به‌ندرت در دنیای خودرو به چیزی برمی‌خوریم که قبلاً به آن فکر نشده باشد؛ اما طراحی جعبه‌دنده چندسرعته این‌گیر (Ingear) متعلق به شرکت کانادایی این‌موتیو (Inmotive) چیزی سراسر نبوغ و نوآوری است. به گزارش اتوکار، پورشه و آئودی تنها دو خودروسازی هستند که خودروی الکتریکی با بیش از یک دنده (به ترتیب روی تایکان و E-Tron GT) ارائه می‌دهند و در اختیار داشتن بیش از یک دنده در خودروی برقی موضوعی است که واقعاً بحث‌برانگیز به نظر می‌رسد.

آنتونی وانگ، مهندس و دوچرخه‌سوار مشتاق، شروع به تعمق درباره‌ی مکانیزم تعویض دنده دوچرخه خود کرد و از خود پرسید اگر به‌جای جابه‌جا شدن زنجیر به آن روش پرسروصدا و دارای اصطکاک روی چرخ‌دنده‌ها، چاره‌ای اندیشیده شود که بتوان دنده‌های زیر زنجیر را حرکت داد، چه اتفاق می‌افتد؟ نتیجه این امر نمونه اولیه جعبه‌دنده‌ای برای خودروهای الکتریکی است که انتظار می‌رود با رسیدن به مرحله‌ی تولید، بتواند به اندازه مجموعه دنده مارپیچ تک‌سرعته کارایی داشته باشد.

این‌موتیو ادعا می‌کند با استفاده جعبه‌دنده این‌گیر، بین ۷ تا ۱۵ درصد در ظرفیت پیمایش و ۱۵ درصد در شتاب‌گیری خودروی الکتریکی بهبود ایجاد خواهد شد. هر دوی این مزیت‌ها همان دلایلی هستند که پورشه می‌گوید استفاده از جعبه‌دنده دوسرعته در تایکان باعث آن می‌شود و تنها معایبی که می‌توانیم به آن اضافه کنیم هزینه اضافه، وزن و پیچیدگی است.

به گزارش insideevs، جعبه‌دنده این‌گیر از نوع CVT نیست و به هیچ‌گونه کلاچ یا سیستم همگام‌سازی (سنکرونیزه) از جمله دنده‌برنجی و کلاچ مخروطی مورد استفاده در جعبه‌دنده‌های کنونی نیاز ندارد. همه این‌ها با زنجیر بی‌صدا و بسیار مقاوم Morse Hy-Vo بورگ‌وارنر جایگزین شده است که نه‌تنها بی‌صدا کار می‌کند بلکه توانایی کنترل گشتاور بالا دارد.

خودروهای برقی تک‌سرعته به‌طور معمول دارای چرخ‌دنده کاهنده سرعت مرحله اول و دوم و سپس دیفرانسیل مانند هر خودروی دیگری هستند که گشتاور را به چرخ‌ها منتقل می‌کند. سیستم این‌گیر جایگزین چرخ‌دنده کاهنده سرعت مرحله دوم می‌شود و دیفرانسیل را احاطه می‌‌کند؛ بنابراین فضای اضافی مورد نیاز نیست. زنجیر گشتاور را از چرخ‌دنده محرک به چرخ‌دنده متحرک منتقل می‌کند و جادوی این مکانیزم در چرخ‌دنده‌ متحرک رخ می‌دهد.

از چرخ‌دنده سوم به‌عنوان هرزگرد استفاده می‌شود؛ به‌طوری‌که زنجیر، شکل مثلثی را تشکیل می‌دهد. چرخ‌دنده متحرک دارای دو قسمت است؛ یکی چرخ‌دنده بزرگ‌تر با نسبت دنده پایین و در داخل آن چرخ‌دنده کوچک با نسبت دنده‌ بالا قرار می‌گیرد. چرخ‌دنده با نسبت دنده پایین به‌صورت قسمت‌های جمع‌شونده ساخته می‌شود که می‌توانند یک به یک و بدون تماس با مسیر زنجیر به اطراف حرکت کنند. با دور شدن هر قسمت، زنجیر به‌صورت یکپارچه و در کسری از ثانیه به چرخ‌دنده کوچک‌تر منتقل می‌شود و چرخ‌دنده با نسبت دنده بالا را درگیر می‌کند.

همان‌طور که گفتیم، هر دو چرخ‌دنده با نسبت بالا و پایین برای چند میلی‌ثانیه با زنجیر درگیر می‌شوند؛ بنابراین هیچ وقفه‌ای در انتقال گشتاور وجود ندارد و همانند جعبه‌دنده دوکلاچه (CVT) اما با مکانیزمی ساده‌تر و کارآمدتر عمل می‌کند. همان‌طور که تعویض دنده انجام می‌شود، موتور اصلی کششی باید سرعت را به مقدار در خور توجهی کاهش یا افزایش بدهد تا کنترل‌کننده آن از گشتاور مثبت یا منفی موجود به منظور نرم و روان بودن انتقال قدرت اطمینان حاصل کند. همان‌طور که گفته شد، بسته به نحوه پیکربندی نرم‌افزار، سیستم می‌تواند حالت‌های Sport و Comfort را انجام بدهد. در حقیقت، تعویض دنده در چند میلی‌ثانیه و در کمتر از یک‌ بار چرخش چرخ‌های خودرو انجام می‌شود.

وانگ ابتدا با استفاده از دستگاه کوچک CNC خریداری‌شده در eBay در اتاق خواب اضافه‌ی منزلش، نمونه اولیه‌ای از این جعبه‌دنده ساخت. انتظار می‌رفت نمونه اولیه کامل در دستگاه‌هایی مانند توربین‌های بادی تا ۳۰۰ دور بر دقیقه تعویض دنده را انجام بدهد؛ اما در واقع این مقدار، ۱۲۰۰ دور بر دقیقه بود. تلاش‌های اولیه با استفاده از تسمه دندانه‌دار فیبر کربنی انجام شد و ثابت کرد که سیستم کشش به‌خوبی کار می‌کند و تعویض دنده کاملاً مطمئن است.

جرک لوتوسلاوسکی، مهندس ارشد پروژه، فهمید که طراحی باید ساده شود تا تولید آن برای صنعت خودرو عملی و مقرون‌به‌صرفه باشد. این به معنای از دست دادن نیمی از قطعات نسخه‌های اولیه بدون به خطر انداختن عملکرد بود. انتظار می‌رود جدیدترین طراحی ساده اگر به‌صورت انبوه تولید شود، برای تولیدکنندگان خودرو کمتر از ۱۰۸ پوند به ازای هر دستگاه هزینه داشته باشد. این جعبه‌دنده می‌تواند متناسب با وسایل نقلیه در اندازه‌های مختلف طراحی شود و برای ارزیابی روی خودروی برقی کیا سول نصب شده است.

جعبه‌دنده این‌گیر برای نسل بعدی خودروهای الکتریکی اختراع و طراحی شده است و قطعه‌سازان و خودروسازان را قادر می‌سازد با صرف هزینه‌ی کمتر، پیشرانه‌‌های سریع‌تر و کارآمدتری طراحی کنند. این جعبه‌دنده در طیف وسیعی از وسایل نقلیه از جمله خودروهای سواری، شاسی‌بلند، اتوبوس، کامیون و وسایل نقلیه خارج از بزرگراه کاربرد دارد.

منبع: zoomit.ir