بیشتر افراد با دو نوع گیربکس مرسوم خودروها آشنایی دارند؛ گیربکس دستی و اتوماتیک. همانطور که از نام آن‌ها مشخص است، در نوع دستی راننده با فشردن پدال کلاچ و استفاده از دسته‌دنده‌ی موجود در کنسول مرکزی کابین خودرو، به‌صورت دستی تعویض دنده می‌کند. در نوع اتوماتیک یا خودکار، پدال کلاچ وجود ندارد و راننده فقط با گاز و ترمز سر و کار دارد. مبدل گشتاور و کلاچ به‌دور از چشم راننده انجام وظیفه می‌کنند تا سواری راحت نصیب سرنشینان شود. گیربکس‌های اتوماتیک خود به چند دسته‌ی دیگر با فناوری‌های مختلف تقسیم می‌شوند.

اما در میانه‌ی گیربکس‌های دستی و اتوماتیک، نوع دیگری موسوم به نیمه‌اتوماتیک نیز وجود دارد. گیربکس‌های دوکلاچه یا دوال کلاچ (Dual Clutch، Double Clutch یا Twin-Clutch) که به‌صورت اختصار DCT گفته می‌شوند، عملکرد ترکیبی از نوع دستی و اتوماتیک دارند. البته برخلاف دو گیربکس دیگر که عملکرد آن‌ها از نام‌گذاری مشخص بود، گیربکس دوکلاچه به‌معنی وجود دو کلاچ پدال زیر پای راننده نیست. در اولین قسمت از برنامه‌ی زوم‌گپ، شما کاربران عزیز زومیت در مورد گیربکس دوکلاچه سؤال پرسیده بودید؛ به‌بهانه‌ی همین سؤال در این مقاله به معرفی این نوع گیربکس و ویژگی‌های آن می‌پردازیم.

گیربکس دوکلاچه چیست؟

جعبه‌دنده‌ی دو کلاچه که از این به‌بعد در قالب DCT به آن اشاره می‌کنیم، در اصل یک نوع گیربکس اتوماتیک است که از دو کلاچ مختلف استفاده می‌کند و دربین علاقه‌مندان دنیای خودرو به گیربکس نیمه اتوماتیک، دستی بدون کلاچ و دستی خودکار هم معروف است. هر کلاچ در این سیستم به دنده‌های زوج و فرد متصل شده است؛ به‌همین خاطر می‌توان عملکرد آن را در قالب طرحی متفاوت از ترکیب دو گیربکس دستی هم تعریف کرد. در بیشتر این نوع گیربکس‌ها امکان تعویض دنده‌ی دستی بدون کلاچ هم وجود دارد که به‌همین خاطر گاهی به‌آن نیمه اتوماتیک هم گفته می‌شود. گیربکس DCT توسط مهندسی فرانسوی، ادولف گکرس قبل از جنگ جهانی دوم اختراع شد ولی هیچوقت نمونه‌ی کامل اختراعی آن در خودرو استفاده نشد. اولین نمونه‌ی کامل توسط هری وبستر، مهندس بریتانیایی در شرکت اتوموتیو پروداکتس (Automotive Products) روی مدل‌هایی چون نسل اول فورد فیستا، فورد رنجر و پژو 205 در اوایل دهه‌ی ۱۹۸۰، سوار شد. پس از این مهندسان پورشه و آئودی نمونه‌های مخصوص به خود را در خودروهای مسابقه‌ای استفاده کردند. گیربکس دوکلاچه‌ی پورشه موسوم به PDK در مدل‌های 956 و 962C نصب شده بود. پس از این فولکس‌واگن با نسل چهارم هاچ‌بک گلف نسخه‌ی R32 اولین خودروی جاده‌ای مجهز به گیربکس DCT را عرضه کرد. تا به‌امروز، فولکس واگن و فورد بزرگ‌ترین خودروسازانی بوده‌اند که از گیربکس DCT در محصولات خود استفاده کرده‌اند.

گیربکس دوکلاچه چگونه کار می‌کند؟

برای توضیح عملکرد گیربکس DCT اول باید به گیربکس دستی نگاهی بیاندازیم. در جعبه‌دنده‌های دستی راننده برای تعویض به دنده‌ی بالاتر، پایین‌تر یا عقب ابتدا باید پدال کلاچ را فشار دهد. با این‌کار، ارتباط بین پیشرانه و گیربکس و درواقع جریان قدرت قطع می‌شود. پس از فشردن پدال کلاچ، با استفاده از دسته‌دنده، تعویض دنده انجام می‌شود؛ در این زمان یک طوقه‌ی دندانه‌دار از یک چرخ‌دنده به‌سمت چرخ‌دنده‌ای با ابعاد متفاوت حرکت می‌کند. اجزایی موسوم به سینکرونایزرها (Synchronizer) قبل از ساییده شدن چرخ‌دنده‌ها به‌هم، آن‌ها را به‌صورت هماهنگ درگیر می‌کنند. پس اتصال طوقه با چرخ‌دنده‌ی جدید که با حرکت دادن دسته‌دنده اتفاق می‌افتد، پدال کلاچ رها می‌شود تا دوباره ارتباط بین پیشرانه و گیربکس برقرار و انتقال قدرت به چرخ‌ها انجام شود. همانطور که مشخص است، در گیربکس‌های سنتی دستی، جریان انتقال قدرت دائمی نیست و به‌صورت فعال،غیرفعال و فعال انجام می‌گیرد. این فرآیند باعث پدیده‌ای موسوم به اختلال گشتاور و  تکان محسوس خودرو در هنگام تعویض دنده‌ می‌شود.

