سیستم هماهنگی خودکار دور موتور خودروها چگونه کار می‌کند؟

در این مقاله آموزشی به بررسی طرز کار سیستم هماهنگی خودکار دور موتور خودروها خواهیم پرداخت.

به مدت چندین دهه طرفداران خودروهای گیربکس دستی مهارت جدیدی در هماهنگی دور موتور را طی زمان معکوس دادن دنده‌ها آموخته‌اند. در این روش از پدال گاز برای هماهنگ کردن سرعت بین پیشرانه و گیربکس در زمان معکوس دنده‌ها استفاده می‌شود؛ اما در سال ۲۰۰۹ نیسان یک تکنولوژی جدید برای خودکارسازی این فرایند را معرفی کرد. هم‌اکنون تکنولوژی هماهنگی دور موتور تقریباً در تمامی خودروهای گیربکس دستی عرضه شده در بازار آمریکا وجود دارد.

برای اینکه بفهمیم تکنولوژی موردبحث چگونه کار می‌کند ابتدا به اصول اولیه گیربکس دستی خواهیم پرداخت. زمانی که خودرو در دنده قرار داشته و حرکت می‌کند، شفت ورودی پیشرانه و گیربکس با یک سرعت مشابه می‌چرخد و همه‌چیز در وضعیت نرمال قرار دارد. با فشردن پدال کلاچ ارتباط پیشرانه و گیربکس قطع شده و هر دو در سرعت‌های مختلفی به چرخش ادامه می‌دهند. در زمان سبک کردن دنده و زمانی که راننده پدال کلاچ را رها می‌کند، پیشرانه و گیربکس مجدداً با یکدیگر ارتباط پیدا کرده و سرعت پیشرانه کم می‌شود تا با سرعت گیربکس هماهنگ شود. باید دانست سرعت پیشرانه طبیعتاً بین تعویض دنده‌ها افت می‌کند چراکه راننده پا را از روی پدال گاز برمی‌دارد و این فرایند سریع و نرم رخ می‌دهد.

اما معکوس دادن فرق می‌کند. با درگیر کردن دنده ‌سنگین‌تر در سرعت بالا، سرعت شفت یا دیسک صفحه بیشتر می‌شود. زمانی که راننده پدال کلاچ را رها می‌کند سرعت پیشرانه باید بیشتر شود تا با سرعت بالاتر گیربکس هماهنگ گردد. اگر سرعت این دو قطعه با درگیر شدن کلاچ هماهنگ نباشد احتمال وارد شدن شوک به قوای محرکه و آسیب دیدن خودرو وجود خواهد داشت. قطعاً چنین تجربه‌ای لذت‌بخش نیست و می‌تواند توازن خودرو به ویژه در لحظات مهم رانندگی همچون ترمز گرفتن و عبور از پیچ‌ها را به هم بزند. اندکی اشاره به پدال گاز در زمان فشردن پدال کلاچ باعث هماهنگی سرعت پیشرانه و گیربکس خواهد شد و فرایند معکوس دادن نرم‌تر می‌شود. زمانی که این فرایند را چندین بار تمرین کنید قطعاً آن را راحت خواهید یافت؛ اما اندکی گاز دادن در زمان ترمز گرفتن داستان کاملاً متفاوتی دارد زیرا همه ما دو پا داریم اما برخی رانندگان از تکنیک پاشنه پنجه استفاده می‌کنند که در آن بخشی از پای راست پدال گاز را فشار داده و بخشی از همان پا نیز پدال ترمز را می‌فشارد. معمولاً رانندگان از بخش داخلی پای راست برای ترمز گرفتن و بخش خارجی همان پا برای فشار دادن پدال گاز استفاده می‌کنند.

البته چنین تکنیکی آسان نیست چراکه گهی اوقات فاصله دو پدال از یکدیگر بیشتر است و به راحتی نمی‌توان با یک پا آن‌ها را کنترل کرد. همچنین زمانی که در ترافیک گیر کرده یا در جاده‌های پیچ‌درپیچ رانندگی می‌کنید انجام چنین کاری راحت نخواهد بود. خودکاری سازی این فرایند باعث رفاه حال راننده شده و درعین‌حال مزیت‌های معکوس دادن لذت‌بخش را نصیب او می‌کند. اگرچه نیسان اولین شرکتی است که این سیستم را روی خودروی جاده‌ای 370Z ارائه کرد اما سال‌ها قبل‌تر شاهد به‌کارگیری آن در خودروهای مسابقه‌ای بوده‌ایم. فراری اولین بار از گیربکس سکونشئال نیمه‌خودکار در خودروی فرمول یک سال ۱۹۸۹ استفاده کرد. این گیربکس در واقع نمونه‌ای دستی با تعویض دنده‌های خودکار بود؛ اما در سال ۱۹۹۲ تکنولوژی گاز با سیم وارد فرمول یک شد و امکان اشاره کوتاه به پدال گاز برای معکوس‌ها میسر گردید. البته در خودروهای گیربکس سکونشئال همچون فراری رانندگان همچنان مجبور بودن برای معکوس دادن این فرایند را انجام دهند. در برخی گیربکس‌های سکونشئال راننده باید همانند گیربکس‌های دستی سنتی از پدال کلاچ استفاده کند.

