سیستم کلاچ دوبل که گاهی به آن سیستم کلاچ دوقلو یا DCT (که مخفف dual-clutch transmission است) هم می گویند. در پورشه هم این سیستم دبل کلاچ به PDK معروف است.این سیستم نوعی گیربکس نیمه اتوماتیک یا اتوماتیک-دستی است. در این سیستم انتقال نیرو از 2 کلاچ جداگانه برای دنده های زوج و فرد استفاده می شود. این سیستم را به صورت دو گیربکس دستی یا منوئال (با کلاچ های جداگانه) که در یک محفظه قرار گرفته اند و با هم کار می کنند توصیف کرد. این گیربکس ها معمولاً به صورت تمام اتوماتیک کار می کنند و این قابلیت را دارند که با آنها دنده ها را به صورت دستی تعویض کرد، هر چند این عمل توسط سیستم الکتروهیدرولیک انجام می شود. بسیاری از کارشناسان پیش بینی می کنند این سیستم انتقال قدرت در خودروهای آینده استاندارد شود و گیربکس های قدیمی به فراموشی سپرده خواهند شد.
این سیستم انتقال نیرو توسط یک فرانسوی به نام آدولف کگرس قبل از جنگ جهانی دوم اختراع شد اما هیچگاه یک مدل واقعی از آن که روی خودرویی نصب شود و کار کند ساخته نشد. اولین نمونه واقعی از کلاچ دوبل اوایل 1980 تحت نظر هری وبستر در کمپانی اتوموتیو پراداکتز تولید شد که در خودروهای فورد فیستا، فورد رنجر و پژو 205 مورد استفاده قرار گرفت. این کلاچ از یک کلاچ ساده خشک و یک کلاچ چند صفحه ای تَر تشکیل شده بود. بعد ها سیستم های انتقال نیرو با کلاچ دوبل قوی تری ساخته شدند که برای خودرو های اسپرت مورد استفاده قرار گرفته شد و این زمانی بود که کامپیوتر ها به اندازه کافی سریع و فشرده شده بودند. و کمپانی پورشه برای پورشه مدل 956 و پورشه مدل 962 لمانز گیربکس هایی با کلاچ دوبل مسابقه ای ساخت که در خودروی آئودی اسپرت کوئاترو s1 رالی هم مورد استفاده قرار گرفت.
یک سیستم کلاچ دوبل مانند سیستم سنتی نیرو را مننتقل نمی کند، در عوض از دو کلاچ تر چند صفحه ای که در حمام روغن قرار دارند استفاده می کند.اولین تولید انبوه خودروهای با کلاچ دوبل در خودری فولکس واگن گلف MK4 R32 انجام پذیرفت.
نحوه عملکرد کلاچ دوبل
سیستم کلاچ دوبل همانطور که گفته شد در حقیقت کار دو گیربکس دستی را در یک گیربکس انجام می دهد. برای فهم بهتر مطلب بهتر است عملکرد گیربکس های دستی سنتی را با هم مرور کنیم. در این نوع گیربکس ها برای اینکه راننده تعویض دنده را انجام دهد باید ابتدا کلاچ بگیرد یا پدال آنرا با پا فشار دهد با این کار یک کلاچ ساده گیربکس را از موتور جدا می کند و به این ترتیب مانع انتقال قدرت از موتور به سمت دنده ها می شود تا بتواند دنده جدید را انتخاب نماید. این فرایند شامل جدا سازی یک دنده با دنده رابط هم سرعت کردن دنده دیگری با قطر متفاوت و اتصال آنها به یکدیگر است تا مانع از تراشیده شدن دنده ها در اثر بخورد آنها با هم شود و همینکه دنده جدید در جای خود نشست راننده می تواند کلاچ را رها کند تا دوباره نیرو به دنده ها و در نهایت چرخ های خودرو منتقل شود.بنابراین در یک کلاچ ساده سنتی که با آن تعویض دنده دستی انجام می گیرد انتقال قدرت به صورت مداوم انجام نمی گیرد. و هنگام تعویض دنده انتقال نیرو به گیربکس قطع می شود و اگر یک راننده ناشی پشت فرمان باشد مسافرین با هر تعویض دنده یک شوک حرکتی را احساس می کنند.
