حتماً خبر تولید و عرضه سایپا شاهین با جعبهدنده CVT ساخت شرکت بلژیکی Punch Powertrain را شنیدهاید، به همین بهانه یک مقاله دو قسمتی در این رابطه ارائه میشود. در قسمت اول تاریخچه جعبهدنده CVT و همچنین تاریخچه و کاربرد جعبهدنده CVT ساخت شرکت بلژیکی Punch Powertrain ارائه میشود و در مقاله دوم ویژگیهای فنی، معایب و مزایای جعبهدندههای CVT بدون مبدل گشتاور هیدرولیکی شرکت بلژیکی Punch Powertrain ارائه میشود. امید است ارائه این دو مقاله نه بهعنوان توجیه و دفاع از ارائه سایپا شاهین با جعبهدنده CVT ساخت شرکت بلژیکی Punch Powertrain درنظر شود و نه بهعنوان سیاه نمایی و بیهوده دانستن این تلاش شرکت سایپا.
انتقال نرم، بدون ضربه، پیوسته و بدون هدر رفت نیرو از منبع تولید نیرو و گشتاور به چرخها یا به پرههای یک همزن صنعتی یا به تیغه یک اره چوببری همواره یکی از دغدغههای مهندسان و طراحان بوده و کماکان نیز هست. شاید بتوان اولین مکانیسم انتقال نرم، بدون ضربه و پیوسته نیرو و گشتاور را مکانیسم ابداعی لئوناردو داوینچی در قرن 15 میلادی دانست.
مکانیزم گیربکس CVT در صنعت خودرو نیز در این زمینه انواع و اقسام مکانیسمهای متفاوت ابداع، طراحی و ساختهشده است و همه آنها با نام جعبهدنده CVT یا همان جعبهدندهای که ضرایب دنده آن بهطور پیوسته تغییر میکند شناخته میشوند. انواع جعبهدندههای CVT عبارتاند از: Pulley-based که از همه متداولتر است و تسمه لاستیکی یا زنجیری فلزی یا همان Metal Push Belt بین این پولیها هستند، Toroidal یا Extroid که از تعدادی دیسک با سطح مقطع خاص تشکیلشده که بین آنها نیز رولرها یا دوکهای فلزی دیگری قرار دارند و این جعبهدنده در محصولات شرکت Nissan استفادهشده است Ratcheting & Coaxial Ratcheting CVT, Radial CVT, Cone CVT, Hydrostatic/hydraulic CVT, Radial Roller CVT, Planetary CVT و غیره و غیره و هرروزه نیز مخترعین نوع جدیدی از جعبهدندههای CVT را اختراع و معرفی میکنند و حتی روشی برای استفاده از جعبهدنده CVT در خودروهای فرمول یک هم اختراع شد و در آینده نزدیک هم از جعبهدندههای CVT در دوچرخهها هم استفاده خواهد شد. هرچند Austin 18 اولین خودرویی بود که در سال 1934با جعبهدنده CVT تولید شد ولی در حال حاضر جعبهدنده CVT از نوع Pulley-based با تعداد زیادی قطعه فلزی که اطراف دو تسمه فلزی دیگر قرار دارند یا همان Metal Push Belt معروفترین و پرکاربردترین نوع جعبهدنده CVT است و موضوع این مقاله هم همین نوع جعبهدنده CVT است.
اولین مرتبه شرکت DAF در سال 1958 جعبهدنده ساخت خود با نشان تجاری Variomatic را در خودرو DAF600 و در مقیاس انبوه و سری ارائه نمود، بنابراین شاید بتوان جعبهدنده Variomatic را اولین جعبهدنده CVT از نوع Pulley-based دانست که بر روی یک خودرو تولید انبوه و تولید سری نصبشده است. درهمان سالها شرکت بلژیکی پانچ بهعنوان قسمتی از شرکت DAF در کارگاه Sint-Truiden فعالیت مینمود و در سال 2018 پنجاهمین سال فعالیت و تولید جعبهدنده CVT از نوع Pulley-based را جشن گرفت.
