مگاموتور گیربکس CVT می سازد

گیربکس ماشینی برای انتقال توان مکانیکی از یک منبع تولید توان به یک مصرف‌کننده بوده و معادل آن در زبان فارسی «جعبه دنده» است. کاربرد گیربکس در زندگی انسان از زمان اختراع چرخ تا امروز که به اوج شکوفایی صنعتی رسیده‌ایم، بسیار مهم و جزء جدایی‌ناپذیر صنعت است. از این‌رو برای آگاهی از آخرین وضعیت پروژه گیربکس‌های جدید (CVT) سراغ مجید درخشان‌سامانی، مدیر طراحی گیربکس شرکت مگاموتور و بابک حجری، معاون تحقیق و توسعه این شرکت که تنها کارشناسان درگیر این پروژه هستند رفتیم که در ادامه می‌خوانید:

پروژه جدید مگاموتور در بحث گیربکس‌های اتوماتCVT چیست؟
حجری: گیربکس CVT (Continuously Variable Transmission) یکی از انواع گیربکس‌های اتوماتیک بوده و محصولی نیست که به تازگی به بازار معرفی شده باشد. ویژگی این گیربکس بهره‌گیری از تعداد بی‌نهایت نسبت تبدیل (نسبت دنده) در یک رنج معین است که می‌تواند یک راهکار مناسب در جهت کاهش مصرف سوخت باشد. این گیربکس در گذشته به طور معمول روی موتورهای با حجم پایین‌تر استفاده می‌شد سپس ژاپنی‌ها اقدامات موثری در زمینه توسعه این نوع گیربکس انجام داده و امروز تعداد زیادی از خودروهای ژاپن دارای گیربکس CVT است. به عنوان نمونه خودروهای نیسان قشقایی، نیسان تیانا و نیسان مورانو که با همکاری شرکت نیسان ژاپن و پارس خودرو وارد بازار ایران شدند، دارای گیربکس CVT هستند.

البته به غیر از شرکت‌های ژاپنی سایر شرکت‌های خارجی نیز در برخی مدل‌های خود از این نوع گیربکس استفاده می‌کنند به طور نمونه با وجود اینکه بیشتر محصولات شرکت هیوندا دارای گیربکس اتوماتیک ۴، ۵ یا ۶ سرعته است اما خودروهایی با گیربکس CVT مانند Hyundai Accent یا Hyundai Morning نیز دارند.

درخشان: بعضی خودروهای کره‌ای، ژاپنی و چینی در بازار ایران نظیر میتسوبیشی میراژ، نیسان قشقایی، تینا، مورانو، لیفان ایکس۵۰، جیلی ام‌گرند، وولکس و…، از گیربکس CVT استفاده می‌کنند. در خودروهای اروپایی در چند مدل از محصولات رنو نیز از این نوع گیربکس استفاده می‌شود.

تفاوت این گیربکس‌ها با نمونه‌های دیگر در چیست؟
درخشان: ابتدا باید به تفاوت اصلی گیربکس‌های دستی و اتوماتیک اشاره کرد. در گیربکس‌های دستی راننده با استفاده از کلاچ، تعویض‌دنده را انجام می‌دهد اما در گیربکس‌های اتوماتیک این فرآیند به صورت خودکار انجام می‌شود.

درباره گیربکس‌های اتوماتیک نیز باید به این مهم اشاره کرد که ابتدا گیربکس‌های اتوماتیک به هیدرولیکی با نسبت‌دنده‌های محدود تولید و به بازار ارائه می‌شدند که به‌تدریج با توسعه قوای محرکه، شرکت‌ها به سمت بهره‌گیری از گیربکس‌های اتوماتیک با نسبت‌دنده‌های بیشتر (۴، ۵ و ۶) حرکت کرده تا علاوه بر استفاده بهینه از توان موتور، مصرف سوخت را هم مدیریت کنند. هر اندازه تعداد نسبت‌دنده‌ها بیشتر باشد باعث می‌شود موتور در شرایط دور و گشتاور بهتر کار کند و در نهایت مصرف سوخت و آلایندگی کمتری داشته باشد.

رویکرد استفاده بهینه از توان و گشتاور موتور و همچنین کاهش مصرف سوخت، منجر به توسعه انواع دیگر گیربکس‌های اتوماتیک نظیر CVT و DCT شد.

گیربکس‌هایDCT، ساختاری شبیه به گیربکس‌های دستی دارند و با استفاده از دو کلاچ در داخل گیربکس، مدیریت اتوماتیک نسبت‌دنده‌ها انجام می‌شود.

