گیربکس دوکلاچه (DCT): مزایا و معایب سیستم انتقال قدرت

پیشرفت تکنولوژی در صنعت خودروسازی همواره بر دو فاکتور اصلی تولید توان بیشتر و انتقال بهینه گشتاور به محورهای خودرو تمرکز داشته است. در این بین، بهبود انتقال نیرو به دلیل کاهش اتلاف انرژی، همواره یکی از مهم‌ترین اولویت‌ها برای مهندسان و طراحان به شمار می‌رود. این تلاش‌ها منجر به ارائه طرح‌های مختلفی برای دستیابی به بازده بالاتر در انتقال نیرو در تاریخ صنعت خودروسازی شده است.

بررسی گیربکس دو کلاچه DCT

یکی از بزرگ‌ترین دستاوردهای تکنولوژیکی این حوزه، گیربکس دو کلاچه (DCT) بوده است که با افزایش کارایی و سرعت تعویض دنده‌ها، تحولی شگرف در صنعت خودرو ایجاد کرده است. این گیربکس پیشرفته که به DCT نیز شناخته می‌شود، در خودروهای وارداتی و مونتاژی بازار ایران نیز به کار رفته و تجربه رانندگی نرم و سریع را برای دارندگان خود به ارمغان می‌آورد.

گیربکس دو کلاچه DCT چیست؟

گیربکس دو کلاچه DCT، برخلاف آنچه از نامش برمی‌آید، به‌هیچ‌وجه شبیه به گیربکس‌های دستی با دو صفحه کلاچ نیست. در حقیقت، این نوع گیربکس به خانواده گیربکس‌های اتوماتیک توربینی تعلق دارد که در آن، انتقال نیرو از پیشرانه به ورودی گیربکس از طریق توربین روغنی و با استفاده از سیستم ارتباط سیالی (Viscose Coupling) مشابه سیستم‌های اتوماتیک معمولی و CVT صورت می‌گیرد.

تمایز اصلی گیربکس DCT در ساختار داخلی آن است. برخلاف گیربکس‌های اتوماتیک معمولی که از مجموعه‌ای از چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای برای ایجاد ضریب دنده استفاده می‌کنند، گیربکس DCT کاملاً شبیه به گیربکس دستی عمل می‌کند. این گیربکس به‌طور هوشمندانه از دو شفت ورودی و خروجی استفاده می‌کند که به صورت مستقل عمل می‌کنند. در این سیستم، دنده‌های زوج و فرد و همچنین دنده عقب از یکدیگر جدا بوده و هر کدام توسط پک کلاچ‌های مجزا کنترل می‌شوند.

در واقع، انتخاب دنده‌ها از طریق TCU (کامپیوتر گیربکس) و به‌صورت الکترومکانیکی انجام می‌شود، و کلاچ‌های مربوطه وظیفه درگیر یا رهاسازی شفت‌ها را بر عهده دارند. به عنوان مثال، هنگام حرکت از حالت سکون، گیربکس ممکن است دنده ۱ یا دنده عقب را انتخاب کند. پس از انتخاب دنده، پک کلاچ‌های مربوطه درگیر شده و شفت‌های دنده‌های زوج یا فرد آماده درگیری می‌شوند. با افزایش یا کاهش سرعت خودرو، گیربکس به‌صورت هوشمندانه دنده مناسب را از شفت‌های زوج یا فرد انتخاب کرده و به‌سرعت تغییر دنده را انجام می‌دهد.

به طور خلاصه، گیربکس DCT با تجزیه و تحلیل دقیق داده‌هایی مانند سرعت خودرو، دور موتور، سرعت حرکت چرخ‌ها و دیگر پارامترهای خودرو، به‌سرعت تصمیم می‌گیرد که کدام دنده از کدام شفت باید انتخاب شود. این سیستم به‌گونه‌ای طراحی شده است که از نظر عملکرد، انتقال دنده‌ها به‌صورت بسیار سریع و نرم انجام شود.