داف 600 مدل 1958 در نمونه اولیه جعبهدنده Variomatic دو تسمه لاستیکی و چهار مجموعه نیمه مخروطی یا همان پولیها نیرو را به چرخها منتقل میکردند و در نمونههای بعدی همچون نمونههای فعلی جعبهدنده CVT فقط از یک تسمه لاستیکی برای انتقال قدرت استفاده شد. این ترکیب از آن زمان تاکنون ثابت مانده و هماکنون نیز در نمونههای فعلی جعبهدنده CVT از همین ترکیب استفاده میشود ولیکن در حال حاضر در خودروها از تسمه فلزی خاصی بهجای تسمه لاستیکی استفاده میشود. یکی از ویژگیهای جالب و البته خطرناک جعبهدنده Variomatic این بود که خودرو DAF600 میتوانست با همان سرعت حرکت روبهجلو، رو به عقب هم حرکت کند.
گیربکس شرکت DAF DAF به توسعه جعبهدنده CVT Variomatic خود ادامه داد تا اینکه در اوایل دهه 70 میلادی Volvo مالکیت DAF را آن خود کرد. در آن زمان سیستم Variomatic به یک واحد پیچیدهتر مجهز شده بود که دارای تسمه لاستیکی و نیم مخروطها یا پولیهای قابل تنظیم با کلاچ بود تا به رانندگی در سرعتپایین و کم کردن مصرف سوخت کمک کند. Volvo در سال 1975 از نسخه بهبودیافته جعبهدنده CVT ابداعی DAF در خودرو 66 که در واقع همان DAF 55 بود و بعداً در خودروهای سری 340 خود استفاده کرد ولی بعد از آن و تاکنون دیگر Volvo از جعبهدنده CVT در خودروهایش استفاده نکرده است.
خودروی ولوو 66 پس از متوقف شدن تولید Volvo 343 در سال 1982، استفاده از جعبهدندههای CVT بهجای خودروها محدود به موتورسیکلتهای کوچک، ماشینهای برفی و ماشینآلات مزرعه شد. برای نمونه میتوان به موتورسیکلت چهارچرخه همهجارو Suzuki LT80 اشاره کرد که از سال 1987 تا سال 2006 با جعبهدنده CVT تسمهای به بازار عرضه شد.
چهارچرخ سوزوکی اما وقتی در دهه هشتاد میلادی خودروسازان شروع به تولید وسایل نقلیه کممصرفتر کردند، ایده استفاده از جعبهدندههای CVT دوباره زنده شد. در سال 1987 خودرو Subaru Justy با جعبهدنده CVT جدید مجهز به تسمه فولادی به بازار عرضه شد. مسلماً تفاوت و پیشرفت بزرگ جعبهدنده CVT خودرو Subaru Justy استفاده از واحد کنترل الکترونیکی جعبهدنده یا همان ETCU بود و به همین دلیل به جعبهدنده Subaru Justy عنوان اولین جعبهدنده ECVT داده شد.
سوبارو Justy در اواخر سال 1987 Ford نیز خودرو Fiesta مجهز به جعبهدنده CVT با نشان تجاری CTX را معرفی کرد و Fiat نیز نسخه مشابه Uno جدید مجهز به جعبهدنده CVT را رونمایی کرد. سایر تولیدکنندگان خودرو نیز بهسرعت از این روش پیروی کردند و استفاده از نسخههای پیچیدهتر جعبهدنده CVT ابداعی DAF با تسمه فولادی و واحد کنترل الکترونیکی جعبهدنده یا همان ETCU بهسرعت به جریان اصلی تبدیل شد. Nissan از جعبهدنده CVT با نشان تجاری N-CVT رونمایی کرد و در سال 1995 نیز Honda جعبهدنده CVT ساخت خود با نشان تجاری MultiMatic را روی نمونههایی از Civic نصب کرد. به لطف الکترونیکی شدن واحد کنترل جعبهدنده، هوندا سه رژیم کاری مجزا و متفاوت عادی، اسپرت و اقتصادی را برای جعبهدنده MultiMatic ارائه کرد و دکمه آن را کنار اهرم تعویض دنده قرارداد. شایانذکر است از آن به بعد و تاکنون همواره Honda Civic با جعبهدنده CVT عرضه میشود.
