفاوت که فعال سازی کلاچ نیز می تواند به صورت خودکار (توسط یک محرک الکتروهیدرولیک یا الکتریکی) انجام شود و فعال سازی دنده همچنان توسط راننده مدیریت می شود.

در یک گیربکس دستی خودکار (AMT)  یا گیربکس اتوماتیک (AT) ، هم تصمیم برای انجام تعویض دنده و هم فعال کردن کلاچ/دنده به طور خودکار و بدون دخالت راننده انجام می شود. مجموعه های کلاچ و دنده دارای محرک های الکتروهیدرولیک یا الکتریکی هستند که توسط ماژول های کنترل الکترونیکی (ECM) کنترل می شوند.

تفاوت بین AMT و AT در سطح سخت افزار است. AMT ها مانند MT دارای چرخ دنده های مش ثابت هستند، در حالی که AT دارای مجموعه چرخ دنده های سیاره ای (Epicyclic) هستند. از نظر نرم افزاری (عملکردی)، هم AMT ها و هم AT ها می توانند تعویض دنده را به صورت خودکار یا دستی (تصمیم راننده) انجام دهند.

در این مقاله قصد داریم بر روی گیربکس های دستی خودکار (AMT) تمرکز کنیم .

در مقیاس جهانی، سهم بازار گیربکس‌های دستی خودکار بسیار کم است، تنها 1٪ از کل خودروهای فروخته شده مجهز به AMT هستند.

برقی – گیربکس برای وسایل نقلیه الکتریکی (معمولاً گیربکس های تک سرعته)

AMT – گیربکس های دستی خودکار

DCT – گیربکس دوکلاچه

CVT – گیربکس متغیر پیوسته

AT – گیربکس اتوماتیک

MT – گیربکس دستی

حتی اگر سهم بازار جهانی بین سال‌های 2012 و 2015 ثابت بود، تعداد گیربکس‌های دستی خودکار تولید شده هر سال افزایش می‌یابد. این عمدتا به دلیل تعداد بیشتر خودروهای تولید شده و افزایش سهم بازار AMT در هند است.

در خودرویی با گیربکس دستی، درگیری/جلوگیری کلاچ و دنده ها مستقیماً توسط راننده و از طریق پدال کلاچ و اهرم تعویض دنده کنترل می شود. در AMT دیگر خبری از پدال کلاچ نیست و اهرم تعویض دنده با اهرم انتخاب برنامه جایگزین می شود. فعال کردن کلاچ و چرخ دنده ها با الکتروهیدرولیک محرک های الکتریکی انجام می شود که از طریق سیگنال های الکترونیکی که از یک ماژول کنترل الکترونیکی می آیند کنترل می شود.

پدال کلاچ

مخزن مایع محرک کلاچ

سیلندر اصلی

لوله فشار قوی

سیلندر برده (سیلندر برده متحدالمرکز، CSC)

صفحه فشار (کلاچ).

فلایویل دو جرمی

دیسک اصطکاک (کلاچ).

همگام ساز

مکانیزم فعال سازی دنده

اهرم تعویض دنده

شفت خروجی

شفت ورودی

گیربکس دستی خودکار (AMT) اساساً یک گیربکس دستی (MT) با کلاچ و محرک های دنده کنترل شده الکترونیکی است. برای تبدیل گیربکس دستی به گیربکس دستی خودکار، پدال کلاچ (1) و اهرم تعویض دنده (11) با محرک های الکتروهیدرولیک یا الکتریکی جایگزین می شوند.

اولین نسل از AMT ها بر اساس مفهوم " افزونه " بود، به این معنی که یک MT موجود، از قبل طراحی شده با افزودن مکانیزم های محرک کنترل شده الکترونیکی خارجی به AMT تبدیل شد. نسل‌های بعدی AMT‌ها از مراحل اولیه مراحل طراحی، محرک‌ها را در خود جای داده بودند.