انواع گیربکس دو کلاچه DCT: خشک و تر

در صنعت خودروسازی، گیربکس دو کلاچه (DCT) به دو نوع اصلی تقسیم می‌شود که هرکدام ویژگی‌ها و عملکرد خاص خود را دارند: گیربکس DCT خشک (Dry DCT) و گیربکس DCT تر (Wet DCT). تفاوت اصلی این دو نوع گیربکس در نوع طراحی و عملکرد مجموعه کلاچ‌های دوگانه است که بر اساس سیستم روان‌کاری و خنک‌کاری متفاوت عمل می‌کنند.

🛠 ابعاد و وزن گیربکس دو کلاچه خشک و تر
گیربکس DCT خشک به دلیل عدم نیاز به سیستم روغن‌کاری و پمپ داخلی، به‌طور طبیعی سبک‌تر و کوچک‌تر است. این ویژگی‌ها به آن امکان می‌دهند تا در خودروهای سبک‌تر و اقتصادی مانند هاچبک‌ها استفاده شوند. اما گیربکس DCT تر به دلیل وجود سیستم روان‌کاری و خنک‌کاری روغنی، به طور قابل توجهی سنگین‌تر و بزرگ‌تر است و از نظر طراحی پیچیده‌تری دارد.

⚙️ توانایی انتقال گشتاور و کاربردهای مختلف گیربکس DCT
از آنجا که گیربکس DCT تر به دلیل وجود صفحات اصطکاکی بیشتر و سیستم روغن‌کاری، قدرت انتقال گشتاور بیشتری را داراست، برای خودروهای قدرتمندتر و اسپرت مناسب‌تر است. در مقابل، DCT خشک حساس‌تر به گشتاور بالا است و ممکن است در برابر اسلیپ کلاچ (سرخوردن کلاچ‌ها) آسیب‌پذیر باشد.

🌡 سیستم خنک‌کاری و مدیریت حرارت در گیربکس‌های DCT
گیربکس DCT تر به دلیل داشتن سیستم خنک‌کاری روغنی، به‌طور مؤثرتر می‌تواند حرارت ناشی از سایش کلاچ‌ها را مدیریت کرده و عملکرد بهتری در دماهای بالا ارائه دهد. در حالی که DCT خشک به دلیل عدم وجود روغن، تنها از طریق تبادل حرارتی طبیعی خنک می‌شود و در برابر دماهای بالا حساس‌تر است.

🔧 دوام و طول عمر گیربکس‌های DCT تر و خشک
گیربکس DCT تر به دلیل داشتن سیستم خنک‌کاری و طراحی قدرتمندتر، دوام بیشتری در برابر فشارها و شرایط نامناسب دارد. این گیربکس قادر است در برابر گشتاورهای بالا و استفاده نادرست مقاومت کند. از سوی دیگر، DCT خشک به‌دلیل ساده‌تر بودن و عدم سیستم خنک‌کاری، ممکن است عمر کمتری داشته باشد.

💰 هزینه طراحی، ساخت و نگهداری گیربکس‌های DCT
با توجه به طراحی پیچیده‌تر، گیربکس DCT تر معمولاً هزینه‌های بیشتری از نظر ساخت، تولید و نگهداری دارد. به دلیل استفاده از قطعات بیشتر مانند پمپ روغن و صفحات اصطکاکی بیشتر، هزینه‌های تعمیرات آن نیز بالاتر است. در حالی که DCT خشک از طراحی ساده‌تری برخوردار است، اما به دلیل دوام کمتر ممکن است نیاز به تعمیرات بیشتری داشته باشد.

در نهایت، انتخاب بین گیربکس DCT خشک و گیربکس DCT تر بستگی به نیازهای فنی خودرو، نوع استفاده و بودجه دارد.

بهبود عمکلکرد فنی گیربکس

یکی از بزرگ‌ترین مشکلات در گیربکس‌های اتوماتیک (AT) و دستی (MT)، مدت زمان تعویض دنده است که می‌تواند منجر به افت دور موتور و نیاز به دورگیری مجدد پیشرانه شود. این مشکل در گیربکس‌های اتوماتیک معمولی، چه به دلیل باز و بسته شدن شیرهای برقی و چه به دلیل نیاز به انتخاب دنده با دست در گیربکس دستی، دیده می‌شود.

