چرا گیربکس‌های جدید ۸، ۹ و ۱۰ دنده دارند؟ تأثیر تعداد دنده بر شتاب و مصرف سوخت

گیربکس‌های ۸، ۹ و ۱۰ سرعته با هدف کاهش مصرف سوخت، بهبود شتاب و افزایش راندمان موتور توسعه یافته‌اند؛ اما آیا دنده‌های بیشتر همیشه به معنای عملکرد بهتر خودروست؟

به گزارش پایگاه خبری اسب بخار، افزایش تعداد دنده‌ها در خودروهای جدید فقط به معنای شتاب بیشتر نیست؛ خودروسازان با استفاده از گیربکس‌های ۸، ۹ و ۱۰ سرعته تلاش می‌کنند مصرف سوخت را کاهش دهند، راندمان موتور را بالا ببرند و تعادل بهتری میان شتاب‌گیری و رانندگی در سرعت‌های بالا ایجاد کنند. بااین‌حال، افزایش تعداد دنده‌ها همیشه به معنای عملکرد بهتر نیست و مزایای آن به طراحی گیربکس، نوع موتور و شرایط رانندگی بستگی دارد.

دنده‌های بیشتر؛ موتور در دور مناسب‌تر

موتور خودرو در تمام دورهای کاری خود بازده یکسانی ندارد. معمولاً محدوده مشخصی از دور موتور وجود دارد که در آن، موتور می‌تواند با مصرف سوخت مناسب، توان و گشتاور موردنیاز را تولید کند. وظیفه گیربکس این است که نیروی موتور را متناسب با سرعت خودرو و شرایط حرکت به چرخ‌ها منتقل کند.

در گیربکس‌های قدیمی‌تر با چهار یا پنج دنده، فاصله میان ضرایب دنده بیشتر بود. در نتیجه، هنگام تعویض دنده ممکن بود دور موتور به‌طور محسوسی افت یا افزایش پیدا کند. اضافه‌شدن دنده‌ها این امکان را فراهم می‌کند که فاصله میان ضرایب کمتر شود و موتور در شرایط مختلف، بیشتر در محدوده کاری مناسب خود باقی بماند.

به بیان ساده، گیربکس با دنده‌های بیشتر می‌تواند هم نیروی لازم برای شروع حرکت و شتاب‌گیری را تأمین کند و هم در سرعت‌های بالا، دور موتور را کاهش دهد.

کاهش مصرف سوخت در بزرگراه

یکی از مهم‌ترین دلایل توسعه گیربکس‌های ۸، ۹ و ۱۰ سرعته، کاهش دور موتور هنگام رانندگی با سرعت ثابت است. برای مثال، خودرویی را تصور کنید که با سرعت ۱۲۰ کیلومتر بر ساعت در بزرگراه حرکت می‌کند. اگر دنده نهایی آن ضریب نسبتاً بالایی داشته باشد، موتور برای حفظ این سرعت باید با دور بیشتری بچرخد. اما گیربکس با دنده‌های بیشتر می‌تواند از ضریب دنده‌ای بلندتر استفاده کند و دور موتور را پایین بیاورد.

کاهش دور موتور در شرایط مناسب می‌تواند اصطکاک داخلی موتور و مصرف سوخت را کاهش دهد. البته میزان صرفه‌جویی به عواملی مانند وزن خودرو، آیرودینامیک، نوع موتور، ضرایب دنده و نحوه رانندگی بستگی دارد.

به همین دلیل، گیربکس ۱۰ سرعته الزاماً در تمام شرایط کم‌مصرف‌تر از گیربکس ۶ سرعته نیست؛ مزیت اصلی زمانی آشکار می‌شود که ضرایب دنده و منطق تعویض آن‌ها به‌درستی طراحی شده باشند.

شتاب بهتر، بدون بزرگ‌تر کردن موتور

دنده‌های بیشتر می‌توانند به بهبود شتاب‌گیری نیز کمک کنند. هنگام شروع حرکت، خودرو به نیروی کششی زیادی نیاز دارد؛ اما با افزایش سرعت، نسبت انتقال مناسب تغییر می‌کند.

وجود دنده‌های بیشتر به گیربکس اجازه می‌دهد هنگام شتاب‌گیری، موتور را در محدوده مناسب‌تری از دور و توان نگه دارد. در نتیجه، افت دور موتور پس از تعویض دنده می‌تواند کمتر شود و خودرو سریع‌تر به دنده مناسب بعدی برسد.

این ویژگی به‌ویژه در خودروهای مجهز به موتورهای توربوشارژ اهمیت دارد؛ زیرا این موتورها معمولاً در محدوده مشخصی از دور موتور، گشتاور بالایی تولید می‌کنند و انتخاب نسبت دنده مناسب می‌تواند استفاده مؤثرتری از توان آن‌ها فراهم کند.

البته شتاب نهایی فقط به تعداد دنده‌ها وابسته نیست. توان موتور، وزن خودرو، ضرایب انتقال، چسبندگی لاستیک‌ها و سرعت تعویض دنده نیز در این عملکرد نقش دارند.

