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=DdriveDdrivenRatio=DdrivenDdrive
حيث:
- DdriveDdrive: قطر بكرة
الإدخال
- DdrivenDdriven: قطر بكرة
الإخراج
ب. تسلسل
التشغيل
- قراءة
بيانات القيادة: (سرعة،
حمل، منحدر)
- حساب
النسبة المثلى: باستخدام
خوارزميات تحسين
- ضبط
البكرات: عبر الضغط الهيدروليكي
- 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
- الترس الحالي: 3
(عبر
القابض A)
- الترس التالي المُجهز: 4 (عبر
القابض B)
- 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