نظام ناقل الحركة CVT (Continuous Variable Transmission)

 نظام ناقل الحركة CVT (Continuous Variable Transmission)

1. المقدمة والأساس النظري

يعتبر ناقل الحركة المتغير باستمرار (CVT) أحد أكثر أنظمة نقل القدرة كفاءة في السيارات الحديثة، حيث يوفر:

• نطاق لا نهائي من النسب التروسية: بدلاً من التروس المحددة

• كفاءة وقود أعلى بنسبة 10-15% مقارنة بالأنظمة التقليدية

• قيادة أكثر سلاسة بدون نقاط تغيير ناقل الحركة

2. المكونات الأساسية

أ. الأجزاء الميكانيكية الرئيسية

المكون	المواصفات	الوظيفة
بكرات متغيرة القطر	سبائك ألومنيوم مع طلاء كروم	تغيير نسبة النقل
حزام معدني	12 طبقة فولاذية + 400 شريحة	نقل العزم بين البكرات
نظام التحكم الهيدروليكي	ضغط عمل 20-60 بار	تحريك البكرات

ب. الأنظمة الإلكترونية

• وحدة تحكم (TCU): معالج 32-bit بذاكرة 2MB

• حساسات الموضع: دقة ±0.5°

• صمامات هيدروليكية: زمن استجابة <50ms

3. مبدأ العمل التفصيلي

أ. آلية تغيير النسبة

$$Ratio=\frac{D_{drive}}{D_{driven}}$$

حيث:

• $D_{drive}$: قطر بكرة الإدخال

• $D_{driven}$: قطر بكرة الإخراج

ب. تسلسل التشغيل

1. قراءة بيانات القيادة: (سرعة، حمل، منحدر)

2. حساب النسبة المثلى: باستخدام خوارزميات تحسين

3. ضبط البكرات: عبر الضغط الهيدروليكي

4. مراقبة الانزلاق: تعديل الضغط تلقائياً

4. تقنيات الحزام المعدني

أ. تركيب الحزام

• 12 حزمة فولاذية: سماكة 0.2mm لكل منها

• 400 شريحة دفع: سبائك تنجستن-كربيد

• قوة شد: 10,000N كحد أقصى

ب. دورة الحياة

الشرط	عمر الحزام (كم)
القيادة العادية	150,000-200,000
القيادة الجبلية	100,000-120,000
القيادة الرياضية	80,000-100,000

5. نظام التحكم الإلكتروني

ب. إدارة الزيت الهيدروليكي

• درجة الحرارة المثلى: 80-100°C

• معدل التدفق: 15-25 لتر/دقيقة

• فلاتر الزيت: 10 ميكرون دقة

6. التحديات والحلول

أ. مشاكل شائعة

• ظاهرة "التأخر" (Rubber-band effect): تحسين خوارزميات التحكم

• ضوضاء التشغيل: تصميم بكرات مخمدة صوتياً

• انزلاق الحزام: أنظمة ضغط هيدروليكي متغيرة

ب. حلول مبتكرة

• أحزمة سلسلة: لتحمل عزم أعلى

• نظام التبريد النشط: للحفاظ على الزيت

• تحكم تكيفي: يتعلم أسلوب قيادة السائق

---

نظام ناقل الحركة DCT (Dual Clutch Transmission)

1. المفاهيم الأساسية

أ. المبدأ العام

• ناقل حركة أوتوماتيكي بتروس يدوية: يجمع بين مزايا النوعين

• قابض مزدوج: أحدهما للتروس الفردية، الآخر للزوجية

• زمن تغيير <0.2 ثانية: أسرع من الأنظمة التقليدية

ب. أنواع DCT

النوع	السعة (Nm)	الاستخدام
ناقل حركة رطب	حتى 600	سيارات الأداء
ناقل حركة جاف	حتى 250	السيارات الاقتصادية

2. التركيب الميكانيكي

أ. المكونات الرئيسية

الجزء	المواد	المواصفات
القابض الأول	ألياف كربونية	للتروس 1,3,5,7
القابض الثاني	خليط معدني	للتروس 2,4,6,R
أعمدة التروس	سبائك فولاذية	صلادة 60-65 HRC

ب. نظام التزييت

• سعة الزيت: 5-7 لترات

• ضغط العمل: 3-5 بار

• مضخة زيت: تدفق 20 لتر/دقيقة

3. ديناميكية العمل

أ. تسلسل تغيير السرعة

1. الترس الحالي: 3 (عبر القابض A)

2. الترس التالي المُجهز: 4 (عبر القابض B)

3. عملية التبديل:

   • تحرير القابض A

   • تشغيل القابض B

   • زمن انتقالي: 150ms

4. نظام الميكاترونيكس

أ. الوحدات الإلكترونية

• وحدات تحكم القابض: معالجات DSP

• حساسات الموضع: دقة 0.1°

• مشغلات هيدروليكية: قوة 200-400N

ب. خريطة التحكم

5. مقارنة الأداء

أ. إحصاءات مقارنة

المعيار	DCT	CVT	التقليدي
كفاءة الوقود	++	+++	+
سرعة التغيير	+++	+	++
تحمل العزم	+++	+	++

ب. تطبيقات السيارات

• DCT: فولكسفاجن DSG، BMW M-DCT

• CVT: نيسان Xtronic، تويوتا Direct Shift-CVT

6. التطورات المستقبلية

أ. اتجاهات DCT

• أنظمة 48V: لتقليل زمن الاستجابة

• مواد خفيفة الوزن: ألياف كربونية

ب. تطورات CVT

• أحزمة مركبة: لتحمل عزم أعلى

• أنظمة هجينة: مع محركات كهربائية