هوندا سیویک 1995 در اواخر قرن بیستم نیز تویوتا جعبهدنده CVT خود با نشان تجاری Multi Drive را به بازار عرضه کرد و در سال 2000 آئودی نیز جعبهدنده CVT خود با نشان تجاری Multitronic را بهعنوان یک گزینه قابل انتخاب در خودروهای A4 و A6 ارائه کرد. از سال 2004 نیز Benz نسل دوم خودروهای کلاس A را با جعبهدنده CVT و نشان تجاری Autotronic را ارائه کرد.
مرسدس بنز کلاس A مدل 2004 اما BMW که در آن سالها هم با ZF در ارتباط بود سفارش ساخت یک جعبهدنده CVT را بهZF ارائه نمود و چون ZF از سال 1975 کارگاه Sint-Truiden را از مالک آن زمانش یعنی Volvo خریداری نموده بود، بنابراین ZF جعبهدنده CVT با کد ZFVT1 را برای گروه BMW ساخت. جعبهدنده CVT با کد ZFVT1 بر روی خودروهای آن سالهای مختص به گروه BMW همچون خودروهای Rover 200/25, 400/45, MGF و نسل اول Mini Hatch نصب شدند.
مینی مدل 2001 در حال حاضر شاید تعداد تولیدکنندگان جعبهدنده CVT از تعداد انگشتان دو دست هم بیشتر نباشد و فقطAisin, Jatco, Honda, Hyundai powertech, Chery و بالاخره Punch Powertrain جعبهدنده CVT تولید میکنند ولی هنوز جعبهدنده CVT و علیالخصوص نسلهای جدید که در کنار پولی و تسمه به یک یا دو چرخدنده هم مجهز هستند سهم عمدهای از بازار خودروهای اقتصادی را به خود اختصاص داده و با جعبهدندههای دوکلاچه رقابت سختی دارند.
بعد از فروکش کردن "تب استفاده از جعبهدنده CVT" و فراگیر شدن جعبهدندههای دوکلاچه، در سال 2005 نیز ZF امتیاز جعبهدنده CVT خود را به شرکت بلژیکی Punch Powertrain واگذار کرد و اینگونه بود که جعبهدنده CVT با کد VT1 ساخته شد. از آن زمان تاکنون شرکت بلژیکی Punch Powertrain جعبهدنده CVT با کد VT1 را مدرنتر و قویتر کرده و با کدهای VT2, VT2+, VT3 به بازار عرضه نموده است. از سال 2016 تاکنون نیز شرکت بلژیکی Punch Powertrain تحت مالکیت گروه چینی Yin Yi است و همچون سایر شرکتهای مطرح دنیا جعبهدندههای CVT شرکت بلژیکی Punch Powertrain را در کارخانه نانجینگ چین تولید میکند اما چرخدندهها و عناصر کلیدی این جعبهدنده توسط گروه صنعتی معروف و تایوانی Heda ، تسمه فلزی نیز توسط Bosch آلمان و واحد کنترل الکترونیکی جعبهدنده یا همان TCU نیز توسط Continental آلمان تولید میشوند.