برای تبدیل از MT به AMT نیاز است:

 

جایگزینی مکانیسم تحریک کلاچ با یک محرک الکتروهیدرولیک / الکتریکی

جایگزینی مکانیسم تحریک دنده با یک محرک الکتروهیدرولیک / الکتریکی

ادغام یک ماژول کنترل الکترونیکی

ادغام: سنسور سرعت شافت ورودی، سنسور موقعیت کلاچ، سنسورهای انتخاب دنده و موقعیت درگیری، سنسور موقعیت اهرم تعویض دنده، سنسور فشار و دما سیال (در مورد سیستم تحریک الکتروهیدرولیک)

نرم افزار کنترل موتور که امکان کنترل گشتاور در هنگام تعویض دنده را فراهم می کند

بسته به سازنده خودرو، گیربکس‌های دستی خودکار نام‌های تجاری متفاوتی دارند، اما در نهایت، از نظر عملکرد یکسان هستند:

ایزیترونیک (اوپل)

Quickshift، Easy-R (رنو)

سنسودرایو (سیتروئن)

سلسپید (آلفا رومئو)

فرآیند تعویض دنده

در گیربکس دستی، با شروع از نقطه خنثی (N) اهرم تعویض دنده، فرآیند تعویض دنده را می توان به دو مرحله تقسیم کرد:

انتخاب دنده (که انتخاب دروازه نیز نامیده می شود): زمانی که صفحه/خط دنده مربوطه انتخاب شده است

درگیری دنده : زمانی که دنده آینده واقعاً درگیر است

به عنوان مثال، برای درگیر کردن دنده 1 ، اهرم تعویض دنده ابتدا به سمت چپ، در صفحه 1-2 حرکت می کند و سپس به جلو هل داده می شود.

در مقیاس جهانی، سهم بازار گیربکس‌های دستی خودکار بسیار کم است، تنها 1٪ از کل خودروهای فروخته شده مجهز به AMT هستند.

سهم بازار گلوبات انواع انتقال

برقی– گیربکس برای وسایل نقلیه الکتریکی (معمولاً گیربکس های تک سرعته)

AMT – گیربکس های دستی خودکار

DCT – گیربکس دوکلاچه

CVT – گیربکس متغیر پیوسته

AT – گیربکس اتوماتیک

MT – گیربکس دستی

 

حتی اگر سهم بازار جهانی بین سال‌های 2012 و 2015 ثابت بود، تعداد گیربکس‌های دستی خودکار تولید شده هر سال افزایش می‌یابد. این عمدتا به دلیل تعداد بیشتر خودروهای تولید شده و افزایش سهم بازار AMT در هند است.

پیش بینی AMT برای تولید خودرو در سراسر جهان از سال 2010 تا 2015 (به میلیون ها)

تصویر: پیش بینی AMT برای تولید خودرو در سراسر جهان از سال 2010 تا 2015 (به میلیون ها نفر)

اعتبار: Statista

در خودرویی با گیربکس دستی، درگیری/جلوگیری کلاچ و دنده ها مستقیماً توسط راننده و از طریق پدال کلاچ و اهرم تعویض دنده کنترل می شود. در AMT دیگر خبری از پدال کلاچ نیست و اهرم تعویض دنده با اهرم انتخاب برنامه جایگزین می شود. فعال کردن کلاچ و چرخ دنده ها با الکتروهیدرولیک محرک های الکتریکی انجام می شود که از طریق سیگنال های الکترونیکی که از یک ماژول کنترل الکترونیکی می آیند کنترل می شود.

• شرایط ویژه خرید اقساطی خودرو

اجزای اصلی گیربکس دستی (MT)

پدال کلاچ

مخزن مایع محرک کلاچ

سیلندر اصلی

لوله فشار قوی

سیلندر برده (سیلندر برده متحدالمرکز، CSC)

صفحه فشار (کلاچ).

فلایویل دو جرمی

دیسک اصطکاک (کلاچ).

همگام ساز

مکانیزم فعال سازی دنده

اهرم تعویض دنده

شفت خروجی

شفت ورودی

گیربکس دستی خودکار (AMT) اساساً یک گیربکس دستی (MT) با کلاچ و محرک های دنده کنترل شده الکترونیکی است. برای تبدیل گیربکس دستی به گیربکس دستی خودکار، پدال کلاچ (1) و اهرم تعویض دنده (11) با محرک های الکتروهیدرولیک یا الکتریکی جایگزین می شوند.