اما گیربکس دو کلاچه (DCT) با تعویض دنده سریع و بدون اتلاف زمان، این مشکل را برطرف می‌کند. در واقع، عملکرد گیربکس DCT مشابه پاور شیفت در خودروهای دستی است، که در آن راننده با حفظ فشار بر پدال گاز، بدون کاهش دور موتور و تنها با انتخاب سریع دنده، می‌تواند به انتقال قدرت به دنده جدید بپردازد. این ویژگی باعث می‌شود که دور موتور همچنان در سطح مفید باقی بماند و بدون اتلاف زمان، خودرو قدرت منتقل‌شده را به حرکت تبدیل کند.

بهبود مصرف سوخت در خودروهای اقتصادی

بهبود مصرف سوخت یکی از عوامل مهم در خودروهای اقتصادی روزمره است. اگرچه در خودروهای عملکردمحور نیز این نکته مهم است، اما در آن‌ها اولویت اول نیست. در خودروهای اقتصادی، عدم اتلاف دور موتور به معنای کاهش فشار بر موتور و عملکرد بهینه‌تر مجموعه فنی خودرو است. این عملکرد به کاهش مصرف سوخت و کاهش آلایندگی کمک می‌کند. به همین دلیل، خودروسازان در کلاس اقتصادی به دنبال دستیابی به چنین عملکردی هستند تا علاوه بر بهبود کارایی، تاثیرات منفی محیطی را نیز کاهش دهند.

آیا گیربکس DCT بهترین گزینه است؟

با وجود اینکه گیربکس دوکلاچه (DCT) در بسیاری از جنبه‌ها عملکردی فوق‌العاده دارد، سوالاتی در مورد اینکه آیا این تکنولوژی بهترین انتخاب است یا خیر، وجود دارد. آیا هیچ گزینه هم‌رده و رقیبی برای این گیربکس وجود ندارد؟ اگر گیربکس DCT تا این اندازه منحصربه‌فرد است، پس چرا هنوز بسیاری از خودروسازان از تکیه بر این تکنولوژی سرباز می‌زنند؟

در سال ۲۰۱۶، وقتی از تیم کنیسکِس، مدیر پروژه چلنجر هلکت، پرسیده شد که چرا کرایسلر برای خودرویی با توانایی‌های منحصربه‌فرد همچون چلنجر هلکت از گیربکس DCT استفاده نکرد، او در پاسخ گفت:

«گیربکس قدرتمند AT تورک فلایت TF 8HP که با همکاری کرایسلر و ZF آلمان ساخته شده، در تعویض دنده به اندازه DCT پیشرفته، تیز و سریع است. بنابراین نیازی به استفاده از DCT گران‌قیمت، پیچیده و دشوار برای نگهداری نیست.»

در حقیقت، تکنولوژی گیربکس‌های سنتی AT در این سال‌ها پیشرفت‌های فنی چشمگیری داشته است که نه تنها قادر به تحمل گشتاورهای بالای ۱۵۰۰ نیوتن متر هستند، بلکه از نظر سرعت تعویض دنده به اندازه یک DCT سریع و دقیق عمل می‌کنند.

پس چرا خودروسازان باید به سراغ گزینه‌های پیچیده‌تر و گران‌قیمت‌تر بروند، مگر اینکه هدف نهایی بازاریابی و تبلیغات باشد؟ به همین دلیل است که خودروسازان آمریکایی، جز در موارد خاص، از به کارگیری تکنولوژی غیرضروری DCT اجتناب می‌کنند.

استفاده تجاری و تبلیغاتی از گیربکس دوکلاچه DCT

در حال حاضر، در برخی خودروهای چینی مونتاژی که در بازار ایران عرضه می‌شوند، گیربکس DCT به عنوان یک آپشن برتر و خیره‌کننده در تبلیغات معرفی می‌شود. خودروهایی چون چری تیگو ۷ نسل اول، جک S5، لاماری ایما، فیدلیتی پرایم و بسیاری دیگر از محصولات چینی با گیربکس دوکلاچه به بازار کشور وارد می‌شوند.

در کشوری چون ایران، که ویژگی‌های استاندارد ابتدایی صنعت خودروسازی جهانی مانند سنسور نور، سنسور باران، سیستم کنترل پایداری، سیستم نظارت بر فشار باد تایرها و ... به عنوان آپشن پیشرفته در نظر گرفته می‌شود، تعجب‌آور نیست که برخی از خودروهای چینی و نمایندگان فروش آن‌ها از گیربکس DCT به عنوان برگ برنده تجاری خود یاد کنند.