گیربکس CVT مدل VT1 تا کنون بیش از سه میلیون عدد جعبهدنده CVT ساخت شرکت بلژیکی Punch Powertrain با کدهای VT1, VT2, VT2+, VT3 بر روی 108 مدل خودرو از 36 خودروساز متفاوت نصبشده است که در زیر نام این خودروها ارائه میشوند، البته شرکت بلژیکی Punch Powertrain در سابقه خود به همکاری با شرکتهای خودروسازی همچون Changan و CMC و Suzuki نیز اشاره میکند:
در ابتدا به معرفی خودروسازان چینی میپردازیم که خودروهایشان مجهز به جعبهدنده CVT ساخت شرکت بلژیکی Punch Powertrain هستند:
خودروهای U5, U7, BJ20, X3, X5 شرکت Baic که ازاینبین خودرو X3 یا همان Tigard با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH توسط سانیار موتور در ایران عرضه خواهد شد. خودروهای S8, F8, F3, G3, L3, F6, G6, M3 شرکت BYD که ازاینبین قرار بود خودرو L3 یا همان F3 با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH توسط شرکت کارمانیا در ایران عرضه شود.
بایک و بی وای دی خودروهای JoyearX3, JoyearX5, JoyearSX6, JoyearS50, Fengon500, FengguangS560, Fengguang580, Fengguangix5, Fengguang370, FengduMX5, FengxingS500, FengshenA60, شرکت Dongfeng که ازاینبین قرار بود خودرو JoyearS50 با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH توسط گروه صنعت خودرو آذربایجان ( ازویکو) در ایران عرضه شود و خودرو Joyear X5 نیز بانام FARDA SX5 و خودرو Joyear X6 نیز بانام FARDA SX6 توسط فردا موتورز و Fengguang ix5 نیز بانام دیگنیتی توسط گروه بهمن با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH در ایران عرضهشدهاند. البته نمونه قویتر خودرو Fengguang ix5یا همان دیگنیتی مجهز به جعبهدنده CVT با کد VT5 است که دارای مبدل گشتاور هیدرولیکی است.
دانگ فنگ خودروهای EC8, Emgrand EC7, Emgrand GS, GC7 Emgrand شرکت Geely که ازاینبین فقط خودروهای سدان و هاچبک Emgrand EC7 با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH توسط جیلیران در ایران عرضهشدهاند. خودروهای J4, J7, S2, S3, S4 شرکت JAC که ازاینبین خودروهای J4, S3با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH توسط کرمانخودرو در ایران عرضهشدهاند و گویا قرار است خودروهای J7, S4نیز با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH توسط کرمانخودرو در ایران عرضه شوند.
جیلی و جک خودروهای Family, M3, M6, Premacy, S5Young, S5 شرکت Haima که ازاینبین در ایران فقط خودرو S5 با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH توسط ایرانخودرو عرضهشده است. خودروهای A5, V3, V5, V6,V6 Cross, DX3 شرکت Soueast که ازاینبین خودرو DX3 با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH توسط دیار خودرو در ایران عرضهشده است و احتمالاً خودروهای V5, V6 هم در ایران عرضه خواهند شد.
هایما و سوئیست خودروهای 720, X60, X70 شرکت Lifan که ازاینبین خودروهایX60, X70 با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH توسط دو خودروساز استان کرمان یعنی کرمانموتور و خودروسازان بم در ایران عرضهشدهاند. البته خودرو X50 هم با جعبهدنده CVT عرضهشده است ولیکن جعبهدنده CVT خودرو X50 با کد RDCVT150 کاملاً چینی است و توسط شرکت چینی Hunan Jianglu & Rongda ساخته شده که کپی از نسل اول جعبهدنده CVT قدیمی شرکت ژاپنی JATCO با کد RE0F21A است و جعبهدنده RE0F21A در سال 1992 به بازار عرضهشده بود. این جعبهدنده CVT چینی اتفاقاً یکی از پرایرادترین جعبهدنده CVT موجود در بازار است. این جعبهدنده CVT چینی در سالهای اول قرن بیست و یکم ساختهشده و مشخصه بارز آن ظاهر فیلتر روغن خارجی آن است زیرا ظاهر آن همچون فیلتر روغنموتور است و در بیرون از پوسته جعبهدنده قرار دارد. این جعبهدنده CVT چینی بر روی نمونههای قدیمی خودروهای Zotye و Lifan, BYD نصبشده بود و حتی در چین خودرو Lifan 620 نیز با این جعبهدنده CVT عرضهشده است ولیکن Lifan 620 در ایران فقط با جعبهدنده دستی در ایران عرضهشده است.
