مقایسه گیربکس CVT و DCT (بررسی تفاوتها، مزایا و معایب)

امروزه، تعداد خودرو های دنده اتومات به طور پیوسته رو به افزایش است و در نتیجه دگرگونی های عمیقی در سیستم های انتقال قدرت خودکار یا همان گیربکس های اتومات آن ها نیز ایجاد شده است. در واقع گیربکس، نقشی اساسی در تعیین تجربه رانندگی، عملکرد و بهره وری سوخت یک وسیله نقلیه ایفا می کند.

در سال های اخیر، دو نوع گیربکس اتوماتیک، یعنی گیربکس متغیر پیوسته (CVT) و گیربکس دوکلاچه (DCT)، به عنوان جایگزین های پیشرفته برای گیربکس های اتوماتیک سنتی (مبدل گشتاور) مطرح شده اند. اگرچه هر دوی این سیستم ها با هدف انتقال مؤثر نیرو از پیشرانه به چرخ ها طراحی شده اند، اما مکانیسم کاری، دینامیک رانندگی و اولویت های فنی آن ها تفاوت های بسیاری با یکدیگر دارند که انتخاب بین آن ها را به تصمیمی مهمی تبدیل می کند.

این مقاله به منظور درک عمیق تر تفاوت های میان این دو نوع گیربکس، به تحلیل ساختار، عملکرد، مزایا، معایب و کاربردهای متداول گیربکس های CVT و DCT و مقایسه آن ها با یکدیگر می پردازد. بنابراین انتخاب میان این دو گزینه نیازمند سنجش دقیق اولویت های راننده، اعم از نرمی سواری، شتاب گیری هیجان انگیز یا صرفه اقتصادی است. بنابراین شما با آشنایی با این گیربکس ها می توانید ماشین دلخواه خود را راحت تر انتخاب نمایید و از سواری آن لذت ببرید.

قبل از اینکه به بررسی تفاوت گیربکس های cvt و dct بپردازیم لطفاً توجه داشته باشید که دوره آموزش تعمیرات گیربکس اتوماتیک و معمولی در دپارتمان آموزش مکانیک خودرو آموزشگاه فنی و حرفه ای فن آموزان برگزار میگردد. علاقه مندان جهت مشاهده اطلاعات بیشتر روی تصویر بالا کلیک کرده و یا با آموزشگاه تماس حاصل فرمایند.

گیربکس CVT چیست؟

گیربکس CVT، که مخفف عبارت "Continuously Variable Transmission" است، نوعی گیربکس اتوماتیک محسوب می شود که هدف اصلی آن، فراهم کردن شتاب گیری بی وقفه و حذف تغییر دنده های سنتی است. بر خلاف گیربکس هایی که از تعداد معینی دنده ثابت (مانند ۵ سرعته یا ۶ سرعته) استفاده می کنند، CVT از طریق یک مکانیزم هوشمند به طور پیوسته در محدوده نامحدودی از نسبت های دنده مؤثر تغییر می کند. این انعطاف پذیری به کامپیوتر خودرو اجازه می دهد تا همواره بهینه ترین نسبت دنده را بر اساس شرایط رانندگی انتخاب کند.

مکانیزم عملکرد گیربکس CVT

برخلاف گیربکس های سنتی که از چرخ دنده های ثابت استفاده می کنند، سیستم CVT بر پایه یک مکانیزم ساده و در عین حال هوشمند عمل می کند. دو پولی با عرض متغیر که توسط یک تسمه یا زنجیر فلزی مستحکم به هم متصل شده اند. این دو پولی، که به صورت مخروطی-شکل در مقابل یکدیگر قرار گرفته اند، اجزای اصلی سیستم را تشکیل می دهند.

پولی ورودی (Driving Pulley) به موتور متصل است و پولی خروجی (Driven Pulley)نیز، به چرخ ها یا دیفرانسیل متصل است. همچنین یک تسمه فلزی قوی یا زنجیر (یا در موتورسیکلت های سبک، تسمه لاستیکی) حلقه ارتباطی بین دو پولی را تشکیل می دهد.