اولین نسل از AMT ها بر اساس مفهوم " افزونه " بود، به این معنی که یک MT موجود، از قبل طراحی شده با افزودن مکانیزم های محرک کنترل شده الکترونیکی خارجی به AMT تبدیل شد. نسل‌های بعدی AMT‌ها از مراحل اولیه مراحل طراحی، محرک‌ها را در خود جای داده بودند.

برای تبدیل از MT به AMT نیاز است:

جایگزینی مکانیسم تحریک کلاچ با یک محرک الکتروهیدرولیک / الکتریکی

جایگزینی مکانیسم تحریک دنده با یک محرک الکتروهیدرولیک / الکتریکی

ادغام یک ماژول کنترل الکترونیکی

ادغام: سنسور سرعت شافت ورودی، سنسور موقعیت کلاچ، سنسورهای انتخاب دنده و موقعیت درگیری، سنسور موقعیت اهرم تعویض دنده، سنسور فشار و دما سیال (در مورد سیستم تحریک الکتروهیدرولیک)

نرم افزار کنترل موتور که امکان کنترل گشتاور در هنگام تعویض دنده را فراهم می کند

بسته به سازنده خودرو، گیربکس‌های دستی خودکار نام‌های تجاری متفاوتی دارند، اما در نهایت، از نظر عملکرد یکسان هستند:

ایزیترونیک (اوپل)

Quickshift، Easy-R (رنو)

سنسودرایو (سیتروئن)

سلسپید (آلفا رومئو)

فرآیند تعویض دنده

در گیربکس دستی، با شروع از نقطه خنثی (N) اهرم تعویض دنده، فرآیند تعویض دنده را می توان به دو مرحله تقسیم کرد:

انتخاب دنده (که انتخاب دروازه نیز نامیده می شود): زمانی که صفحه/خط دنده مربوطه انتخاب شده است

درگیری دنده : زمانی که دنده آینده واقعاً درگیر است

به عنوان مثال، برای درگیر کردن دنده 1 ، اهرم تعویض دنده ابتدا به سمت چپ، در صفحه 1-2 حرکت می کند و سپس به جلو هل داده می شود.

مراحل تعویض دنده

از آنجایی که درگیری دنده ترکیبی از دو حرکت است، در محورهای مختلف، AMT نیاز دارد:

2 محرک برای فرآیند تعویض دنده

1 محرک برای درگیری / جداسازی کلاچ

عملگر را می توان به عنوان وسیله ای تعریف کرد که سیگنال الکتریکی (ارسال شده توسط یک ماژول کنترل الکترونیکی) را به یک عمل فیزیکی (ترجمه یا چرخش) تبدیل می کند. عملگرها می توانند یک شیر برقی باشند که فشار سیال را کنترل می کند یا یک موتور الکتریکی که چرخ دنده را می چرخاند.

Easytronic AMT (Opel)

گیربکس دستی خودکار ایزیترونیک دارای یک محرک الکتروهیبرید هیبریدی برای درگیری / جداسازی کلاچ و دو محرک الکتریکی برای تعویض دنده (انتخاب و درگیری) است.

کلاچ (کلاچ خود تنظیم، SAC ® )

سیلندر کلاچ (CSC)

موتور الکتریکی (جریان مستقیم) - تحریک کلاچ

پیستون (داخل سیلندر)

مکانیزم تعویض دنده

موتور الکتریکی (جریان مستقیم) - انتخاب دنده

موتور الکتریکی (جریان مستقیم) - درگیری دنده

هنگامی که موقعیت کلاچ توسط یک ماژول کنترل الکترونیکی کنترل می شود، مهم است که یا پارامترهای مکانیکی کلاچ را ثابت نگه دارید یا الگوریتم های کنترل را با سایش کلاچ تطبیق دهید.