گیربکس لیفان X50 خودروهایM2, Voleex C10,C30 شرکت Great Wall که ازاینبین هیچ خودرویی با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH در ایران عرضه نشده است و خودرو Voleex C30 توسط شرکت خودروسازان راین با جعبهدنده AMT در ایران عرضهشده است. خودرو CS10شرکت Changfeng با موتور 1.5 لیتری بنزینی توربو که بانام Leopaard CS10 هم شناخته میشود. قرار بود خودرو Leopaard CS10 توسط ریگانخودرو در ایران عرضه شود ولی تا زمان نهایی شدن عرضه این خودرو مشخص نخواهد شد که آیا این خودرو در ایران مجهز به جعبهدنده CVT شرکت PUNCH خواهد بود یا جعبهدنده دوکلاچه DCT. خودروهایG3, G5, G737 شرکت Yingzhi یا Enranger که هیچکدام از این خودروها در ایران عرضه نشدهاند.
لیفان و گریت وال خودروهایSR7, T300, Domy X5, Z500,Z560 شرکت Zotye که هیچکدام از این خودروها در ایران عرضه نشدهاند. خودروهای X3, X5 شرکت Landwind که این خودروها تاکنون در ایران عرضه نشدهاند. البته خودرو جدید X3 مجهز به جعبهدنده CVT با کد VT5 است و دارای مبدل گشتاور هیدرولیکی است. خودرو S6 شرکت Huansu که از زیر مجموعههای شرکت Baic است و این خودرو در ایران عرضه نشدهاست. طراحی نمونه جدید این خودرو با نام C60 نیز کپی واضحی از لامبورگینی Urus است.
زوتی و لندویند و هوآنسو خودرو Cowin 2 شرکت Chery که با نام Viana و Amulet هم شناخته میشود و این خودرو با جعبهدنده دستی در ایران عرضه شده و نمونه مجهز به جعبهدنده CVT شرکت PUNCH در ایران عرضه نشده است. جعبهدنده CVT قدیمی سایر خودروهای شرکت چری همچون Arrizo5, Tiggo3, Tiggo5 ساخت یکی از شرکتهای زیرمجموعه خود شرکت چری هستند و برخلاف جعبهدنده CVT شرکت PUNCH، مجهز به مبدل تورگ هیدرولیکی هستند و درنتیجه کارایی و سرعت انتقال گشتاور آنها نسبت به جعبهدنده CVT شرکت PUNCH کمتر است. البته در جعبهدندههای CVT شرکت Chery از تسمه فلزی ساخت شرکت Bosch آلمان استفاده میشود. خودرو T70 شرکت Yema که این خودرو در ایران عرضه نشدهاست. خودرو 550 شرکت Roewe در بازه زمانی بین سالهای 2008 الی 2011 که این خودرو توسط مدیاموتور با نام MG550 و با جعبهدنده دوکلاچه وارد ایران شده است. خودروهای 3, TF شرکت MG در بازه زمانی بین سالهای 2008 الی 2011 که از این بین هیچ خودرویی با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH در ایران عرضه نشدهاست و خودرو MG3 که توسط مدیاموتور نیز عرضه شده نسل دوم این خودرو و مجهز به جعبهدنده نیمه اتوماتیک AMT است.