در حین رانندگی، واحد کنترل گیربکس (TCU) به صورت هیدرولیکی یا مکانیکی، عرض این پولی ها را تنظیم می کند. از آنجایی که طول تسمه ثابت است، وقتی صفحات مخروطی یک پولی به هم نزدیک می شوند (قطر مؤثر افزایش می یابد)، صفحات پولی دیگر از هم دور می شوند (قطر مؤثر کاهش می یابد). این جابجایی تسمه بر روی سطوح مخروطی پولی ها، نسبت قطر ورودی به قطر خروجی را به طور پیوسته تغییر می دهد و بی نهایت نسبت دنده را شبیه سازی می کند.

مزایا و معایب کلیدی گیربکس CVT

گیربکس CVT دارای مزایا و معایب فراوانی است که مهم ترین آن ها در تصویر زیر نشان داده شده است:

در واقع توانایی CVT در حفظ دور موتور در بهینه ترین محدوده (Optimal RPM) در هر سرعتی، منجر به مصرف سوخت عالی، به خصوص در رانندگی شهری می شود. این قابلیت می تواند موجب شود که خودرو های دارای این نوع گیربکس، ۱۰-۱۵٪ بازدهی بهتری نسبت به خودرو های دارای گیربکس اتوماتیک سنتی باشند.

همچنین از آنجایی که هیچ تعویض دنده مرحله ای وجود ندارد، انتقال قدرت کاملاً یکنواخت، سیال و بدون وقفه است. این نرمی، رانندگی در ترافیک های توقف و حرکت مکرر را آسان تر و راحت تر می کند.

به طور کلی، طراحی CVT نسبت به DCT پیچیدگی مکانیکی کمتری دارد که این سادگی به کاهش هزینه تولید و قیمت نهایی خودرو کمک می کند. این ساختار ساده تر، آن را سبک تر و جمع وجورتر از گیربکس های سنتی و DCT می کند، که به بهبود کلی کارایی خودرو نیز کمک می کند.

با این وجود گیربکس CVT ، برای علاقه مندان به رانندگی با ماشین های اسپرت، چندان جذاب نیست و اغلب با اثر کشسان در شتاب گیری های سریع همراه است. به این معنی که برخی رانندگان، به ویژه در شتاب گیری های ناگهانی، احساس می کنند که دور موتور (RPM) بالا می رود، اما سرعت خودرو با تأخیر افزایش می یابد.

همچنین از آنجایی که موتور اغلب در یک دور ثابت (دور بهینه) می ماند، ممکن است صدای موتور به صورت یکنواخت و زوزه مانند به گوش برسد.

علاوه بر این ها، این سیستم ها معمولاً توانایی انتقال گشتاورهای بسیار زیاد را ندارند که کاربرد آن ها را در خودروهای پرقدرت محدود می کند. بنابراین اغلب در خودروهای اقتصادی یا کم حجم استفاده می شوند. در نهایت اگرچه ساختار CVT ساده است، اما در صورت خرابی تسمه یا پولی ها، تعمیرات می تواند پیچیده و پرهزینه باشد و نیاز به تعویض قطعات تخصصی یا حتی کل واحد گیربکس وجود داشته باشد.

گیربکس DCT چیست؟

گیربکس DCT، که مخفف عبارت "Dual-Clutch Transmission" است، در واقع یک نوع گیربکس دستی اتوماتیک شده (AMT) است که از دو کلاچ مجزا برای مدیریت دنده ها استفاده می کند. این طراحی، سرعت فوق العاده بالایی در تعویض دنده به ارمغان می آورد و برای خودروهایی با تمرکز بر پرفورمنس و رانندگی اسپرت ایده آل است.

مکانیزم عملکرد گیربکس دو کلاچه DCT

گیربکس DCT طوری عمل می کند که گویی دو گیربکس دستی مجزا در یک واحد ترکیب شده اند. این گیربکس از دو شفت ورودی استفاده می کند که یکی برای دنده های فرد (مانند ۱، ۳، ۵، و عقب) و دیگری برای دنده های زوج (مانند ۲، ۴، ۶) اختصاص داده شده است.