گیربکس DCT به هیچ عنوان ویژگی منفی ندارد؛ بلکه کاملاً یک ویژگی خوب و برتری فنی محسوب می‌شود. اما در شرایطی که خودروسازان مطرح و تراز اول جهان مانند آمریکایی‌ها و آلمانی‌ها به دلیل هزینه‌های بالای طراحی و نگهداری این گیربکس‌ها و همچنین مشکلات تعمیراتی و هزینه‌های اضافی برای مالک، استفاده از آن‌ها را کنار گذاشته و به نمونه‌های پیشرفته‌تر AT روی آورده‌اند، این سوال مطرح می‌شود که آیا عرضه این گیربکس‌ها در بازار ایران انتخابی منطقی است یا تنها به عنوان ویژگی متمایز برای بازاریابی بهتر؟

رایج‌ترین ایرادهای گیربکس DCT

گیربکس دو کلاچه (DCT) به رغم مزایای فراوانی که برای رانندگی بهتر و راحت‌تر ارائه می‌دهد، دارای معایبی نیز هست که باید به آن‌ها توجه شود.

1. داغ کردن گیربکس
   فشار آوردن مداوم به گیربکس DCT خشک، مانند شتاب‌گیری ناگهانی، حرکت در سربالایی‌های پرفشار یا خلاص نکردن خودرو در پشت چراغ قرمز طولانی، می‌تواند آسیب‌های جدی به گیربکس وارد کند. اولین علامت این مشکل، تنبل شدن موقت خودرو است (به دلیل کاهش ضریب اصطکاک) که هنگام شروع حرکت مجدد مشاهده می‌شود. این مشکل در محصولات وارداتی آلفارومئو (مانند آلفا 4C، جولیتا و میتو) و چری تیگو ۷ نسل اول در بازار ایران نیز مشاهده شده است. تکرار این وضعیت که به داغ شدن گیربکس منجر می‌شود، باعث سایش شدید و کاهش عمر گیربکس DCT می‌شود.

2. سایش طبیعی کلاچ
   پک کلاچ‌های دوگانه گیربکس‌های DCT (چه خشک و چه تر)، مانند پک کلاچ‌های گیربکس‌های AT، دارای عمر مشخص و بازه کاری مفید هستند و در نهایت نیاز به تعویض دارند. در گیربکس‌های پیچیده‌ای چون DCT، این تعمیرات معمولاً با هزینه‌های گزافی همراه است.

3. خرابی الکترومکانیکی
   گیربکس‌های DCT در این مورد مشابه گیربکس‌های AT هستند. بسیاری از قطعات به کار رفته در گیربکس‌های مدرن AT و DCT از قطعات مکانیکی با سیستم عملکرد الکترونیکی هستند که عمر مفید مشخصی دارند. اگرچه این قطعات از نظر طراحی و عملکرد مشابه با نمونه‌های AT هستند، اما به دلیل پیچیدگی گیربکس DCT، معمولاً از قیمت بالاتری برخوردارند.

معروف‌ترین خودروها با گیربکس DCT

امروزه بسیاری از خودروسازان اقتصادی برای کاهش آلایندگی و مصرف سوخت و همچنین بهبود عملکرد فنی، از گیربکس‌های DCT یا CVT (ضریب متغیر) استفاده می‌کنند. اما اگر به دقت نگاه کنیم، بیشترین استفاده جهانی از گیربکس‌های پیشرفته و گران‌قیمت DCT در خودروهای لوکس و اسپرت است که با رقم فروش نهایی خیره‌کننده به بازار عرضه می‌شوند. در این دسته از خودروها، قیمت اهمیت چندانی ندارد و هدف اصلی بهبود عملکرد فنی است.

از این رو، خودروهایی چون نیسان R35 GT-R با گیربکس دو کلاچه ۶ سرعته ساخت بورگ وارنر آمریکا و خانواده اسپرت فولکس واگن شامل آئودی، پورشه و برخی از محصولات اسپرت برند فولکس مانند بوگاتی ویرون و شیرون از گیربکس دوکلاچه (DCT) بهره می‌برند. در محصولات پورشه، گیربکس DCT با نام DSG شناخته می‌شود.