گیربکس‌هایCVT قابلیت بهره‌گیری از بی‌نهایت نسبت‌دنده در یک بازه معین را داشته و این امر تاثیر بسزایی در مدیریت توان و مصرف سوخت خودروهای با گیربکس اتوماتیک دارد. در واقع CVT این قابلیت را دارد که نسبت‌دنده را در هر لحظه به عددی برساند که آن عدد برای کارکرد موتور بهینه است.

سهم عمده بازار ژاپن مربوط به گیربکس‌های CVT است در حالی که اروپایی‌ها به سمت DCT حرکت کرده‌اند و در کره‌جنوبی نیز همچون بازار امریکا از گیربکس‌های اتوماتیک هیدرولیکی استفاده می‌شود.

حجری: گفتنی است که منظور از این بی‌نهایت، تعداد زیاد حد پایین و بالای نسبت‌دنده‌هاست و از یک محدوده کم تا محدوده زیاد متغیر است. هرچه فاصله حد پایین و بالا را بیشتر تقسیم کنیم به راننده قدرت انتخاب بیشتری داده‌ایم اما این امر در گیربکس‌های دستی انجام نمی‌شود زیرا باعث سختی رانندگی و سردرگمی راننده می‌شود.

آیا شیب و جغرافیا هر کشور روی این مسئله تاثیر دارد؟
درخشان: بله، به طور قطع شرایط جغرافیا مهم است اما سلسله استانداردهایی وجود دارد که تمام دنیا از آن تبعیت می‌کند به طور نمونه حداکثر شیب ۱۵ درجه برای ساخت جاده درنظر گرفته می‌شود.

این گیربکس به سفارش کدام شرکت خودروساز بوده و در چه مرحله‌ای قرار دارد؟
درخشان: در گروه سایپا خودروهای مختلفی تولید می‌شود که تیراژ بالایی دارند اما مجهز به گیربکس اتوماتیک نیستند مانند پراید و تیبا که در گروه ایکس۱۰۰ و ایکس۲۰۰ قرار دارند.

با بررسی‌هایی که مرکز مطالعات استراتژیک سایپا انجام داده، تقاضای مشتری استفاده از خودروهای گروه تیبا و مدل جدید آن ساینا با گیربکس اتوماتیک است.

حجری: لازم به توضیح است که رویکرد جوامع به خودروهای دنده اتوماتیک و دستی متفاوت است. به طور کلی پیشینه و درصد خودرو اتوماتیک در امریکا بیشتر از اروپاست، در کره‌جنوبی مردم گیربکس اتوماتیک را به دستی ترجیح می‌دهند. بنابراین در این بحث توزیع طبیعی بین تمام کشورهای فعال در عرصه خودروسازی به یک نسبت وجود ندارد.

در ایران نیز در طول یک و دو دهه گذشته به نسبت کمی گیربکس اتوماتیک در بازار وجود داشت و حتی در مرحله نخست مورداستقبال مصرف‌کننده قرار نگرفت اما رویکرد مردم به این مسئله تغییر کرد و امروز نسبت بیشتری از ایرانی‌ها گیربکس اتوماتیک را ترجیح می‌دهند.

بنابراین در طراحی محفظه موتور خودروهای جدید سایپا این امر درنظر گرفته شده زیرا گیربکس‌های اتوماتیک بزرگتر از گیربکس‌های دستی هستند و به سیستم خنک‌کاری نیاز دارند. در نتیجه ضروری است این مسئله در طراحی محفظه موتور لحاظ شود.

درخشان: برای اینکه سایپا سهم خود را از بازار داشته باشد درخواست مردم را درنظر گرفته و به سمت خودروهای اتوماتیک حرکت نکرده است. برای این امر گیربکس CVT انتخاب شده و این پروژه سبب تغییرات زیادی در خودرو مانند تغییر سیستم دسته‌دنده گیربکس، استفاده از کنترلر الکترونیکی گیربکس (TCU)، تغییر سیستم خنک‌کاری و افزوده شدن خنک‌کننده روغن گیربکس شده است و تغییرات به‌وجود آمده در دسته‌موتورها به دلیل وزن زیادتر این گیربکس‌ها نسبت به گیربکس دستی (حدود ۲ تا ۳ برابر)، تغییر پلوس، تغییرات در بدنه خودرو و… شده است. با توجه به حجم بالای تغییرات در قطعات مکانیکی و الکترونیکی تیم این پروژه در گروه سایپا با تمام توان در حال پیگیری فعالیت‌های مربوط به پروژه است.