چری و یما و رووی و ام جی هر چند درحال حاضر در هیچ خودرو اروپایی و کرهای از جعبهدندههای CVT شرکت PUNCH استفاده نمیشود و فقط خودروسازان چینی از جعبهدندههای CVT شرکت PUNCH استفاده میکند ولی همانگونه که در ابتدا گفته شد، اولین بار در خودروهای زیرمجموعه گروه BMW از جعبهدندههای CVT شرکت PUNCH استفاده شد و علاوهبر گروه BMW سایر خودروسازان اروپایی و کرهای هم از جعبهدندههای شرکت PUNCH در خودروهایشان استفاده کردهاند که این خودروها عبارتاند از:
خودروهای HD LPi EF, Elantra Sonata شرکت هیوندای در بازه زمانی بین سالهای 2006 الی 2010 در بعضی از بازارها که ازاینبین هیچ خودرویی با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH در ایران عرضه نشده است. خودروهایCerato LD LPi, Optima شرکت کیا در بازه زمانی بین سالهای 2006 الی 2010 در بعضی از بازارها که ازاینبین هیچ خودرویی با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH در ایران عرضه نشده است. البته جعبهدنده HEV CVT کیا-هیوندایی کپی از جعبهدنده VT2 شرکت PUNCH است. خودرو Mini شرکت Mini در بازه زمانی بین سالهای 2002 الی 2009 که این خودرو در ایران عرضه نشده است. خودرو Vectra C شرکت Opel در بازه زمانی بین سالهای 2002 الی 2004 که این خودرو در ایران عرضه نشده است.
هیوندای و کیا و مینی و اوپل خودروهای Iriz, Exora, Preve, Saga شرکت Proton در بازه زمانی بین سالهای 2009 الی 2018 که ازاینبین هیچ خودرویی با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH در ایران عرضه نشده است. از سال 2018 نیز شرکت Proton جعبهدنده CVT شرکت ژاپنی Jatco با کد JF016E را جایگزین جعبهدنده CVT شرکت بلژیکی PUNCH نموده است. خودروهای 200/25, 400/45 شرکت Rover که ازاینبین هیچ خودرویی با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH در ایران عرضه نشده است. و بالاخره در داخل کشور ایران هم تنها دو خودرو با جعبهدنده CVT شرکت PUNCH ساخته و به بازار عرضهشدهاند و این دو خودرو هم برادران کوچک سایپا شاهین یعنی کوئیک و ساینا هستند.
پروتون و روور و سایپا واقعیت این است که هرچند هم اکنون نیز تولیدکنندگان صاحبنام و معروفی همچون نیسان، تویوتا، هوندا، بیوک و کیا و هیوندای از جعبهدندههای CVT شرکت بلژیکی Punch Powertrain در خودروهایشان استفاده نمیکنند ولی جعبهدندههای CVT شرکت بلژیکی Punch Powertrain به دلیل دارا بودن ویژگیهایی از قبیل سبکی و کارایی بالا و مصرف سوخت مناسب و از همه مهمتر ارزانی که دارند مورد توجه اکثر خودروسازان چینی واقعشده و همین استفاده گسترده از جعبهدندههای CVT شرکت بلژیکی Punch Powertrain میتواند خود دلیلی بر انتخاب مناسب این جعبهدنده برای نصب بر روی خودروهای ارزان داخلی باشد.
البته آنچه حائز اهمیت است منطبق کردن سختافزاری و نرمافزاری جعبهدندههای CVT شرکت بلژیکی Punch Powertrain با شرایط و خصوصیات جغرافیایی کشور عزیزمان است. انطباق سختافزاری همچون نصب رادیاتورهای خنککننده بزرگتر و انطباق نرمافزاری همچون تعریف مجدد الگوریتم تعویض دنده با در نظر گرفتن جادههای کشورمان که عموماً کوهستانی هستند. در قسمت بعد این مقاله ویژگیهای فنی، معایب و مزایای جعبهدندههای CVT بدون مبدل گشتاور هیدرولیکی شرکت بلژیکی Punch Powertrain ارائه خواهد شد.
در پایان از شما دعوت میکنیم دو ویدئو مربوط به نحوهی عملکرد جعبهدنده CVT Variomatic شرکت DAF و ویدئو3D مربوط به نحوهی عملکرد جعبهدندههای CVT بدون مبدل گشتاور هیدرولیکی شرکت بلژیکی Punch Powertrain را تماشا کنید.