در واقع اصل کارکرد DCT بر پیش انتخاب دنده استوار است. یعنی در حالی که راننده در حال حرکت با یک دنده (مثلاً دنده فرد) است، کلاچ مربوط به آن دنده درگیر است. در همین حال، کلاچ دیگر، دنده بعدی احتمالی (مثلاً دنده زوج) را از قبل انتخاب و آماده می کند.

هنگامی که زمان تعویض دنده فرا می رسد (بر اساس فرمان راننده یا کامپیوتر)، کلاچ اول به سرعت جدا شده و کلاچ دوم تقریباً در همان لحظه درگیر می شود و تعویض لحظه ای دنده اتفاق می افتد. بنابراین از آنجایی که دنده بعدی از قبل آماده شده است، این تعویض دنده در کسری از ثانیه (حتی تا ۸ میلی ثانیه در مدل های پرفورمنس) و بدون قطع شدن جریان قدرت به چرخ ها انجام می گیرد.

نکات حیاتی برای نگهداری از گیربکس DCT

• پرهیز از نیم کلاچ طولانی: در ترافیک سنگین یا سربالایی، نباید پا را به طور مداوم روی ترمز نگه داشت یا خودرو را به حالت نیم کلاچ راند، زیرا این کار باعث داغ شدن کلاچ ها می شود. استفاده از حالت خنثی (N) در توقف های طولانی توصیه می شود.
• تعویض روغن تخصصی: DCT نیاز به روغن مخصوص با استانداردهای تعیین شده توسط سازنده دارد و باید در فواصل زمانی مشخص تعویض شود.

مزایا و معایب گیربکس DCT

گیربکس DCT مجموعه ای از مزیت ها و محدودیت ها را به همراه دارد که در بخش زیر به صورت تحلیلی و مقایسه ای شرح داده شده است:

گیربکس DCT تعویض دنده ها را با سرعتی فوق العاده بالا و در کسری از ثانیه انجام می دهد. این سرعت نه تنها تجربه رانندگی هیجان انگیزی را به ارمغان می آورد، بلکه با حداقل اتلاف قدرت، راندمان انتقال نیرو را افزایش می دهد و در نتیجه شتاب خودرو را به شکل چشمگیری بهبود می بخشد.

همچنین به دلیل حذف مبدل گشتاور (برخلاف گیربکس های AT سنتی) و مکانیزم پیش انتخاب دنده، اتلاف نیرو کمینه شده و راندمان مکانیکی بالایی دارد (تا ۹۵ تا ۹۸ درصد).

DCT اغلب امکان تعویض دستی دنده (تیپترونیک) از طریق پدل شیفترها را نیز فراهم می کند، که کنترل بیشتری را برای راننده در شرایط خاص یا رانندگی اسپرت به وجود می آورد و به دلیل تعویض های تیز و دقیق نیز، تجربه رانندگی هیجان انگیزتر و پویایی شبیه به گیربکس دستی را فراهم می کند.

با این حال پیچیدگی ساختار مکانیکی، استفاده از دو کلاچ و نیاز به سیستم های کنترل هیدرولیکی/الکترونیکی پیشرفته، هزینه تولید و قیمت نهایی خودرو و همچنین هزینه های تعمیر و نگهداری را به شدت افزایش می دهد. علاوه بر این در سرعت های پایین، ترافیک های سنگین و ترافیک های توقف و حرکت، DCT به ویژه نوع خشک آن، می تواند کمی لرزش یا تکان داشته باشد و مستعد فرسودگی کلاچ ها و داغ شدن است.

تعمیرات DCT نیز به دلیل ساختار پیچیده و وجود قطعات تخصصی (مانند کلاچ های دوگانه و سیستم های هیدرولیک پیشرفته) باید توسط متخصصین انجام شود و هزینه دستمزد بالایی دارد.