چرا خودروسازان به ۱۰ دنده رسیده‌اند؟

افزایش تعداد دنده‌ها نتیجه تلاش برای بهبود هم‌زمان چند ویژگی است: مصرف سوخت کمتر، شتاب‌گیری مناسب و رانندگی آرام‌تر در سرعت‌های بالا.

برای نمونه، گیربکس ۱۰ سرعته می‌تواند در شرایط مختلف، نسبت انتقال مناسب‌تری نسبت به یک گیربکس با دنده‌های کمتر انتخاب کند. این مزیت به‌ویژه در خودروهای سنگین‌تر، وانت‌ها و شاسی‌بلندها اهمیت دارد؛ خودروهایی که باید هم توان کشش مناسبی داشته باشند و هم در بزرگراه با دور موتور پایین حرکت کنند.

بااین‌حال، اضافه‌کردن دنده به‌تنهایی کافی نیست. اگر ضرایب دنده به‌درستی انتخاب نشده باشند یا نرم‌افزار کنترل گیربکس نتواند شرایط رانندگی را به‌خوبی تشخیص دهد، نتیجه ممکن است تعویض دنده‌های مکرر و کاهش آسایش راننده باشد.

دنده‌های بیشتر چه هزینه‌ای دارند؟

گیربکس‌های چندسرعته معمولاً از مجموعه‌ای پیچیده‌تر از چرخ‌دنده‌ها، کلاچ‌ها، مدارهای هیدرولیکی و سامانه‌های کنترلی استفاده می‌کنند. طراحی و ساخت چنین مجموعه‌ای می‌تواند هزینه تولید و تعمیر را افزایش دهد.

البته تعداد بیشتر نسبت‌های دنده به این معنا نیست که تمام گیربکس‌های ۸، ۹ یا ۱۰ سرعته الزاماً از گیربکس‌های قدیمی‌تر کم‌دوام‌تر هستند. دوام واقعی به کیفیت طراحی، مواد به‌کاررفته، مدیریت حرارت، روغن مناسب و نحوه نگهداری بستگی دارد.

اگر گیربکس برای شرایط رانندگی به‌درستی کالیبره نشده باشد، ممکن است راننده با تعویض‌های پی‌درپی، مکث هنگام شتاب‌گیری یا ضربه در تغییر دنده مواجه شود. بنابراین، کیفیت عملکرد گیربکس فقط با شمردن تعداد دنده‌ها مشخص نمی‌شود.

آیا گیربکس ۱۰ سرعته همیشه بهتر است؟

تعداد دنده بیشتر زمانی مزیت محسوب می‌شود که موتور، ضرایب انتقال و سامانه کنترل گیربکس هماهنگ طراحی شده باشند. در رانندگی شهری، توقف‌های مکرر و سرعت‌های پایین ممکن است تمام ظرفیت دنده‌های بیشتر را در اختیار راننده قرار ندهند. در برخی خودروها، یک گیربکس ۶ یا ۸ سرعته با طراحی مناسب می‌تواند عملکردی نرم، کم‌مصرف و قابل‌اعتماد داشته باشد؛ حتی اگر تعداد دنده‌های آن کمتر باشد.

در مقابل، خودروهایی که در سرعت‌های متنوع حرکت می‌کنند، بارهای سنگین می‌کشند یا باید میان شتاب‌گیری و مصرف سوخت تعادل برقرار کنند، ممکن است از گیربکس‌های ۹ و ۱۰ سرعته سود بیشتری ببرند.

رقابت بر سر تعداد دنده‌ها به پایان رسیده است؟

صنعت خودرو به سمت افزایش تعداد دنده‌ها حرکت کرده، اما این روند الزاماً به معنای آن نیست که خودروسازان باید همواره یک دنده دیگر به گیربکس اضافه کنند. با گسترش خودروهای هیبریدی و برقی، اهمیت تعداد دنده‌ها نیز تغییر کرده است.

بسیاری از خودروهای برقی به دلیل ویژگی‌های موتور الکتریکی و دسترسی به گشتاور در محدوده وسیعی از سرعت، به گیربکس چندسرعته متداول نیاز ندارند و از انتقال قدرت تک‌سرعته استفاده می‌کنند. در خودروهای هیبریدی نیز معماری سیستم انتقال قدرت می‌تواند با گیربکس‌های متعارف متفاوت باشد.

گیربکس‌های ۸، ۹ و ۱۰ سرعته برای پاسخ به یک نیاز مشخص توسعه یافته‌اند: استفاده مؤثرتر از توان موتور در شرایط مختلف رانندگی. اما معیار اصلی انتخاب یک گیربکس خوب، تعداد دنده‌ها نیست؛ بلکه ترکیب مصرف سوخت، کیفیت تعویض دنده، دوام، هزینه نگهداری و هماهنگی آن با موتور و وزن خودرو است.