برخی کارشناسان متعجب بودند که چرا تکنولوژی هماهنگی خودکار دور موتور خودروها این‌قدر دیر عرضه شده است هرچند اندکی پس از نیسان سایر برندها نیز تکنولوژی خود را معرفی کردند. سیستم جنرال موتورز روی کوروت C7 نصب شد و هم‌اکنون خودروهای CT4-V بلک وینگ و CT5-V بلک وینگ از آن استفاده می‌کنند. شان هافمن مدیر تنظیم کنترل کلاچ جنرال موتورز می‌گوید سیستم این خودروساز از سنسور موقعیت میل‌لنگ، سنسور موقعیت دنده، سنسور موقعیت کلاچ و سنسور سرعت شفت خروجی استفاده می‌کند. ECU این اطلاعات را دریافت کرده و سرعت پیشرانه را محاسبه می‌کند و سپس میزان باز شدن دریچه گاز را تخمین می‌زند. هافمن می‌گوید:

ما همیشه در حال محاسبه میزان دقیق دور موتور هستیم و این میزان بر اساس سرعت خروجی گیربکس و دنده انتخابی تعیین می‌شود. ما می‌دانیم که نسبت دنده چیست. در واقع چند برابر کردن دو دنده باعث می‌شود شما سرعت هدف پیشرانه را پیدا کنید و بنابراین محاسبات دقیقی انجام خواهد شد. البته علیرغم تمامی دقتی که وجود دارد سیستم نمی‌تواند کار را بی‌نقص و عالی انجام دهد.

مدیر جنرال موتورز می‌گوید اختلاف ۵۰ تا ۱۰۰ واحدی در دور موتور پذیرفتنی است و راننده احتمالاً آن را متوجه نخواهد شد. همچنین باید دانست محدوده دور موتور هدف همواره در حال تغییر است. هافمن خاطرنشان می‌سازد:

واضح است که وقتی دنده را تعویض می‌کنید کلاچ را فشار داده و احتمالاً سرعت خودرو کمی کاهش می‌یابد. شاید هم شما در حال ترمز گرفتن باشید. به همین خاطر با تغییر سرعت خودرو سرعت خروجی گیربکس هم تغییر می‌کند و شما همیشه در حال محاسبه دور موتور هدف جدید هستید.

اگرچه پدال و دریچه گاز بخش اصلی تعیین سرعت پیشرانه است اما ECU فرایند سوخت‌رسانی و جرقه‌زنی را نیز کنترل می‌کند. هافمن می‌گوید گاهی اوقات سیستم هماهنگی خودکار دور موتور شاید ارسال سوخت را در زمان رسیدن به سرعت هدف قطع کند. سیستم هماهنگی خودکار دور موتور مدل‌های بلک وینگ در زمان سبک شدن دنده‌ها نیز کار می‌کند تا فرایند تعویض دنده نرم‌تر شده و عمر کلاچ نیز افزایش یابد. معمولاً در زمان سبک کردن دنده و استفاده از این سیستم، پیشرانه ارسال سوخت را به محض فشردن کلاچ قطع خواهد کرد تا مصرف سوخت و آلایندگی کمتر شود.

این تکنولوژی هرگز سرعت چرخ را بررسی نمی‌کند و اگر سایز لاستیک‌های عقب را تغییر دهید سیستم هماهنگی خودکار دور موتور همچنان کار خواهد کرد. اگرچه احتمال رخ دادن چنین اتفاقی کم است اما اگر فردی از فلایویل سبک‌تر یا سنگین‌تر استفاده کند سرعت پیشرانه کم یا زیاد خواهد شد و این موضوع روی عملکرد سیستم تأثیر خواهد گذاشت. آنچه در گیربکس‌های دستی مجهز به تکنولوژی موردبحث رخ می‌دهد خیلی با سیستم هماهنگی دور موتور گیربکس‌های اتوماتیک فرق ندارد اما هافمن می‌گوید گیربکس‌های اتوماتیک دارای ECU خود هستند که فرایند کلی را ساده‌تر می‌سازد.