انواع گیربکس های DCT

DCT ها به طور کلی به دو نوع اصلی گیربکس DCT تر و گیربکس DCT خشک تقسیم بندی می شوند:

گیربکس DCT خشک (Dry)

در این گیربکس کلاچ ها در محیط خشک (بدون مایع یا روغن) کار می کنند. گیربکس های DCT خشک ساختار ساده تر، وزن کمتر و هزینه تولید پایین تری دارند. همچنین به دلیل عدم اتلاف انرژی در روغن، بهره وری سوخت نسبتاً خوبی را نیز دارا هستند.

با این حال دارای مقاومت پایینی در برابر حرارت بالا هستند. بنابراین در ترافیک سنگین یا رانندگی با فشار زیاد، کلاچ ها مستعد داغ شدن و فرسایش زودرس هستند که می تواند منجر به لرزش یا عملکرد ناپایدار در سرعت های پایین شود. این نوع گیربکس برای خودروهای سبک و شهری با گشتاور پایین تر مناسب است.

گیربکس DCT تر (Wet)

در DCT تر صفحات کلاچ در محفظه ای پر از روغن غوطه ور هستند تا خنک کاری و روان سازی شوند. این نوع گیربکس ها تحمل فشار و گشتاور بالاتر، مقاومت عالی در برابر حرارت و سایش و تعویض دنده نرم تر و پایدارتری دارند. بنابراین برای خودروهای اسپرت، لوکس و پرفورمنس بالا طراحی شده است.

با وجود تمامی این مزیت ها، باید به این موضوع توجه داشت که گیربکس های تر نسبت به خشک دارای وزن سنگین تر و هزینه ساخت و نگهداری بالاتری نیز هستند.

تفاوت گیربکس DCT تر و گیربکس DCT خشک

تفاوت اصلی این دو نوع گیربکس DCT در نحوه خنک سازی کلاچ ها و قابلیت تحمل گشتاور است. به طور کلی، تفاوت های مهم این دو نوع گیربکس در جدول زیر ارائه شده است:

بنابراینDCT های خشک به دلیل عدم اتلاف انرژی در روغن، می توانند کمی کارآمدتر در مصرف سوخت باشند، اما در ترافیک های سنگین یا رانندگی با فشار بالا مستعد داغ شدن و سایش زودهنگام هستند. در مقابل، DCT های تر با خنک سازی مداوم، دوام بیشتری در برابر فشار و دمای بالا دارند و در خودروهای لوکس و مسابقه ای با گشتاور بالا استفاده می شوند.

گیربکس های CVT و DCTچه تفاوت هایی دارند؟

انتخاب میان CVT و DCT به تفاوت های بنیادین آن ها از جمله نحوه عملکرد، بهره وری، هزینه و تجربه رانندگی بستگی دارد. در ادامه مقاله این تفاوت ها به طور کامل مورد بررسی قرار داده خواهند شد:

نحوه عملکرد، شتاب گیری و پاسخگویی

تفاوت اصلی در این بخش، به ماهیت انتقال قدرت این نوع گیربکس ها باز می گردد که در جدول زیر نشان داده شده است:

بنابراین گیربکس DCT در مسابقات و رانندگی های پرفورمنس، به دلیل حفظ مداوم نیرو در حین شیفت و زمان های تعویض بسیار کم، برتری قاطعی دارد. تعویض دنده های فوق العاده سریع (صاعقه وار) بدون گسست نیرو، به DCT اجازه می دهد تا شتاب گیری بسیار تهاجمی و پاسخگو داشته باشد.

در مقابل، CVT با فراهم آوردن شتاب نرم، یکنواخت، بدون ضربه و بدون تأخیر در تغییر دنده، برای رانندگی های آرام روزمره عالی است؛ اما در شتاب گیری های شدید، ممکن است راضی کننده نباشد.

میزان بهره وری و مصرف سوخت

در بخش مصرف سوخت، هر دو گیربکس عملکرد خوبی نسبت به گیربکس های اتوماتیک سنتی دارند. به طور کلی، گیربکس CVT برتری جزئی در بهره وری سوخت دارد که این به دلیل توانایی آن در حفظ موتور در بهینه ترین دور در هر سرعتی است. در ترافیک های شهری، CVT به مراتب عملکرد بهینه تری در مصرف سوخت دارد.