این پروژه چه زمان وارد فاز اجرایی و نصب می‌شود؟
درخشان: براساس برنامه گروه خودروسازی سایپا و درخواست وزارت صنعت، معدن و تجارت باید این پروژه در بهمن و اسفند به تولید آزمایشی و در اوایل سال آینده به تولید انبوه برسد.
البته حجم فعالیت‌هایی که باید انجام شود زیاد بوده و نیاز است تا از همه ظرفیت‌های گروه سایپا بهره‌برداری شود.

در این راستا کالیبراسیون کنترلر گیربکس (TCU) با همکاری یک شرکت اروپایی که طراح و تامین‌کننده گیربکس CVT نیز بوده، در حال انجام کار است.

در گذشته گیربکس‌های اتوماتیک قدیمی مانند موتورهای کاربراتوری، کنترلر الکترونیکی نداشتند و ترکیب سیستم‌های مکانیکی هیدرولیکی تشخیص می‌دادند دنده چه زمان و چگونه باید عوض شود. گیربکس‌هایی که امروز از آن صحبت می‌شود کنترلر الکترونیکی یا TCU دارند.

TCU به عنوان مغز الکترونیکی گیربکس، نیاز به کدنویسی و کالیبراسیون بر مبنای تقاضای مشتری، شرایط خودرو، جاده، جغرافیای منطقه و… دارد. در این راستا بعد از انجام تغییرات سخت‌افزاری قطعات مانند تغییر پوسته کلاچ دسته‌موتور و سایر قطعات مکانیکی و پیرو آن ساخت خودروهای نمونه، فاز کالیبراسیون پروژه آغاز می‌شود. به این ترتیب آرام‌آرام چگونگی عملکرد تعویض‌دهنده در شرایط مختلف رانندگی به کنترلر گیربکس اعمال می‌شود.

حجری: گیربکسی که امروز در حال صحبت از آن هستیم برای خانواده تیبا یا ایکس۲۰۰ است و از این به بعد هر خودرویی که روی پلتفرم ایکس۲۰۰ وارد بازار شود امکان نصب این نوع گیربکس را خواهد داشت.

ذکر این نکته ضروری است که در خودروهای نسل جدید موتور، گیربکس، سیستم ترمز و… دارای کنترلر بوده و از طریق شبکه، اطلاعات موردنیاز را با یکدیگر تبادل می‌کنند. سیستم کنترل گیربکس اتوماتیک نیز اطلاعاتی را با سیستم کنترل موتور رد و بدل کرده و مشخص می‌کند که موتور و گیربکس باید در چه وضعیتی باشند. اینگونه نیست که یک گیربکس اتوماتیک در خودرو نصب شود و نیاز به هیچ تغییر سخت‌افزاری و نرم‌افزاری در قطعات جانبی آن نباشد.

درخشان: موضوع اصلی در این پروژه مسئله کالیبراسیون است که بسیاری از آن آگاهی ندارند وقتی سیستم‌ها مجهز به کنترل الکترونیکی می‌شوند این امر به موضوع مهمی تبدیل می‌شود. در نتیجه وقتی گیربکس اتوماتیک ورود می‌کند یک کنترلر به کنترلرهای پیشین مانند کنترلر موتور یا کنترلر ترمز (ای‌بی‌اس) اضافه می‌شود این در حالی است که در فرآیند کالیبراسیون تمام کارکرد کنترلرها باید با یکدیگر در شرایط مختلف محیطی و رانندگی (در شیب به سمت بالا، شیب به سمت پایین، گرما، سرما و… ) تنظیم شوند.

کنترلر از یک نرم‌افزار استفاده می‌کند که پارامترها باید روی آن بررسی شود. معادلاتی حاکم است که آنها باید در فرآیند کالیبراسیون بررسی، آزمایش و نهایی شوند که ما در پروژه CVT خودرو ساینا، در مرحله کالیبراسیون قرار داریم.

آیا قطعات مورد نیاز گیربکس در داخل تامین می‌شود؟
درخشان: در حال حاضر زیرساخت و فناوری تولید و مونتاژ گیربکس اتوماتیک در ایران وجود ندارد.
حجری: به دلیل تیراژ پایین گیربکس اتوماتیک در بازار ایران، تولیدکننده داخلی به دنبال ساخت آن نرفته است زیرا برای اینکه تولید اقتصادی باشد باید سرمایه‌گذاری بالای تجهیزات خط تولید و مونتاژ گیربکس با تیراژ مناسبی قابل برگشت باشد.