ساختار سیستم کلاچ دوبل
اما در مقابل آن سیستم کلاچ دوبل از دو کلاچ استفاده می کند و پدال کلاچی وجود ندارد. و یک سیستم پیچیده و قدرتمند الکترونیکی و هیدرولیکی کلاچ را کنترل می کند. هر چند در سیستم کلاچ دوبل کلاچ ها به صورت مستقل عمل می کنند یک کلاچ دنده های فرد (یک، سه، پنج و دنده عقب) را کنترل می کند، در حالیکه کلاچ دیگر دنده های زوج (دو، چهار و شش ) را کنترل می کنند. در این نوع گیربکس تعویض دنده بودن وقفه در انتقال قدرت انجام می گیرد. دو کلاچ هم مرکز هستند کلاچ بزرگتر یا بیرونی مربوط به دنده های فرد است و کلاچ داخلی یا کوچکتر مربوط به دنده های زوج است. هنگام تعویض دنده با یک کلاچ، کلاچ دیگر انتقال قدرت را انجام می دهد. سیستم کلاچ دوبل می تواند تعویض دنده را سریعتر از گیربکسی با کلاچ ساده سنتی انجام دهد.
دو نوع اصلی سیستم کلاچ دوبل وجود دارد نوع تر که هر دو کلاچ در حمام روغن هستند و نوع خشک که از دو کلاچ ساده تشکیل شده است. نوع تر بیشتر برای گشتاور های بالا (معمولاً بیش از 350 نیوتن متر) استفاده می شود مانند کلاچی که برای بوگاتی ویرون استفاده شده است و می تواند 1250 نیوتن متر را به گیربکس انتقال دهد. و برای گشتاور های پایین تا 250 نیوتن متر از کلاچ خشک استفاده می شود. هر چند توانایی سیستم کلاچ دوبل خشک در انتقال نیرو کمتر است اما راندمان انرژی بیشتری دارد چون دیگری نیازی به تجهیزات هیدرولیک و پمپ که خود اتلاف انرژی دارند نیست.
تفاوت گیربکس دوبل کلاچ با گیربکس اتوماتیک چیست؟
در حالی که اهرم تعویض دنده در گیربکس دوبل کلاچ درست مانند اهرم تعویض دنده در یک خودروی مجهز به گیربکس اتوماتیک است ولی سیستم DCT از درون مانند یک گیربکس دستی است.یکی از مزایای اصلی گیربکس های دوبل کلاچ کاهش مصرف سوخت خودرو در این گیربکس ها است.چون در این گیربکس ها هدر رفت نیرو بسیار پایین است و راندمان خیلی بالایی دارند در نتیجه راندمان کلی خودرو نیز بالاتر می رود.تخمین زده می شود که در مقایسه با یک گیربکس ۵ دنده دستی، یک گیربکس دوبل کلاچ ۶ دنده می تواند راندمان خودرو را تا ۱۰ درصد افزایش دهد.دلیل اصلی این افزایش راندمان این است که در گیربکس های اتوماتیک همیشه مقداری هرزگردی در سیستم مبدل گشتاور وجود دارد که سبب می شود دقیقا همه توان موتور به چرخ ها نرسد.این مساله به خصوص در هنگام شتاب گیری های سریع نمود بیشتری دارد.
تفاوت گیربکس دوبل کلاچ با گیربکس دستی چیست؟
در یک گیربکس دستی، زمانی که راننده اقدام به تعویض دنده می کند به طور معمول به نیم ثانیه زمان در پروسه تعویض دنده نیاز دارد.گرچه نیم ثانیه زمان زیادی برای تعویض دنده نیست ولی در مقایسه با زمان هشت میلی ثانیه ای یک گیربکس DCT بسیار کند جلوه می کند.سرعت عمل بسیار بالای گیربکس های DCT یکی دیگر از عواملی است که سبب راندمان بالای این گیربکس ها شده است.از نظر حس رانندگی نیز گیربکس های دوبل کلاچ مانند گیربکس های دستی عمل می کنند.در یک گیربکس DCT نیز شفت ورودی وجود دارد که دنده ها روی آن سوار شده اند و صفحه کلاچ نیز برای انتقال قدرت از موتور به گیربکس موجود است.تفاوت اصلی بین گیربکس دستی و دوبل کلاچ، حذف شدن پدال کلاچ در خودروهای DCT است.در حقیقت در این خودروها پدال کلاچ و مکانیزم آن با سلونوئیدهای هیدرولیکی که از کامپیوتر فرمان می گیرند جایگزین شده اند.این مورد سبب شده تا گیربکس های DCT بهترین دینامیک رانندگی را داشته باشند.
