مبدل گشتاور چگونه بازار خودروهای اتوماتیک جهان را تغییر داد؟

در سال‌های اخیر گیربکس های مختلفی در وسایل نقلیه استفاده شده اند اما موفق ترین آنها بدون شک گیربکس های مجهز به مبدل گشتاور (Torque Converter) موسوم به چرخدنده خورشیدی هستند. گیربکس های جدیدی همچون DCT (دو کلاچه) و حتی CVT (تغییر مداوم انتقال قدرت) جایگاه گیربکس مبدل گشتاوری را تهدید کرده اند با این وجود همچنان این دست از گیربکس‌ها انتخاب اول خودروسازان و مردم به شمار می‌روند٬‌ چرا که تجربه رانندگی با این مدل گیربکس‌ها در سال‌های اخیر به نحو چشمگیری بهبود یافته‌است و عمده این تغییر نیز به پیشرفت تکنولوژی مبدل‌های گشتاور مربوط می‌شود.

انگلیسی‌ها گیربکس‌های اتوماتیک کلاسیک را "ُslush boxes" به معنی گیربکس های خشن نام گذاری کرده‌اند زیرا در زمان معرفی اولیه این گیربکس‌ها راننده لذت گیربکس‌های دستی را تجربه نمی‌کرد.

مبدل‌های گشتاور در نقش کلاچ گیربکس‌های دنده دستی استفاده می‌شود که وظیفه اتصال موتور و گیربکس را به یکدیگر دارد. شکل آنها همانند یک حلزون بزرگ و یا دونات است که در داخل این پوسته سه قطعه اصلی بعلاوه روغن انتقال قدرت خودکار وجود دارد.

در سمت اتصال مبدل گشتاور به موتور پروانه (impeller) قرار دارد و در طرف گیربکس نیز توربین قرار گرفته‌است. هر دو شامل تیغه هستند و ظاهری مشابه با پره موتورهای جت دارند.

پروانه روغن را پس از دور گرفتن موتور به کمک نیروی گریز از مرکز به چرخش در می‌آورد که در نتیجه توربین را مجبور به چرخش می‌کند و توربین نیز گیربکس را به حرکت وا می‌دارد.

روغن به طور مداوم پس از طی کردن سیکل مشخصی به مرکز پروانه باز می‌گردد و دوباره شروع به چرخش می‌کند.

گرچه این تمام قضیه نیست و قطعه سوم و مهمی به نام استاتور نیز وجود دارد که در بین پروانه و توربین به صورت ثابت قرار گرفته‌است. استاتور با منحرف کردن مسیر روغن در حین بازگشت به مرکز پروانه حرکت آن را کند می‌کند و به همین دلیل گشتاور انتقالی بین موتور و گیربکس را چندین برابر می‌کند.

به همین دلیل زمانی که خودرو شروع به شتاب گیری می‌کند احساس خوبی به شما دست می‌دهد. در زمان حرکت با سرعت ثابت در بزرگراه و اتوبان از آنجا که توربین نمی‌تواند به اندازه پروانه دور بخورد باعث افزایش مصرف سوخت و در نتیجه تولید گازهای گلخانه ای بیشتر می‌شود. به همین دلیل مهندسین قفل کن را به مبدل گشتاور اضافه می‌کنند تا با قفل کردن پروانه و توربین به صورت مکانیکی با دور ثابتی به چرخش در بیایند.

در حالی که ترتیب چینش چرخ دنده‌ها در گیربکس های DCT (دو کلاچه) شبیه به دنده دستی‌ها است. گیربکس‌های اتوماتیک سنتی طراحی کاملا متفاوتی دارند.

به جای قرارگیری چرخدنده ها بر روی دو شفت ورودی و خروجی، از چرخدنده‌های خورشید و سیاره ای که پشت به پشت یکدیگر قرار گرفته‌اند استفاده می‌شود  و با استفاده از کلاچ‌های داخلی می‌توان مسیر گشتاور را تعیین کرد. هر یک از مجموع چرخدنده‌ها(خورشیدی و سیاره ای) نسبت دنده متفاوتی دارند. با افزودن مجموع چرخدنده می توان نسبت دنده‌های بیشتری نیز ایجاد کرد.

بنابراین سه مجموع چرخدنده می‌تواند شش دنده رو به جلو به ما بدهد که آن را گیربکس 6 دنده ای اتوماتیک می‌خوانیم.

در نهایت گیربکس مجهز به مبدل گشتاور باهوش هستند و گرچه در طی سالیان گذشته عملکرد آنها بهبود بسیار زیادی پیدا کرده‌است با این وجود همیشه فضا برای بهبود وجود دارد. مبدل‌های گشتاور به خودی خود در متن اصلی امروز صنعت خودروسازی قرار ندارند اما یکی از قطعات مهم و شگفت انگیزی هستند که آینده تمامی وسایل نقلیه را تغییر دادند و همچنان به انتخاب اول در خودروهای لوکس با راحتی بیشتر به شمار می‌روند.

پیش از این در مطلبی به نقش مبدل گشتاور دیفرانسیل در خودروهای بنزینی و برقی پرداخته بودیم که می‌توانید این مطلب را مطالعه کنید.