سيستم e-CVT تويوتا؛ جديدترين فناوري جعبه‌دنده‌هاي ضريب متغير
شايد شما هم تاكنون از مالكان خودروهاي داراي جعبه‌دنده‌ي CVT شنيده باشيد كه چقدر اين جعبه‌دنده‌ها آزاردهنده هستند. يكنواختي صداي موتور و بي‌روح بودن جعبه‌دنده‌ي CVT براي برخي غيرقابل تحمل است؛ اما هنگامي‌كه نگاهي به مزيت‌هاي اين نوع جعبه‌دنده‌ها مي‌اندازيم، متوجه مي‌شويم CVT آن‌قدر‌ها هم كه گفته مي‌شود بد نيست. شركت تويوتا در آخرين نمونه‌هاي ساخته‌شده از خودرو كرولا، جعبه‌دنده‌اي با نام e-CVT نصب كرده كه از انديشه متخصصين مكانيكي ساده، ولي از انديشه متخصصين برقي بسيار پيچيده است.
درواقع تويوتا از زمان معرفي پريوس در دهه ۹۰ ميلادي، ايده استفاده از اين سيستم انتقال قدرت را در سر داشت. اين سيستم در ابتدا سيستم تويوتا هايبريد نام داشت و سپس نام آن به سيستم سينرژي حركت هيبريد تغيير كرد. سيستم يادشده در خودروهاي لكسوس هم استفاده شد و حتي به ساير خودروسازان نيز فروخته شد.
برخي از رانندگان از يكنواختي دور موتور و سرو‌صداي زياد جعبه‌دنده‌هاي CVT شاكي هستند. يكي ديگر از موضوعاتي كه ممكن است براي برخي از رانندگان خودروهاي CVT آزاردهنده باشد، كاهش دور موتور تا ۱۲۰۰ دوربر‌دقيقه، به‌منظور صرفه‌جويي در مصرف سوخت است. اولين نمونه از جعبه‌دنده CVT توسط شركت معروف DAF در سال ۱۹۵۸ با نام Variomatic معرفي شد.
به‌جاي استفاده از تعداد زيادي چرخ‌دنده، در اين جعبه‌دنده از دو پولي با قطر متغير استفاده شده بود كه به‌وسيله‌ي يك تسمه به‌يكديگر متصل شده بودند. براي رسيدن به كمترين ضريب (همانند دنده يك در جعبه‌دنده‌ي معمولي)، پولي محرك به‌وسيله قدرت موتور در كمترين قطر و پولي دوم در بيشترين قطر خود قرار مي‌گيرد. هرچه سرعت خودرو بيشتر مي‌شود، پولي محرك توسط پيشرانه، بزرگتر و پولي دومي كوچكتر مي‌شود تا ضريب دنده افزايش يابد. در اولين نمونه‌هاي جعبه‌دنده‌ي CVT، به‌جاي استفاده از كامپيوتر، وظيفه كنترل ميزان سرعت‌گيري در اتوبان‌ها و سربالايي‌ها به‌عهده‌ي سيستم وكيومي بود.
اين طراحي در سال‌هاي گذشته توسط بسياري از خودروسازان مشهور همانند آئودي، فورد و فيات استفاده شده است. با اين وجود، تمامي جعبه‌دنده‌هاي CVT مانند يكديگر نيستند. جديدترين جعبه‌دنده معرفي‌شده توسط تويوتا شباهتي به جعبه‌دنده وريوماتيك اوليه ندارد و ديگر تسمه‌اي در آن ديده نمي‌شود. در اين جعبه‌دنده به‌جاي تسمه، از دو موتور الكتريكي استفاده شده كه به مجموعه سياره‌اي چرخ‌دنده‌ها متصل است. تمام پوسته جعبه‌دنده هم از يك طرف به پيشرانه متصل است و از طرفي ديگر انتقال قدرت به چرخ‌ها را انجام مي‌دهد.
مجموعه چرخ‌دنده‌هاي سياره‌اي در تمامي جعبه‌دنده‌هاي اتوماتيك هم موجود هستند. اين مجموعه از يك چرخ‌دنده خورشيدي (Sun)، دنده‌هاي درگير با دنده خورشيدي (Planet) و چرخ‌دنده رينگ تشكيل شده است كه با يكديگر حركت دوراني دارند. در جعبه‌دنده هوشمند تويوتا قطعات كمي وجود دارند؛ اما عمل انتقال قدرت به طور متفاوتي نسبت به ساير جعبه‌دنده‌ها انجام مي‌گيرد و با استفاده از سيستم ميني سولار، موتورهاي الكتريكي اختيار عمل را در دست مي‌گيرند. موتور برقي MG1 مي‌تواند خودرو را روشن كند و در حالات ديگر به‌عنوان يك ژنراتور، وظيفه شارژ سيستم هيبريد را بر‌عهده دارند.
موتور برقي MG2 به‌تنهاي مي‌تواند نقش يك موتور محرك را ايفا كند و در ساير موارد به‌عنوان ژنراتور سيستم بازيابي قدرت به‌وسيله ترمزگيري استفاده مي‌شود. علاوه‌براين، موتور برقي MG1 ميزان گشتاور اندكي به مجموعه چرخ‌دنده‌ها وارد مي‌كند تا تعادل قدرتي ميان پيشرانه و MG2 را كنترل كند. در جعبه‌دنده e-CVT تويوتا حالتي وجود دارد كه انتقال قدرت ميان پيشرانه و جعبه‌دنده حذف مي‌شود و تنها از قدرت موتورهاي برقي استفاده مي‌شود.
يكي از ويژگي‌هاي مثبت اين جعبه‌دنده كوچك‌بودن و سبك‌بودن آن است. بنابراين تمام جعبه‌دنده‌هاي CVT مانند هم نيستند و آزاردهنده بودن برخي از اين جعبه‌دنده‌ها دليلي بر با‌كيفيت بودن جعبه‌دنده‌هاي ديگر نيست. به‌اين‌ترتيب، بي‌دليل نيست كه ايده جعبه‌دنده‌هاي e-CVT تويوتا از ۲۰ سال پيش تاكنون در اين حد موفق بوده‌اند. نسخه كنترل برقي از جعبه‌دنده CVT بوش هم از انديشه متخصصين مكانيكي ساختار ساده‌اي دارد. با وجود اينكه جعبه‌دنده‌هاي CVT توسط برخي مورد تمسخر قرار مي‌گيرند؛ اما يان دي روي، راننده آلماني مسابقات رالي كراس با خودرو DAF 55 و 555 خود موفق به كسب مقام‌هاي متعدد در دهه ۷۰ ميلادي شد. شركت DAF از مسابقات اتومبيلراني به اين دليل كنار گذاشته شد كه جعبه‌دنده‌هاي CVT خودروهاي اين شركت، سرعت خارق‌العاده‌اي را ارائه مي‌دادند.
هم انديشي ها