تفاوت گیربکس دوبل کلاچ با گیربکس CVT چیست؟
بسیاری از خودروهای مدرن امروزی از گیربکس CVT استفاده می کنند. در گیربکس های CVT دیگر دند ه ای وجود ندارد و یک تسمه بین دو پولی با قطر متغیر قرار دارد.تغییر قطر پولی ها سبب تغییر ضریب انتقال نیرو می شود و مانند این است که بی نهایت دنده داشته باشیم.مانند گیربکس های DCT در CVT ها نیز شاهد نرمی بسیار خوبی هستیم چون عملا دنده ای وجود ندارد که تعویض شود.گیربکس های CVT طوری طراحی شده اند که چه در هنگام کاهش سرعت و چه افزایش سرعت دور موتور را در بهترین حالت حفظ کنند.اصلی ترین تفاوت گیربکس دوبل کلاچ و CVT به ساختار داخلی آن ها و خودروهایی که از این دو نوع گیربکس استفاده می کنند بر می گردد.گیربکس های DCT معمولا در خودروهایی که قابلیت حرکتی بالایی دارند استفاده می شوند.اما گیربکس های CVT بیشتر در خودروهای کم مصرف نه چندان قوی و تولید انبوه کاربرد دارند.شباهت این دو گیربکس نیز در این است که هر دوی آن ها راندمان بسیار بالا و مصرف سوخت پایینی را به همراه دارند.
آیا گیربکس های دوبل کلاچ مناسب هستند؟
گیربکس های DCT مزایای زیادی دارند. خودروسازان به طور مستقل از هم گیربکس های دوبل کلاچ مختلفی را ساخته اند و هر یک نیز نام خصوص خود را روی این گیربکس ها گذاشته اند.برای مثال فولکس واگن و اشکودا این گیربکس ها را DSG می نامند.مرسدس بنز گیربکس مربوط به خود را SpeedShift و پورشه هم گیربکس دوبل کلاچ خود را PDK نام گذاشته است.هیوندای آنها را EcoShift و آئودی هم S-Tronic می نامند.اگر در خودرویی به هر یک از این نام ها بر خوردید بدانید با یک خودروی دیفرانسیل جلو طرف هستیم.
نحوه رانندگی با گیربکس دبل کلاچ
مدل های استاندارد بی ام و از جعبه دنده های خودکار معمولی استفاده می کنند اما مدل های قوی تر این شرکت که با کد M شناخته می شوند دارای جعبه دنده های دبل کلاچ هستند.عملکرد گیربکس دبل کلاچ کمی متفاوت با جعبه دنده دستی است.برای مثال هیچگونه حالت پارک در جعبه دنده های دبل کلاچ بی ام و جود ندارد. با این وجود اما بی ام و می گوید که این جعبه دنده ها از نظر سادگی همانند یک جعبه دنده ی دستی معمولی هستند.
حال، این سوال پیش می آید که اگر حالت پارک وجود ندارد، پس چگونه می توان خودرو را پس از ایست کامل، در حالت پارک قرار داد؟ برای اینکار تنها کافی است تا دسته دنده را در حالت درایو (D) قرار داده و پیشرانه خودرو را خاموش کنید. به این ترتیب جعبه دنده به صورت خودکار در حالت پارک قرار خواهد گرفت.
بی ام دبلیو جعبه دنده های دبل کلاچ را در مدل های M به کار می برد و این جعبه دندهها را با نام DCT که مخفف dual clutch transmission است معرفی می کند. به گفته ی بی ام و این جعبه دندهها همگی مزایای جعبه دنده های خودکار و دستی را با هم دارند. برای مثال، گیربکس دبل کلاچ بی ام و از یک سیستم برنامه ریزی هوشمند برای کنترل دنده در سرعت های پایین بهره مند است. از آنجایی که این جعبه دندهها فاقد مبدل گشتاور هستند به همین خاطر در سرعت های پایین ممکن است خودرو دچار کمبود گشتاور شود. به همین خاطر بی ام و از یک سیستم هوشمند در این جعبه دندهها استفاده کرده است تا کنترل خودرو را آسان تر کند. به این نحو، وقتی شما پدال ترمز را رها می کنید، خودرو شروع به حرکت نمی کند و نیاز دارید تا حتما پدال گاز را فشار دهید؛ پس این جعبه دندهها را می توان همانند نمونه های دستی دانست.
در هنگام حرکت، اگر پای خود را از روی پدال گاز بردارید، خودرو متوقف نمی شود و به حرکت خود با سرعتی در حدود ۴ یا ۵ کیلومتر بر ساعت ادامه می دهد. یک کلید نیز در کنار اهرم تعویض دنده ی این خودروها وجود دارد که روی آن کلمه ی Drive Logic به چشم می خورد. با استفاده از این کلید می توانید سرعت تعویض دنده ي خودرو را تغییر دهید. برای مثال در رانندگی عادی که نیاز دارید خودرو راندمان خوبی داشته باشد، تنها نیاز است این کلید را بر روی حالت نرمال قرار دهید تا تعویض دنده های بسیار نرم و بدون تنش را تجربه کنید. در هنگام رانندگی در پیست نیز می توانید این کلید را سه بار فشار دهید تا تعویض دنده در حالت اسپرت قرار گیرد.
گیربکس اتوماتیک استپ ترونیک(Steptronic) چیست و چگونه کار می کند؟