دیسک اصطکاک در طول عمر مفید فرسوده می شود، که باعث می شود حرکت کلاچ (فاصله باز/بسته) متغیر باشد (برای کلاچ جدید کوچکتر). برای ماژول کنترل الکترونیکی این به عنوان یک اختلال در فرآیند درگیری / جداسازی کلاچ دیده می شود و ممکن است منجر به تحریک کلاچ معیوب شود. دو راه برای غلبه بر این وجود دارد:

خود تنظیم مکانیکی کلاچ

یادگیری حرکت کلاچ و تطبیق الگوریتم های کنترل

کلاچ (1) به طور خودکار عملکرد ضربه (فاصله باز/بسته) خود را نسبت به سایش دیسک اصطکاک تنظیم می کند. این کلاچ خود تنظیم کننده (SAC) نامیده می شود و توسط LuK (Schaeffler) تولید می شود.

کیس محرک با واحد کنترل انتقال یکپارچه (TCU)

کرم (چرخ دنده)

چرخ کرم

موتور الکتریکی DC (با برس)

پیستون

لوله خروجی (به سمت CSC)

لوله ورودی (از مخزن)

شاتون

محرک کلاچ ترکیبی بین محرک هیدرولیک و الکتریکی است. هنگامی که کلاچ باید جدا شود، موتور الکتریکی (4) توسط TCU تغذیه می شود. روتور موتور الکتریکی مستقیماً به کرم (2) متصل است که در شبکه ثابت با چرخ کرم (3) قرار دارد. حرکت چرخشی چرخ کرم توسط شاتون (8) به حرکت خطی تبدیل می شود که پیستون (5) را فشار می دهد و فشار ایجاد می کند. از طریق خروجی (6) سیال تحت فشار به  سیلندر بسته کلاچ (CSC) می رسد و کلاچ را فعال می کند.

مدار هیدرولیک از یک سیلندر و یک پیستون در سمت محرک و سیلندر کلاچ در سمت دیگر ساخته شده است. نیروی محرک کلاچ با فشار سیال در مدار رابطه مستقیم دارد.

بنابراین موقعیت کلاچ توسط فشار سیال در سیستم هیدرولیک کنترل می شود که به موقعیت موتور الکتریکی جریان مستقیم (DC) بستگی دارد.

کانکتور الکتریکی برای موتور الکتریکی درگیر دنده

کانکتور الکتریکی برای موتور الکتریکی انتخاب دنده

موتور الکتریکی انتخاب دنده

دندانه دار کردن

انگشت درگیر دنده (برای درگیر شدن با دنده)

چرخ دنده

از حالت خنثی، در صورت نیاز به درگیر شدن یک دنده، موتور انتخاب دنده (3) قفسه (4) را به سمت بالا و پایین حرکت می دهد. وقتی صفحه دنده مناسب (دروازه) انتخاب شد، موتور درگیر دنده (1) دنده (6) را می چرخاند که انگشت درگیر دنده (5) را می چرخاند. آستین های کشویی سنکرونایزرهای دنده از طریق یک چنگال و یک شفت به انگشت درگیر دنده (5) متصل می شوند. هنگامی که انگشت درگیر دنده (5) به یکی از موقعیت های انتهایی خود حرکت می کند، دنده درگیر می شود.

موتورهای الکتریکی دارای سنسورهای موقعیت یکپارچه هستند. بر اساس اطلاعات موقعیت، ماژول کنترل انتقال قدرت الکتریکی موتورها را تنظیم می کند تا آنها را در موقعیت مورد انتظار قرار دهد.

Easytronic 3.0 (Opel)

گیربکس جدید 5 سرعته دستی خودکار از Opel/Vauxhall، Easytronic 3.0، از محرک های الکتروهیدرولیک برای تعویض کلاچ و دنده استفاده می کند. AMT جدید همچنین می تواند از عملکردهای Stop & Start موتور پشتیبانی کند.

حداکثر گشتاور ورودی گیربکس 190 نیوتن متر است و می توان آن را روی موتورهای 1.4 لیتری بنزینی یا 1.3 دیزلی نصب کرد. شاخک‌های تعویض دنده و همگام‌کننده‌ها با نوع گیربکس دستی مشترک هستند.