DCT ها نیز بهره وری خوبی ارائه می دهد و در سرعت های بزرگراهی یا رانندگی ترکیبی، می تواند به دلیل راندمان مکانیکی بالا و دنده های سبک، عملکردی مشابه یا حتی بهتر از CVT داشته باشد. اما در ترافیک شلوغ، DCT به دلیل تعویض های مکرر و اصطکاک کلاچ، از CVT عقب می افتد.

هزینه اولیه، نگهداری و تعمیرات

این عامل یکی از مهم ترین نقاط تمایز این دو سیستم است که مهم ترین آن ها در جدول زیر ارائه شده است:

CVT ها به دلیل اجزای کمتر و ساده تر، در ابتدا هزینه تولید پایین تری دارند. اما DCT ها به دلیل مهندسی دقیق و قطعات متعدد (دو مجموعه کلاچ، دو شفت ورودی، چرخ دنده های ثابت)، گران تر هستند. در بلندمدت، گرچه CVT نگهداری روزمره ساده تری دارد، اما اگر دچار خرابی شود، تعمیرات تخصصی قطعات پولی یا تسمه می تواند پرهزینه باشد. DCT نیز به دلیل پیچیدگی، نیازمند تکنسین های متخصص و قطعات گران قیمت برای تعمیرات است.

دوام و قابلیت اطمینان

در بحث قابلیت اطمینان، هر دو سیستم دارای نقاط قوت و ضعف هستند. DCT ها علی رغم عملکرد بالا، به دلیل پیچیدگی مستعد مشکلات مکانیکی پیچیده تر هستند. نوع DCT خشک در ترافیک های سنگین یا رانندگی با گشتاور بالا ممکن است دچار داغ شدن بیش از حد کلاچ ها شود که عمر مفید آن را کاهش می دهد. با این حال، در صورت نگهداری مناسب، DCT های تر می توانند بسیار بادوام باشند.

CVT ها نیز به دلیل قطعات متحرک کمتر، در نگاه اول ساده و روان به نظر می رسند. اما تسمه و پولی ها تحت فشار زیاد، به مرور زمان فرسوده می شوند. همچنین CVT ها برای رانندگی با گشتاور بالا مناسب نیستند و در برابر رانندگی های سرعتی و هیجانی دوام کمتری دارند.

کاربرد ها و استفاده های مناسب

انتخاب نهایی بین این دو نوع گیربکس، باید بر اساس سبک رانندگی و محیطی باشد که بیشتر در آن رانندگی می کنید:

نمونه هایی از کاربرد گیربکس های CVT و DCT در انواع وسایل نقلیه

از جمله خودرو هایی که از این نوع گیربکس ها استفاده می کنند عبارتند از:

• خودروهای دارای گیربکس CVT

CVT به دلیل بهینه سازی مصرف سوخت و طراحی سبک، انتخاب اصلی در خودروهای کوچک، سدان های اقتصادی و هیبریدی است. به عنوان مثال ماشین هایی مانند ساینا، کوییک، تویوتا کرولا، تویوتا پریوس، تویوتا کمری هیبریدی نیسان ماکسیما، نیسان جوک، هیوندای اکسنت، هیوندای النترا، چری آریزو ۵ و ۶، تیگو ۷ پرو، ام وی ام X55 و لیفان X50 و X60 از جمله پر استفاده ترین ماشین هایی هستند که از گیربکس CVT استفاده می کنند.

• خودروهای دارای گیربکس DCT

DCT به دلیل عملکرد دینامیکی، شتاب بالا و توانایی تحمل گشتاور قوی، در خودروهای اسپرت و لوکس استفاده می شود. خودرو هایی مانند رنو تالیسمان، رنو کپچر، کیا سراتوGT لاین (۲۰۱۸ به بعد)، کیا اسپورتیج، کی ام سی J7، فونیکس تیگو 8، فونیکس تیگو 8 پرو مکس، آریزو 6 جی تی، آریزو 8، جک S5 اتوماتیک، فیدلیتی، فیدلیتی و دیگنیتی پرایم و هیوندای النترا و توسان، از جمله خودرو هایی هستند که از گیربکس DCT استفاده می کنند.