در گیربکس‌های DCT، دوکلاچ موجود در سیستم توسط ابزار الکترونیکی و هیدرولیکی و بدون دخالت راننده کار می‌کنند. در این حالت DCT یک گیربکس خودکار است اما برخلاف نوه مرسوم اتوماتیک، کلاچ‌های آن مستقل هستند. برای مثال در یک خودروی مجهز به جعبه‌دنده‌ی ۶ سرعته‌ی DCT، یک کلاچ با دنده‌های ۲،۴ و ۶ و کلاچ دیگر با دنده‌های اول، سوم، پنجم و عقب درگیر است. این طرح باعث می‌شود که خبری از اختلال ارتباط بین پیشرانه و گیربکس نباشد. برخلاف گیربکس‌های دستی که تمام دنده‌ها در یک شقت یا لنگ قرار گرفته‌اند، در DCT دنده‌های زوج و فرد روی دو شفت با طرح هم‌مرکز جاخوش کرده‌اند. کلاچ بزرگ‌تربا دنده‌های زوج و کلاچ کوچک‌تر با دنده‌های فرد در ارتباط است؛ به‌همین دلیل است که اختلالی در انتقال قدرت انجام نمی‌شود و تعویض دنده در سرعت بالا صورت می‌پذیرد. تفاوت دیگر DCT با گیربکس‌ها اتوماتیک، نبود مبدل گشتاور در آن است. گیربکس‌های DCT از کلاچ‌های چندصفحه‌ای خیس یا دو کلاچ یک صفحه‌ای خشک استفاده می‌کنند. در نوع خیس، سیال موجود از ایجاد حرارت و اصطکاک زیاد جلوگیری می‌کند. در این طرح گیربکس توانایی مدیریت گشتاورهای بالاتر از ۳۵۰ نیوتن‌متر را دارد. از طرفی در نوع خشک، نهایت گشتاور به ۲۵۰ نیوتن‌متر محدود است، اما مصرف سوخت بسیار بهینه‌تر خواهد بود. نوع خیس در خودروهای پرفورمنس و قدرتمند و نوع خشک در مدل‌های شهری و اقتصادی استفاده می‌شود.

ویژگی‌های مثبت و منفی گیربکس DCT

یکی از بهترین مزیت‌های گیربکس‌های DCT، تجربه‌ی رانندگی لذت‌بخش است. علاوه بر تعویص دنده‌ی سریع و اتوماتیک، امکان تغییر آن به‌حالت نیمه‌خودکار هم وجود دارد تا مانند بازی‌های ویدئویی با فشار پدال‌های پشت فرمان به‌راحتی دنده تعویض شود. میانگین تعویض دنده‌ حدود ۸ میلی‌ثانیه است که از هر نوع دیگر گیربکس سریع‌تر است. شتاب‌گیری با خودروهای مجهز به DCT بسیار لذت‌بخش و بدون تکان شدید است که سواری را برای تمام سرنشینان، راحت‌تر می‌کند. اما شاید جذاب‌ترین مزیت آن برای خریداران خودرو، مصرف سوخت بهینه‌تر باشد. به‌دلیل اینکه جریان انتقال قدرت در خودروهای مجهز به DCT مداوم است، مصرف سوخت به‌طور قابل‌توجهی کمتر شده است. درواقع یک گیربکس ۶ سرعته‌ی DCT در برابر نوع دستی ۵ سرعته، حدود ۱۰ درصد سوخت کمتری مصرف می‌کند. سرعت بالای تعویض‌دنده، امکان انتخاب بین حالت تمام خودکار و نیمه‌خودکار و مصرف سوخت بهتر از برتری‌های منحصربه‌فرد گیربکس‌های DCT است. نکته‌ی منفی DCT را می‌توان در قیمت بالاتر ساخت و تعمیر و پیچیدگی بیشتر خلاصه کرد. بسیاری از خودروسازان مانند فولس‌واگن، لامبورگینی، کیا، بی‌ام‌و، بی‌وای‌دی، چری، مرسدس‌بنز، فراری، آلفارومئو، کرایسلر، هوندا، جنرال موتورز، هیوندای، نیسان، میتسوبیشی، رنو و ... از این نوع گیربکس در محصولات متنوع خود استفاده می‌کنند.

به‌دلیل هزینه‌ی بالاتر DCT، بسیاری از خودروسازان به‌دنبال نوع ارزان‌تر گیربکس اتوماتیک هستند. معروف‌ترین آن‌ها را می‌توان گیربکس‌های متغیر پیوسته (Continuously Variable Transmission) یا CVT دانست. گیربکس‌های CVT مصرف سوخت بهینه و سواری راحت‌تر را ممکن می‌کنند اما توانایی مدیریت گشتاورهای بالا و ترمز موتور را ندارند؛ به‌همین دلیل است که بیشتر خودروهای خانوادگی، اقتصادی و شهری از این نوع گیربکس استفاده می‌کنند و مدل‌های آف‌رود، اسپرت و سوپراسپرت به نوع دیگری مجهز هستند.