هنوز تقاضای گیربکس اتوماتیک در ایران مانند گیربکس دستی فراگیر نشده است. بنابراین هیچ سرمایه‌گذاری در این امر حتی از سوی خودروسازان بزرگ انجام نشده است. همچنین نباید انتظار داشت یک شرکت خصوصی که تعداد محدودی خودرو تولید می‌کند و هنوز برای قطعات ساده برنامه ساخت داخل ندارد، روی این موضوع سرمایه‌گذاری کند. سرمایه‌گذاری نیز در ابتدا از خط مونتاژ آغاز می‌شود و در ادامه به ساخت داخل برخی قطعات می‌رسد. از این رو باید دید روند کار و استقبال مصرف‌کننده از این نوع گیربکس‌ها به چه اندازه است.

درخشان: علاوه بر گیربکس، سایر سیستم‌های جانبی مانند سیستم خنک‌کاری، پلوس، دسته‌موتور و… نیز دارای اهمیت بوده و با توجه به اینکه در حال حاضر کشور در این زمینه محدودیت دارد، سهمی از این قطعات از خارج از کشور تامین می‌شود.

البته با توجه به اقداماتی که به تازگی سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران (ایدرو) انجام داده، برنامه مونتاژ و ساخت داخل گیربکس اتوماتیک در دستور کار قرار گرفته است. در این راستا شرکتی اروپایی معرفی شده که با مگاموتور در ارتباط و در حال همکاری است.

عنوان این نکته دارای اهمیت است که راهبرد بیشتر خودروسازان دنیا در چین، اروپا و امریکا، تمرکز بر تولید گیربکس دستی است و به دلیل فناوری و حساسیت بالا و نیز هزینه و سرمایه‌گذاری سنگین گیربکس اتوماتیک، تولید آن بسیار محدود خواهد بود.

حجری: در بحث گیربکس دستی نیز تمام شرکت‌ها مبادرت به تولید نمی‌کنند و این موضوع به راهبرد شرکت‌های خودروساز بستگی دارد. برخی شرکت‌های خودروساز ترجیح می‌دهند حتی گیربکس دستی را از شرکت‌های تخصصی تولیدکننده در این زمینه که تنها به تولید گیربکس مشغول هستند خریداری کنند.

در واقع بیشتر شرکت‌های خودروساز روی بدنه و قطعات تریم که به نوعی هویت خودرو محسوب می‌شود، سرمایه‌گذاری می‌کنند. سپس موتور به عنوان یکی از مجموعه‌های مهم خودرو مطرح می‌شود و بیشتر خودروسازان مبادرت به تولید آن می‌کنند که شاهدمثال آن نشان موتور است که معمولا همان نشان شرکت خودروساز خواهد بود.

آیا برنامه‌ای برای گیربکس‌های DCT در شرکت‌های خودروسازی وجود دارد؟
درخشان: در حال حاضر در شرکت سایپا برنامه‌ای برای این نوع گیربکس‌ها وجود ندارد زیرا گیربکس‌های مختلف بر اساس نیاز بازار و فناوری موجود استفاده می‌شود. اروپایی‌ها بیشتر روی این نوع گیربکس سرمایه‌گذاری کرده‌اند و باید توجه داشته باشیم هر بازاری با مطالعه روی قوانین، جاده‌ها، رانندگی، زنجیره تامین و… گیربکس موردنظر را انتخاب می‌کند. به طور نمونه فولکس واگن در بحث گیربکس‌های DCT سهم زیادی را به خود اختصاص داده است.

حجری: اگر قطعات گیربکس CVT، DCT و گیربکس‌های اتوماتیک رایج را باز کنیم، قطعات گیربکس DCT از لحاظ ساختار دنده‌ها بیشترین شباهت را به گیربکس‌های دستی دارند و به نظر می‌رسد افزایش و رشد استفاده از گیربکسDCT در اروپا به این دلیل است که آنها فناوری گیربکس دستی را در اختیار داشته‌اند.

سخن آخر:
درخشان: فراموش نکنیم نیاز بازار این است که خودروسازان محصولات اتوماتیک با ردیف قیمتی مناسب در اختیار مشتریان خود بگذارند و شرکت سایپا این نیاز را احساس کرده و در حال اجرایی کردن این امر است و معتقدم این مسئله موضوعی برد-برد برای سازنده و مصرف‌کننده خواهد بود.

حجری: در بحث گیربکس‌های CVT برای اینکه بتوانیم آزمایش‌های میدانی داشته باشیم آن را روی بعضی خودروها امتحان می‌کنیم و امیدواریم بر اساس زمان‌بندی پیش‌بینی شده بتوانیم پروژه را پیش برده و به نتیجه مطلوب دست یابیم/صبحانه