نوآوری ها و چشم انداز آینده گیربکس هایCVT و DCT

تکنولوژی های DCT و CVT به طور مستمر در حال تکامل هستند. از جمله:

• پیشرفت های DCT

تولیدکنندگان در حال بهبود سیستم های DCT تر (Wet DCT) هستند تا دوام آن ها را افزایش داده و مشکل لرزش و داغ شدن در ترافیک های سنگین را کاهش دهند. DCT ها همچنین در حال پیشرفت برای ارائه سرعت و راندمان بیشتر نیز هستند.

• پیشرفت های CVT

نسل جدید CVTها، مانند گیربکس IVTمحصولات هیوندای و کیا،پیشرفته ترین و جدیدترین نسخه گیربکس های CVT کمپانی هیوندای و کیا هستند و دارای برنامه ریزی متفاوتی نسبت به CVT می باشند. در واقع این گیربکس ها با هدف کاهش اثر کشسان و افزایش پاسخگویی طراحی شده اند و پیوسته در حال بهبود نیز هستند.

همچنین در حال حاضر، CVT ها در خودروهای هیبریدی نقش کلیدی ایفا می کنند؛ زیرا می توانند گشتاور را از موتور بنزینی و موتور الکتریکی به طور همزمان دریافت کرده و مدیریت انرژی را در بهینه ترین حالت انجام دهند.

هر چند با گسترش خودروهای برقی که اغلب از گیربکس های تک سرعته ساده استفاده می کنند، نیاز به گیربکس های پیچیده در حال کاهش است، اما گیربکس هایی مانند CVT و DCT، به عنوان آخرین نسل سیستم های انتقال قدرت در خودروهای احتراق داخلی، نقش حیاتی خود را همچنان حفظ خواهند کرد.

نتیجه گیری

به طور کلی هیچ پاسخ واحدی برای این سؤال که CVT بهتر است یا DCTوجود ندارد و انتخاب میان آن ها، کاملاً به ترجیحات رانندگی و نیازهای عملی فرد بستگی دارد. در نهایت، اگر اولویت شما نرمی، سکوت و صرفه جویی در مصرف سوخت برای ترددهای روزانه است، CVT مناسب ترین انتخاب خواهد بود. اما اگر به دنبال هیجان، شتاب گیری سریع و پاسخگویی قوی در مسیرهای باز و بزرگراهی هستید، DCT ارزش سرمایه گذاری بیشتر و مراقبت های تخصصی را دارد.

هرچند گیربکس های CVT در میان برخی علاقه مندان به دلیل عدم انتقال حس اسپرت بدنام شده اند، اما برای ۹۰ درصد رانندگان روزمره که به دنبال حمل ونقلی راحت و کم هزینه هستند، یک گزینه کاملاً منطقی و مؤثر محسوب می شود.

مطلبی که در بالا مشاهده کردید حاصل تحقیق و تلاش تیم تحریریه دپارتمان اتومکانیک آموزشگاه فنی و حرفه ای فن آموزان بود. فن آموزان برگزار کننده بیش از 200 دوره آموزشی ویژه بازار کار در 15 دپارتمان مختلف میباشد. از جمله پر طرفدار ترین دوره های آموزشی دپارتمان خودرو میتوان به دوره های آموزش برق خودرو، دوره های تخصصی آموزش تعویض روغنی، دوره آموزش کارشناسی خودرو و دوره های آموزش نقاشی خودرو اشاره کرد. جهت دریافت اطلاعات بیشتر و ثبت نام از طریق فرم زیر اقدام نمایید و یا با آموزشگاه تماس حاصل فرمایید.

دریافت مشاوره رایگان

برای شروع یادگیری تردید دارید؟

جهت دریافت مشاوره رایگان شماره موبایل خود را وارد کنید.

شماره تماسدریافت مشاوره